Презентация на тему "Изучение динамики солнечной системы на основе наблюдений" по астрономии в формате powerpoint. Содержит аж 67 слайдов с подробным описанием характеристик и динамики Солнечной системы. Автор презентации: Емельянов Н.В.
Фрагменты из презентации
Состав и размеры Солнечной системы
Состав Солнечной системы:
- Солнце
- планеты (8)
- спутники планет (167), Луна
- малые планеты (астероиды) (более 380 000)
- кометы (более 1000)
Искусственные спутники Земли:
- метеорологические (h=600-1000 км)
- геодинамические (h=6000 км)
- навигационные (h=20 000 км)
- геостационары (h=36 000 км)
Размеры Солнца, планет и их орбит:
- Солнце (R= 700 000 км)
- Меркурий (R= 2 400 км) a = 0.4 а.е.
- Венера (R= 6 000 км ) a = 0.7 а.е.
- Земля (R= 6 400 км ) a = 1.0 а.е.
- Марс (R= 3 400 км ) a = 1.5 а.е.
- Юпитер(R= 70 000 км ) a = 5.2а.е.
- Сатурн (R= 60 000 км ) a = 9.5а.е.
- Уран (R= 25 000 км ) a = 20 а.е.
- Нептун (R= 25 000 км ) a = 30 а.е.
Самый далекий объект обнаружен на расстоянии 97 а.е. от Солнца - карликовая планета Эрида диаметром 2400 км, имеет спутник Дисномию диаметром 300 км.
Силы взаимодействия тел Солнечной системы
Доминируют силы гравитационной природы
Другие силы :
- световое давление. Трудности учета: вхождение в тень
- сопротивление среды. Трудности учета: непредсказуемость плотности
вязко-упругое сопротивление тел деформациям. Трудности учета :почти ничего не знаем о внутренностях небесных тел
Силы гравитационной природы :
На практике чаще вместо решения уравнений поля ОТО используют постньютоновское приближение …
- Закон притяжения Ньютона
- + релятивистские эффекты (например, в рамках задачи Шварцшильда)
В большинстве задач пока вполне достаточно закона притяжения Ньютона
Методические проблемы решения уравнений:
- Аналитические методы : чрезвычайно громоздкие ряды по степеням малых параметров
- Методы численного интегрирования : загружают непомерной задачей даже современные суперкомпьютеры
Основные задачи динамики Солнечной системы
Во все времена Основными задачами небесной механики были:
геодезия и навигация
Главный в мире институт небесной механики в Париже в течение 200 лет (до 1998 года) назывался Бюро долгот. Лагранж, Лаплас, Пуанкаре, Тиссеран, Леверье, Бретаньон.
Методы наблюдений тел Солнечной системы
Во что глядят астрономы ?
- В 19-м веке астрономы глядели в телескопы
- В 20-м веке астрономы глядели в микроскопы
- В 21-м веке астрономы глядят …в компьютеры
Методы построения модели Солнечной системы
Модель движения небесного тела - это процедура, позволяющая на любой заданный момент времени определить координаты небесного тела или получить значение какой-либо величины, измеряемой в процессе наблюдений.
Именно модель движения концентрирует все наши знания о динамике небесного тела, включая все имеющиеся наблюдения, и именно модель нужна в практических приложениях.
Особенности задач динамики Солнечной системы
Свойства наблюдений небесных тел для задач небесной механики.
- Для построения модели движения любого небесного тела всегда стараются использовать набор всех существующих в мире наблюдений, начиная с момента открытия этого небесного тела.
- Продолжение наблюдений небесных тел (в том числе наземных) даже прежней точностью оказывается полезным.
- Преимущества одних наблюдений по сравнению с другими определяются не только их точностью, но также длиной интервала времени, на котором они выполнены.
- Любые новые наблюдения, даже более точные, почти всегда используются только как дополнение к уже существующей базе данных.
Специальные задачи динамики Солнечной системы
- Координатно-временное обеспечение наземных и космических навигационных служб.
- Модели движения Луны и планет, модель вращения Земли служат основой для координатно-временного обеспечения навигационных служб и некоторых производственных процессов.
- До изобретения атомных часов небесная механика обеспечивала единственный надежный способ отсчета времени.
- Координатно-временное обеспечение навигационных служб напрямую зависит от модели движения тел Солнечной системы.
- Связь шкал времени зависит от расположения тел в Солнечной системе, свойств их движения.
Источники данных о движении тел Солнечной системы
Основные Научные центры по разработке моделей движения тел Солнечной системы и эфемерид:
- Jet Propulsion Laboratory (NASA, USA) - планеты, астероиды, кометы, спутники планет
- Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (Paris, France) – планеты, спутники планет
- Minor Planet Center (USA) - астероиды, кометы
- Институт прикладной астрономии (С.-Петербург) – планеты
- Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга МГУ – спутники планет
- Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга МГУ
Построены оригинальные модели движения всех (107) далеких спутников планет:
- численное интегрирование уравнений движения
- уточнение параметров движения на основе всех опубликованных в мире наблюдений
- эфемериды, предоставляемые на web-страницах через интернет.
- регулярное обновление по мере появления новых наблюдений и открытия новых спутников
