Сол марсианские сутки



Марс
Учёные предполагают, что в далёком прошлом на Марсе существовали океаны. Авторы и права: Kevin Gill.

Учитывая сходство нашей родной планеты и Марса, многие часто называют его “близнецом Земли”. Марс относится к планетам земного типа – это означает, что он состоит в основном из силикатных пород и минералов, которые формируют ядро, мантию и кору планеты. Кроме того, Марс находится в пределах обитаемой зоны Солнца, имеет полярные льды в настоящее время, и, вероятно, имел проточную воду на своей поверхности в далёком прошлом. Однако несмотря на это, Марс и Земля различны по ряду параметров.

В дополнение к контрасту температур, состоянию поверхности и воздействию вредного излучения, Марсу также необходимо значительно больше времени, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. На самом деле, год на Марсе почти в два раза дольше, чем год на Земле, его продолжительность составляет 686,971 дней, что равно примерно 1,88 земного года. И в течении этого времени, планета претерпевает некоторые весьма интересные изменения.


Любопытно то, что Марс в течение марсианского года претерпевает очень похожие на земные изменения (ещё одна общая деталь). В зависимости от расстояния до Солнца, и того каким полушарием он к нему повернут, там можно наблюдать изменения температуры и погоды. В общем на Марсе, как и на Земле, присутствуют сезонные изменения, что обусловлено наклоном его оси и эксцентреситетом орбиты.

Марс вращается вокруг нашего Солнца на среднем расстоянии 227 939 200 километров, что примерно в 1,5 раза превышает расстояние между Солнцем и Землей. Тем не менее, в ходе своего 686,971 дневного орбитального периода, это расстояние значительно изменяется. В течение марсианского года, орбита планеты варьируется в пределах от 206 700 000 километров (1,3814 а.е.) в перигелии до 249 200 000 километров (1,666 а.е.) в афелии.

В результате такого движения эксцентриситет планеты равен приблизительно 0,09, что больше, чем для любой другой планеты в Солнечной системе (за исключением Меркурия, эксцентриситет которого равен 0,20563). Тем не менее, многие из вас будут удивлены узнав, что около 1,35 миллиона лет назад, орбита Марса была близка к круговой, а его эксцентриситет составлял всего 0,002.


Марс
Древний океан на Марсе, известный как Аравия. Предположительно океан сформировался около 4 миллиардов лет назад. Авторы и права: Robert Citron images, UC Berkeley.

Более того, в течение последних 35 000 лет, орбита Марса становилась всё более эксцентричной из-за гравитационного воздействия других планет. Он достиг минимального эксцентриситета (0,079) примерно 19 000 лет назад, и достигнет своего пика (0,105) приблизительно через 24 000 лет.

Каждые 780 дней (779,94, если быть точным), Земля и Марс подходят на минимальное расстояние друг к другу. Это длится на протяжении примерно 8,5 дней, а расстояние между планетами не превышает 56 миллионов километров, что делает этот момент идеальным временем для отправки исследовательских миссий (продолжительность которых в данном случае составит всего 8 месяцев, а не несколько лет).

Сидерический день – количество времени, необходимое Марсу для того, чтобы завершить один оборот вокруг своей оси, составляет около 24 часов 37 минут и 22 секунд. В то же время, солнечный день (или сол) на Марсе – количество времени, необходимое для того чтобы Солнце вернулось в то же место в небе – длится 24 часа 39 минут и 35,244 секунд. Таким образом, марсианский год эквивалентен 668,5991 солам.


Ось Марса наклонена на 25,19 градусов по отношению к плоскости орбиты, что очень похоже на осевой наклон Земли (23,44 градуса). В результате на Марсе есть несколько сезонов, как и на Земле, однако они почти в два раза длиннее, поскольку его орбитальный период гораздо больше. Весна в северном полушарии (самый длинный сезон), длится приблизительно 7 земных месяцев. Лето занимает второе место по продолжительности, оно длится шесть месяцев, в то время как осень – 5,3 месяца, а зима чуть более 4 месяцев. В южном полушарии длина сезонов отличается незначительно.

Марс
Эти два изображения были сделаны камерой Mastcam, установленной на борту марсохода Curiosity. Фотография слева была получена 21 мая, а фотография справа – 17 июня. Авторы и права: NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Эксцентриситет орбиты Марса является важным фактором, когда речь идёт о сезонных циклах планеты. На протяжении лета в южном полушарии, планета находится вблизи перигелия, а на протяжении зимы – вблизи афелия. В результате, температуры в южном полушарии более экстремальны, чем в северном. Летом температура на юге может быть на 30 К (30°С, 54°F) выше, чем на севере.


На Марсе также наблюдаются самые большие пыльные бури в Солнечной системе, они могут быть как небольшими штормами, так и гигантскими ураганами (тысячи километров в диаметре), которые порой охватывают всю планету и погружают поверхность в тень. Как правило такие штормы появляются, когда Марс находится ближе всего к Солнцу, что объясняется, вероятно, увеличением глобальной температуры.

Таким образом Марс имеет много общего с Землей. В то же время, он имеет несколько ключевых отличий. Их знание будет иметь решающее значение, когда придёт время колонизировать Красную Планету.

Источник: universetoday.ru

Марсианское время

Сутками в астрономии и других науках называют период, нужный небесному телу для совершения полного оборота вокруг своей оси. Существует две разновидности этой единицы:

  • синодические сутки, когда тело полностью оборачивается вокруг своей оси относительно Солнца;
  • сидерические — то же относительно какой-либо выбранной звезды.

Первые сутки также называются солнечными, вторые — звездными.

Для каждого объекта эти значения различны, например, солнечный день нашей планеты длится 24 часа, а звездный — на 3 минуты 56 секунд меньше.

Знать марсианское время нужно не только ради интереса. Им оперируют, например, инженеры, дистанционно управляющие марсоходами. Эта техника питается энергией от солнечных батарей и может функционировать только в светлый период, чтобы уловить достаточное количество света.

Потому всю аппаратуру на Марсе настраивают на местное время, чтобы можно было корректировать ее графики работы вне зависимости от Земли.

Возникновение сола

Из-за разницы суток на двух планетах ученые ввели понятие сола — это единица времени Марса, его синодический (околосолнечный) период вращения. Он разбит на часы, минуты и секунды, которые более продолжительны, чем наши: минута на 1,62 секунды, а час — на полторы минуты. Марсианский сол длиннее дня на Земле в 1,026 раза.

Этот термин упоминается в художественных произведениях, например, их использует в дневниковых записях в космосе главный герой книги и фильма «Марсианин».

Сколько часов в сутках на Марсе

Марсианские сутки длятся:

  • 24 часа 37 минут 23 секунды (звездные);
  • 24 часа 39 минут 35 секунд (солнечные).

Ученые рассчитали, сколько часов в сутках, по радиусу планеты и времени ее оборота вокруг собственной оси относительно Солнца. Местная ночь длится 12,2 часа, а марсианские закаты и восходы примерно совпадают с земными.

Год на Марсе


Космическим поселенцам важно будет знать длину местного месяца. Используемый землянами календарь там работать не будет из-за большей удаленности Марса от центра Солнечной системы. Кроме того, его орбита имеет высокую эксцентричность — ось вращения не совпадает с осью с геометрической точки зрения. Это объясняет, почему астрономический год там длиннее, чем на Земле — он занимает почти 687 наших суток и равен 668,6 солам.

На Красной планете существует 4 сезона года, представляющих собой периоды между солнцестояниями и весенним и осенним равноденствиями. Они имеют разную длительность в северном и южном полушариях:

  • весна — 6-7 месяцев;
  • лето — 5 месяцев;
  • осень — 5 месяцев;
  • зима — около 4 месяцев.

Марсианский календарь

Для применения на Красной планете был разработан специальный календарь, часто называемый Дариским. В обиход его ввел американец Томас Гангале, назвав в часть своего сына Дариуса.

Единицей времени в этом календаре является сол, продолжительность года равна 668,5907 марсианских дней, но для удобства исчисления на каждые 10 лет будет:

  • 6 високосных лет по 669 дней;
  • 4 года по 668 солов.

Год состоит из 24 месяцев по 28 солов, кроме месяцев №№ 6, 12, 18, 24 (они на 1 день короче). В високосные годы последний месяц исключается из числа 27-дневных и становится «стандартным».


Наименованиями месяцев стали последовательно чередующиеся знаки зодиака и их ведические аналоги (первым считается Стрелец, за ним следует индуистский Дхану, третий — Козерог и т.д.). Количество дней в неделе — 7. Они получили имена Луны (соответствует земному понедельнику), Марса (вторнику) и затем Меркурия, Юпитера, Венеры, Сатурна, Солнца, которые соответствуют дням от среды до воскресенья. Началом года считается день весеннего равноденствия.

Дариский календарь не обладает абсолютной точностью: на каждые его 100 лет «натекает» ошибка в 1 сол. На сегодня существует несколько его вариаций, различающихся количеством и названиями месяцев, а также некоторыми другими деталями.

Источник: o-kosmose.ru

Время суток[править | править код]

Средняя продолжительность марсианских звездных суток составляет 24 ч 37 мин 22.663 сек (если брать за основу систему единиц измерения СИ), а продолжительность солнечного дня (для обозначения которого часто употребляют термин сол, от англ. solar — «солнечный») составляет 88 775.24409 секунд, или 24 ч 39 мин 35.24409 сек. Указанные величины для Земли равны 23 ч 56 мин 4.0916 сек и 24 ч 00 мин 00.002 сек, соответственно. Таким образом, можно вычислисть соотношение сутки/сол, которое дает преобразованное значение — 1.0274912510 суток/сол. Иными словами, марсианские солнечные сутки лишь на 2,7 % длиннее земных.


С самых ранних пор при работе с космическими аппаратами на поверхности Марса и связанными с ними проектами принято следить за ходом местного солнечного времени, используя при этом 24-часовой «марсианский часы», часы, минуты и секунды которого на 2,7 % продолжительнее их стандартных (земных) соответствий. Во время работы таких миссий и аппаратов, как Mars Pathfinder, Mars Exploration Rover, Феникс и Марсианская научная лаборатория, команды операторов работали по «марсианскому времени», невзирая на земное, что означало, что рабочий график был синхронизирован с местным временем той местности, в которой аппарат совершил посадку на поверхности Марса. В результате такого подхода график каждой команды смещался примерно на 40 минут каждый день. Наручные часы, скорректированные для работы с марсианским временем вместо земного, использовались многими участниками команды MER (Mars Exploration Rover).[1][2]

Местное солнечное время имеет решающее влияние на планирование ежедневной деятельности марсианских лендеров. Дневной свет необходим для солнечных панелей наземных космических аппаратов. Температура на поверхности резко возрастает и спадает во время восхода и заката солнца, поскольку Марс не имеет такой густой атмосферы и океанов, как Земля, которые могли бы смягчить такие температурные колебания.


Для Марса предлагалось использование альтернативных часов, однако ни одна космическая миссия не согласилась использовать какие-либо из них. К таким системам измерения времени относится, в частности, метрическое время с такими единицами, как «миллидень» и «сантидень», а также система продленного дня (англ. extended day), в которой используются стандартные единицы времени, однако каждая следующая эпоха начинается после 24 ч 39 мин 35 сек текущей.

Так же, как и на Земле, на Марсе практикуется свой вариант выравнивания времени, который заключается в учете разницы между солнечным временем и точным (часовым) время. Выравнивание времени иллюстрируется аналеммой. Из-за эксцентриситета орбиты продолжительность солнечных суток оказывается не постоянной. А учитывая то, что орбитальный эксцентриситет Марса больше эксцентриситета Земли, продолжительность суток отклоняется от среднего значения значительно сильнее, чем на Земле, а потому и выравнивание времени здесь демонстрирует значительно более сильные вариации, чем на Земле: на Марсе Солнце может двигаться по небосклону на 50 минут медленнее, или на 40 минут быстрее по сравнению с временем, которое показывают марсианские часы (на Земле соответствующие цифры составляют 14 минут 22 секунды отставания и 16 минут 23 секунды ускорения).

Марс имеет нулевой меридиан, за который был принят меридиан, проходящий через небольшой кратер Эйри-0.


нако для Марса не были определены часовые пояса, которые можно было бы отсчитывать через равномерные интервалы от основного меридиана, как это делается на Земле. Поэтому до сих пор все наземные аппараты на Марсе использовали приближенное значение местного солнечного времени для удобства ориентировки во времени суток, как это делали когда-то большие города на Земле, до введения в XIX веке стандартного времени. Два марсохода, задействованные в рамках программы Mars Exploration Rover, использовали отличающиеся значения местного солнечного времени, разница между которыми составляла примерно 12 часов и одну минуту.

Надо заметить, что по современным стандартом измерения долготы на Марсе есть «планетоцентрическая долгота», которая измеряется от 0º-360º на восток, и заключается в измерении углов от центра Марса. Старый метод «планетографической долготы» заключался в измерении от 0º-360º на запад, при этом использовались координаты, нанесенные на карту поверхности Марса.[3]

Марсианское координированное время (MTC)[править | править код]

MTC (Coordinated Mars Time) — это предложенный для Марса аналог Всемирного времени (UT), принятого на Земле. Оно определяется как среднее солнечное время на Марсианском главном меридиане (то есть, в центре кратера Эйри-0). Сокращение MTC используется с намерением подчеркнуть параллель этой системы измерения времени с земным Всемирным координированным временем (UTC), однако это не совсем корректно: единственное, что отличает время UTC среди всех других видов UT — это имеющиеся в его системе високосные секунды, тогда как MTC не использует такой схемы. Если искать аналогии, то MTC более приближен к земному UT1.

Использование термина «MTC» в качестве названия планетарного стандарта времени для Марса впервые состоялось на суточных часах Mars24[4], настройкой которых занимался Институт космических исследований Годдарда, NASA. Этот новый термин стал заменой для предыдущего — «среднее время по Эйри» (Airy Mean Time, AMT), который был, по сути, прямым аналогом среднего времени по Гринвичу (Greenwich Mean Time, GMT). В астрономическом контексте, «GMT» — это устаревшее название Всемирного времени (Universal Time), или UT1, если конкретизировать.

AMT до сих пор еще не был применен как система измерения времени для официальной космической миссии. Это вызвано частично тем, что существует определенная погрешность в определении точного места расположения кратера Эйри-0 (его позиция относительно других значений долготы), а это означало, что ориентирование по AMT не позволило бы определять время настолько точно, как ориентирование по местному времени в тех точках на поверхности планеты, где проводилась исследовательская деятельность. На начальном этапе миссии Mars Exploration Rover позиционная погрешность в определении местоположения Эйри-0 соответствовала примерно 20-секундной погрешности в определении времени по AMT.

Часовые пояса[править | править код]

Каждая миссия по высадке на поверхность Марса использовала свои собственные часовые пояса, которые соответствовали усредненному местном солнечном времени в месте высадки. На сегодня, из шести успешных высадок на Марс, пять в качестве временного ориентира применяли местное среднее солнечное время (LMST, от англ. local mean solar time) для места, в котором находился наземный космический аппарат, тогда как шестая высадка (Mars Pathfinder) использовала местное действительное солнечное время (LTST, от англ. local true solar time).[5][6]

Mars Pathfinder использовал местное очевидное солнечное время в точке приземления. Его часовым поясом был AAT-02:13:01, где AAT — это действительное время по Эйри (англ. Airy Apparent Time), то есть очевидное солнечное время в кратере Эйри-0.

Два марсохода, отправленные в ходе миссии Mars Exploration Rover, не используют истинное значения LMST в месте высадки. Для удобства в дальнейшей деятельности марсоходов этой миссии, для них была определена шкала времени, которая позволила настроить часы, которые должны использоваться на каждом марсоходе, таким образом, чтобы их показания соответствовали значению очевидного солнечного времени в точке, расположенной примерно на половине номинального запланированного 90-солового пути миссии. В планировании миссий такая временная схема определяется термином «гибридное местное солнечное время» (англ. Hybrid Local Solar Time). Такие шкалы времени являются целостными с точки зрения среднего солнечного времени (фактически, каждая из них является средним временем для определенной долготы), и не нуждаются в коррекции при перемещении марсохода по поверхности планеты. Обычно, марсоходы уезжают на расстояние, соответствующее несколько-секундному смещению относительно местного солнечного времени. «Спирит» использует AMT+11:00:04. Среднее время в месте его высадки — AMT+11:41:55. «Опортьюнити» использует AMT-01:01:06. Среднее время в месте его высадки — AMT-00:22:06. Ни один из этих марсоходов не сможет достичь долготы, в которой время, принятое для миссии, сравняется с местным средним временем. С научной целью используется местное действительное солнечное время (LTST).

Местное время марсохода «Кьюриосити» — AMT+09:09:46.

Ввиду того, что место расположения кратера Эйри-0 сейчас известно с гораздо большей точностью, чем когда на Марсе высадились все упомянутые марсоходы, в будущих миссиях становится технически возможным использовать удобную временную схему с привязкой к среднему времени по Эйри (Airy Mean Time), вместо того, чтобы использовать полностью нестандартные часовые пояса.

Сол[править | править код]

Термин сол (англ. sol) используется планетарными астрономами для определения продолжительности солнечных суток (англ. solar day) на Марсе.[7] Продолжительность средних солнечных суток на Марсе, или же «сола», составляет 24 часа, 39 минут и 35.244 секунд.[6]

Когда космический аппарат начинает работу на поверхности Марса, марсианские дни (солы) миссии отслеживаются с применением простого числового последовательного подсчета. Две наземные миссии «Викинга», Mars Phoenix, а также марсоход «Кьюриосити» Марсианской научной лаборатории обозначают сол, когда марсоход высаживается на марсианскую поверхности, как «Сол 0» («Sol 0»), тогда как Mars Pathfinder и два марсохода миссии Mars Exploration rover обозначили время приземления как «Сол 1» («Sol 1»).[8]

Хотя миссии с высадкой марсоходов дважды происходили парами, не было сделано ни одного усилия для синхронизации подсчета солов между двумя марсоходами из каждой такой пары. Поэтому, например, хотя «Спирит» и «Опортьюнити» были отправлены для выполнения исследований на поверхности Марса одновременно, каждый из них начал подсчет солов с момента высадки, который в обоих случаях был определен как «Сол 1», и в результате эти два аппарата оказались рассинхронизованными в подсчете марсианских суток — разница составляет примерно 21 сол. «Спирит» и «Опортьюнити» находятся в долготах, разница между которыми равна 179 градусов, поэтому, когда для одного из них наступает день, для другого — наступает ночь, и каждый из них работает независимо от другого.

На Земле астрономы часто используют юлианскую дату — простой последовательный подсчет дней — с целью хронометрии. Предложенным эквивалентом такой системы измерения времени для Марса является Mars Sol Date (MSD), который заключается текущим последовательным подсчетом солов от 29 декабря 1873 года (дата рождения астронома Карла Отто Лампланда). В другом варианте этой системы за дату начала отсчета (или эпохи) предлагается выбрать 1608 год (год изобретения телескопа). Какую бы систему из этих двух не выбрали, каждая из них имеет целью убедиться в том, что любые исторически зафиксированные события, связанные с Марсом, происходили уже после нее. Система отсчета Mars Sol Date математически определяется по формуле MSD = (юлианская дата с использованием международного атомного времени — 2451549.5 + k)/1.02749125 + 44796.0, где k — это небольшая коррекция, равная примерно 0.00014 дня (или 12 секунд), для учета неточности определения географического местоположения главного меридиана, который проходит через кратер Эйри-0.

Термин «yestersol» (от англ. yesterday — вчера) был впервые использован командой NASA, которая занималась исследованиями на Марсе в ходе миссии MER, для обозначения предыдущего сола (марсианская англоязычная версия слова «вчера»), и вошло в достаточно широкий обиход в рамках этой организации в течение космической миссии 2003 года — Mars Exploration Rover.[9] Это слово было подхвачено, и даже довольно часто употреблялось в англоязычной прессе. К другим неологизмам относятся такие слова как «tosol» (от англ. today — сегодня) и «nextersol», «morrowsol» или «solmorrow» (марсианские соответствия англ. tomorrow — завтра).[10]

Марсианский год[править | править код]

Продолжительность времени, необходимая для того, чтобы завершить один круг по орбите вокруг Солнца называется звездным годом, и составляет около 686.98 земных солнечных дней, или же 668.5991 солов. Из-за эксцентриситета марсианской орбиты, продолжительность времен года на Марсе неодинакова. Ввиду того, что сезоны на Марсе меняются от равноденствия до солнцестояния и наоборот, сезон, который начинается в точке солнцестояния Ls 0 и заканчивается в точке равноденствия Ls 90 (весна в северном полушарии / осень в южном полушарии) — является самым длинным сезоном, который длится 194 марсианских сола, тогда как сезон от Ls 180 до Ls 270 (осень в северном полушарии весна, в южном полушарии) является самым коротким сезоном, который длится всего 142 марсианских сола.[11] Одна общепринятая система отсчета времени в научной литературе определяет порядковый номер года, беря за точку отсчета весеннее равноденствие 11 апреля 1955 года, которое определяется как Марсианский год 1 (Mars Year 1, MY1).[12]

Так же, как и на Земле, звездный год не является той единицей времени, которая могла бы удовлетворить потребности при ведении календаря. Для этого более подходит тропический год, который, вероятнее всего, и будет использоваться, поскольку он больше коррелирует со сменой времен года. Он немного короче звездного года из-за прецессии оси вращения Марса. Цикл прецессии для Марса составляет 93 000 марсианских лет (около 175 000 земных), и потому намного длиннее, чем цикл прецессии Земли. Его продолжительность в тропических годах может быть высчитана путем деления разницы между звездным и тропическим годами на продолжительность тропического года.

Продолжительность тропического года зависит от выбранной точки отсчета, согласно Второму закону планетного движения Кеплера. Его можно измерять или относительно равноденствия, или относительно солнцестояния, или же это может быть среднее значение различных вероятных лет, в который входили бы год мартовского (северное направление) равноденствия, год июльского (север) солнцестояния, год сентябрьского (южное направление) равноденствия, год декабрьского (юг) солнцестояния, и другие подобные годы. Григорианский календарь использует год мартовского равноденствия.

На Земле вариации продолжительности тропических лет незначительны, зато на Марсе они намного больше. Год весеннего равноденствия на Марсе составляет 668.5907 сола, летнего солнцестояния — 668.5880 сола, осеннего равноденствия — 668.5940 сола, и зимнего солнцестояния — 668.5958 сола. Если взять среднее значение для всего орбитального периода — то тропический год составит 668.5921 сола. Поскольку, как и на Земле, северное и южное полушария Марса в одно время имеют противоположные времена года, точки равноденствия и солнцестояния для уточнения должны обозначаться полушарием: например, весеннее равноденствие в северном полушарии является осенним равноденствием в южной и наоборот.

Календарные даты[править | править код]

Ученые, занимающиеся изучением Марса, следят за марсианскими сезонами, используя гелиоцентрическую долготу (или «сезонную долготу», или «солнечную/солярную долготу»), которая обычно обозначается сокращением Ls, и соответствует определенному расположению Марса на его околосолнечной орбите.[13] Ls определяется как угол, образованный условной линией, соединяющей Солнце с позицией Марса на его орбите, и линией, проходящей от Солнца до точки на орбите Марса, в которой планета находится в момент весеннего равноденствия в северном полушарии. Поэтому Ls равен 0 градусам в момент марсианского равноденствия северного направления, 90 градусам при марсианском северном солнцестоянии, 180 градусам при марсианском равноденствии южного направления, и 270 градусам в момент марсианского южного солнцестояния.

Преимущественно, в ежедневной деятельности на Земле люди используют не юлианскую дату, а григорианский календарь, который, несмотря на связанные с ним разнообразные сложности, является весьма полезным. С его помощью можно с легкостью определить, является ли определенная дата годовщиной другой, относится ли дата к зимнему времени года или весеннему, а также позволяет подсчитать количество лет между двумя датами. В случае с юлианским датам такие действия оказываются гораздо менее практичными.

По той же причине, когда возникает необходимость согласовывать и синхронизировать определенную деятельность на долгий период времени на поверхности Марса, возникает потребность положиться на календарь. Одним из предложенных календарей для Марса является дарианский календарь. Он имеет 24 «месяца», что позволяет приспособить более длинный марсианский год к земного понятию «месяца», причем марсианский «месяц» и действительно близок по продолжительности к земному. На Марсе понятие «месяц» не имеет никакой привязки к периоду вращения любого из спутников планеты, в отличие от Земли. Фобос и Деймос совершают один оборот вокруг Марса за 7 часов и 30 часов, соответственно. Однако, Землю и Луну можно было бы увидеть и невооруженным глазом, если бы они появились над горизонтом Марса ночью, а время, нужное для того, чтобы Луна прошла от точки максимального отдаления к Земле в одном направлении и вернулась в эту точку (если смотреть с Марса) — примерно соответствует земному месяцу. Однако, ни дарианский календарь, ни один ни другой марсианский календарь на сегодня при исследованиях Марса не используется.

Интеркаляция (високосные годы)[править | править код]

Всякий солнечный календарь должен использовать интеркаляцию (високосные годы), чтобы нивелировать тот факт, что продолжительность года не соответствует общему количеству дней в нем. Без интеркаляции календарный год накопит погрешности с течением времени. Большинство разработанных до сих пор марсианских календарей используют интеркаляцию для отдельных дней, тогда как другие применяют ее к отдельным неделям. Система измерения времени, используемая сейчас учеными, которые занимаются исследованиями Марса, избегает необходимости использовать интеркаляцию, поскольку измерения времени в ней происходит не с помощью такого понятия как «день», а с помощью расчета позиции Марса на его орбите вокруг Солнца. Датировки в этой системе базируется на гелиоцентрической долготе.

Для григорианского (земного) календаря, формула применения високосного года выглядит так: это каждый 4-й год за исключением каждого 100-го, кроме каждого 400-го. Это дает продолжительность календарного года в 365.2425 солнечных дня, что является близким к значению земного года от равноденствия до равноденствия. На Марсе была бы нужна подобная схема интеркаляции с високосными годами. Если в календаре интеркаляция применяется для отдельных дней, то большинство лет будут високосными, поскольку часть сола — остаток сола, который остается «лишним» в календаре после прохождения всего количества солов марсианского года, составляет более 0.5. То же самое будет происходить, если интеркаляция будет применяться к отдельным неделям, если неделю брать как семь дней. Один из примеров применения интеркаляции, при котором один високосный день будет добавляться в каждый нечетный год, а также года, заканчивающиеся на 0 (каждый десятый) за исключением каждого 100-го года, кроме каждого 500-го года, даст календарный год со средней продолжительностью в 668.592 сола:

1 1 2 + 1 10 1 100 + 1 500 = 0.592 {displaystyle 1-{frac {1}{2}}+{frac {1}{10}}-{frac {1}{100}}+{frac {1}{500}}=0.592}

, что будет почти идеально для среднего тропического года (среднее значение для всех сезонов). Однако, такая схема будет иметь незначительную зависимость от того, какой именно год был принят за основу для календаря: календари, основанные на годе с моментом отсчета в точке южного солнцестояния и на годе с моментом отсчета в точке равноденствия северного направления, будут отличаться на один сол примерно каждые двести марсианских лет.

Один из предложенных календарей — дарианский календарь — для своего графика интеркаляции берет за основу продолжительность года с отсчетом в момент равноденствия северного направления, которая соответствует значению в 668.5907 сола.

Возможны также другие схемы интеркаляции. Например, еврейский календарь (лунно-солнечный календарь) использует простую математическую формулу для применения интеркаляции в форме семи дополнительных месяцев в 19-летнем цикле: дополнительный месяц добавляется тогда, когда остаток от (номер года в еврейском календаре × 7 + 1) / 19 составляет менее 7. Вообще-то, правило високосного года определяется несколько по-другому в еврейском календаре, однако является математически эквивалентным приведенной формуле. Такая схема интеркаляции заключается в добавлении високосных лет по неизменному графику, и, в отличие от интеркаляционной схемы григорианского календаря, не будет иметь исключений. Для того, чтобы создать подобную схему интеркаляции для марсианского календаря, нужно найти дробный эквивалент для продолжительности марсианского года, часто при этом используя цепные дроби, чтобы уменьшить величину этих дробей. Например, схема интеркаляции, при которой добавляются отдельные дни, и которая базируется на среднем марсианском тропическом году продолжительностью в 668.5921 дня, может быть приближена к циклу в 45 високосных лет на 76 лет, поскольку 66845⁄76 ≈ 668.592105, а 0,5921 × 76 = 44.9996.

Более простое правило, по которому календарь будет более всего согласован с продолжительностью года с началом отсчета в точке весеннего равноденствия в северном полушарии, которая составляет 668.5907 сола, даст короткий календарный цикл всего в 22 года, из которых 13 лет будут високосными. Дробь будет выглядеть так: 13⁄22 = 0.5909… Поэтому високосные года можно с легкостью определить из единого правила, которое базируется на делении по модулю:

 Год является високосным, если год mod 22 mod 5 ∈ {0, 2, 3} 

Другими словами, для определения того, является ли данный год високосным:

  1. Делим номер на 22, чтобы получить остаток в виде числа от 0 до 21.
  2. Делим результат на 5, чтобы получить остаток в виде числа от 0 до 4.
  3. Если результат равен 0, 2 или 3, тогда этот год — високосный.

Марсианское время в научно-фантастических произведениях[править | править код]

В «Марсианской трилогии» Кима Стэнли Робинсона часы на Марсе используют стандартные, земные секунды, минуты и часы, однако останавливаются в полночь на 39.5 минут. С прогрессом колонизации Марса, которая описывается в этих произведениях, такой пробел во времени превращается в своеобразный «колдовской час», когда запреты и ограничения можно отбросить, и когда празднуется все более очевидная индивидуальность марсианского общества, как вполне отделенного от Земли и земных сообществ. Правда, в трилогии не указано, происходит ли такое «празднование» одновременно по всему марсианскому шару или в локальный полночный час для каждой отдельной долготы.

Кроме того, в «Марсианской трилогии» календарный год поделен на 24 месяца. Названия месяцев — такие же, как и в григорианском календаре, за исключением цифр «1» или «2», которые добавляются перед названием месяца для определения того, первое это или второе появление этого месяца в году: например, 1-январь, 2-й январь, 1-февраль, 2-февраль.

В сериях манги и аниме под названием «Ария», авторства Кодзуе Амано, действия которых происходят на тераформованном Марсе, календарный год тоже делится на 24 месяца. Принимая за основу современный японский календарь, этим месяцам не присваивается название, а просто идет порядковая нумерация, от 1-го месяца до 24-го месяца.[14]

Формула конвертирования MJD/UTC в MSD/MTC[править | править код]

  • Модифицированная юлианская датировка
    • MJD = JD − 2,400,000.5
  • Всемирное координированное время
    • UTC = (MJD mod 86400) * 24
  • Марсианская солнечная датировка
    • MSD = (количество секунд, прошедших с 00:00:00 UTC 6 января 2000 года)/88775.244 + 44795.9998
  • Марсианское координированное время
    • MTC = (MSD mod 86400) * 24[6]

См. также[править | править код]

  • Астрономия на Марсе
  • Дариский календарь
  • Всемирное координированное время

Источник: ru.wikipedia.org

Время на красной планете

Сутками называется период времени, за которое небесное тело совершает полный оборот вокруг своей оси. При этом различают понятия синодических (солнечных) и сидерических (звездных) суток. Первые обозначают временной промежуток, за который планета обернется вокруг своей оси относительно Солнца. Вторые – осевой оборот относительно звезд. Синодические и сидерические сутки имеют разную продолжительность. К примеру, для Земли полный солнечный день составляет 24 часа, а звездный – 23 часа 56 минут и 4 секунды.

Сколько же длятся сутки на Марсе? Вычислить продолжительность данного временного промежутка несложно. Для этого нужно знать Средняя скорость вращения красной планеты вокруг своей оси в два раза ниже, чем у Земли — 868,2 км/с и 1674 км/с соответственно. Однако, из-за того, что марсианский диаметр на 53% меньше земного, день на планетах длится почти одинаково.

Длительность суток на Марсе составляет:

  • сидерических – 24’37’’23’’’;
  • синодических – 24’39’’35’’’.

Если величина суток на Марсе в часах установлена точно, то, сколько длятся день и ночь на соседней планете, сказать трудно.

Марсианский сол

Из-за разной длительности суток на Земле и Марсе исследователям красной планеты пришлось ввести новую единицу времени – сол. Он равняется синодическому периоду вращения планеты. Сол продолжительней земного дня в 1,026 раза.

Для удобства синхронизации с земным временем сол разбили на часы, минуты и секунды. Эти временные промежутки оказались длительней земных. Так, марсианская минута больше земной на 1,62 секунды, а час на Марсе продолжается 61 минуту 30 секунд.

«Марсианское время» необходимо знать инженерам, дистанционно управляющим марсоходами. Эти аппараты получают энергию от солнечных батарей. Это означает, что работать они могут лишь в условиях марсианского дня, когда на панели батарей попадает достаточное количество солнечного света. Поэтому вся аппаратура на красной планете настроена на местное время. Это позволяет операторам скорректировать графики ее работы, не принимая во внимание продолжительность земного дня.

Такая единица марсианского времени была также описана в художественной литературе. Именно в солах ведет свой дневник Марк Уотни – главный герой фантастического романа «Марсианин», написанного американским писателем  Энди Вейером.

Календарь колонизаторов

Если освоение красной планеты людьми пройдет удачно, первым поселенцам необходимо будет знать не только длительность дня на  Марсе, но и продолжительность месяца. Земляне в обычной жизни используют григорианский календарь. Согласно ему, весь период обращения нашей планеты вокруг Солнца (365,2425 дней) разделен на 12 месяцев. Их продолжительность изменяется от 28 до 31 дня.

За счет большей удаленности от Солнца и более эксцентричной орбиты год на Марсе длится дольше земного. Он составляет 686,98 земных дней или 668,6 марсианских солов. Для удобства бытового времяисчисления будущие поселенцы красной планеты будут пользоваться дариским календарем.

Этот календарь был создан американский инженером Томасом Гангале. За единицу времени в нем принимается 1 сол, а год в нем равен 668,5907 солов. В 1 десятилетии Дариского календаря содержится шесть високосных лет по 669 марсианских дней. Весь марсианский год разделен на 24 месяца, продолжительностью по 28 или 27 дней. Короткими месяцами являются шестой, двенадцатый, восемнадцатый и двадцать четвертый (только в не високосные года).

Месяцы Дариского календаря

Месяцы Дариского календаря получили свои названия в честь 12 зодиакальных знаков (от Стрельца до Скорпиона) и их ведических аналогов, следующих друг за другом. Дни недели названы в честь объектов Солнечной системы:

  • Sol Lunae – день Луны (понедельник);
  • Sol Martis – день Марса (вторник);
  • Sol Mercurii – день Меркурия (среда);
  • Sol Jovis – день Юпитера (четверг);
  • Sol Veneris – день Венеры (пятница);
  • Sol Saturni – день Сатурна (суббота);
  • Sol Solis – день Солнца (воскресенье).

Ошибка такой системы времяисчисления незначительна: 1 сол в 100 марсианских лет. Дариский календарь также может быть адаптирован для других планет и их спутников. Пока же он не нашел практического применения. На данный момент время на Марсе исчисляется только в солах.

Источник: spaceworlds.ru

Появление сола

С момента изучения Красной планеты люди столкнулись с проблемой времяисчисления. В тот момент была разработана уникальная система измерения времени, названная сол. Так что такое сол на Марсе и зачем оно нужно? Сол – это марсианский день. Он отличается от нашего, земного.

При автоматическом изучении Марса ученые столкнулись с проблемой незнания о потоках солнечной энергии, от которой питаются марсоходы. И тогда остро возникла необходимость создания марсианского календаря и особых часов. Они синхронизированы с Марсом.

Так как наклон вращения Красной планеты к орбитальной плоскости несколько отличается от земного, то на планете возникают схожие сезонные периоды. Однако эксцентриситет орбиты Марса больше, из-за чего длительность периодов сильно отличается. Марсианские сутки близки к земным, а вот длительность года различна, что сильно рассинхронизирует марсианский и земной календари. Из-за этого пришлось разрабатывать определенный календарь и новое времяисчисление, работающее синхронно с нашими часами и календарями. Зная сол-день на Марсе, операторы, работающие с марсианскими машинами, знают время потоков солнечной энергии.

Время на Марсе

А сколько длится марсианский день и что такое сол на Марсе? Солом называются марсианские солнечные сутки. Они равны 24 часам, 39 минутам и 35 секундам. А вообще сутки могут быть звездными и солнечными. Первые длятся 24 часа, 27 минут и 22 секунды. На Земле эти показатели меньше: звездные сутки длятся 23 часа и 56 минут, а солнечные – 24 часа. Длительность солнечных суток изменяется на протяжении всего года, так как планета движется по орбите и Солнце смещается на фоне звездного неба.

А что такое сол на Марсе для ученых? По международным стандартам для аппаратов, работающих на Красной планете, принято использовать марсианские солнечные сутки, или сол, которые разбиты на двадцать четыре марсианских часа. Причем при разбивке учтено, что длительность секунд в одной минуте на Марсе дольше на 2,7 %, чем на Земле. Из-за этой особенности график работы операторов смещается каждый земной день на сорок минут. Теперь мы знаем, чему равен 1 сол на Марсе: он равняется земным 24 часам, 39 минутам и 35 секундам.

Отсчет времени

Знание о том, сколько длится сол на Марсе, ученые получили после детального изучения планеты. Начальный отсчет — нулевой меридиан, проходящий через небольшой кратер. Координальное марсианское время является аналогом всемирного времени. Оно определяется как среднее солнечное время на нулевом меридиане.

По оценкам ученых, разница между истинным солнечным и средним солнечным временем сильно изменяется на протяжении всего года. На Земле есть колебание времени на отрезке от минус четырнадцати минут до плюс шестнадцати минут, на Марсе эти колебания больше – почти в час.

На Красной планете нет привычных для нас часовых поясов. На этой планете работает шесть марсоходов: пять из них — по местному солнечному времени, а один — по истинному солнечному времени.

Год на Марсе

Как и сутки, год на Земле бывает двух видов: тропический и звездный. Под последним понимают период полной смены времени года или же тот отрезок времени, при котором долгота Солнца изменяется на 360 градусов. Звездный год – орбитальное движение вокруг Солнца относительно неподвижных звезд. Эти периоды расходятся между собой примерно на двадцать минут. То же самое происходит на Красной планете.

Зная о понятии «сол» на Марсе, сколько это дней, можно рассчитать марсианский год. Так как эта планета вращается вокруг светила с меньшей скоростью, чем Земля, то год здесь будет дольше – 686 земных суток, а солов меньше – 668. Если принимать за сезоны периоды между равноденствиями и солнцестояниями, то самым длительным периодом северного полушария считается весна – она длится сто девяносто три сола, а осень – сто сорок два сола.

Для основания марсианского календаря самым успешным видом года считается тропический, так как циклы прецессии на планете велики. Однако длина тропического года может быть разной: все зависит от точки отсчета. В качестве старта может быть выбран день весеннего равноденствия или же день солнцестояния. Но обычно используют день весеннего равноденствия, так как орбита Марса более вытянута и показатель тропического года, исчисляемого с разных точек отсчета, различно.

Марсианский календарь

На Земле есть два календаря: григорианский и юлианский. Нам удобнее применять именно григорианское исчисление времени: он более удобен в быту. На основе этого ученые пришли к выводу, что марсианским колониям будущего будет удобнее жить именно по циклическому (григорианскому) календарю. Однако у данного календаря есть одна небольшая проблема — високосный год. В нашем исчислении лет поправка происходит раз в четыре года. Если бы ее не было, то тропический год и наш календарь имели бы сильное расхождение. То же самое происходит на Марсе.

Один из вариантов марсианских календарей был предложен Т. Гангале. Он разработал календарь, состоящий из двадцати четырех месяцев, разбитых на 27 и 28 дней. Календарь основан на десятилетнем цикле с шестью високосными годами, длящимися по 669 дней, и четырьмя – по 668. По оценкам ученых, этот календарь способен давать ошибку в 1 сол за сто лет. Такое исчисление времени вполне подходит для Марса, но его не используют. Астрономы и другие ученые считают только солы.

Сейчас астрономы, картографы и другие ученые знают о Марсе много. Используя все данные, они вполне могут разработать календарь или применить разработанный Гангале. Ведь у ученых есть даже отправная точка отсчета дат по стандарту АМТ: на Земле на нулевой день принято считать юлианскую дату 1 января 4712 года до нашей эры или с 24 ноября 4714 года григорианского календаря. Первый день имел нулевой отсчет, а сами даты сменялись в полдень. Аналогичная дата для Марса определена в сол, который совпал с нашим 29 декабрем 1873 года. Были и другие варианты отсчета: 1608 год и день весеннего равноденствия 11 апреля 1955 года.

Марсоходы

На Красной планете марсоходы пребывают длительное время. Причем каждый раз, когда они попадают на эту планету, ведется отсчет, но не как у нас, без дат, а солами. О проделанной работе операторы так и пишут: «36 сол. Марсоход прошел от кратера Х до долины У» или «128 сол. Машина добралась до камня». И каждый ученый понимает, в какое время это произошло и где сейчас находится машина.

Заключение

Рассмотрев, что такое сол на Марсе и сколько дней он длится, можно представить, как операторы машин работают по такому графику: с течением времени сутки смещаются, и в то время, когда у нас ночь, на Красной планете — день, и наоборот.

Источник: www.syl.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.