- Gdyby Słońce było wielkości zwykłych drzwi, Ziemia byłaby tylko dziurką od klucza, a Mars byłby wielkości pigułki.
- Mars to czwarta planeta od Słońca, krąży w odległości 228 milionów km (1,52 AU).
- Masa Marsa to 10,7% masy Ziemi, czyli 6,423 10 23 kg
- Mars nie ma pierścieni, ale ma dwa naturalne satelity- Phobos (rozmiar nie większy niż 27 km) i Deimos (rozmiar nie większy niż 15 km), które mają nieregularny kształt.
- Minimalna odległość od Ziemi do Marsa to 56 mln km.
- Dzień na Marsie trwa 24 godziny i 37 minut.. Okres całkowitego obrotu Marsa wokół Słońca wynosi 687 ziemskich dni.
- Atmosfera na Marsie składa się głównie z dwutlenku węgla, bardzo rozrzedzonego. Grubość atmosfery wynosi około 110 km. Ciśnienie na powierzchni Marsa jest 160 razy mniejsze niż ziemskie. Ze względu na niskie ciśnienie woda może istnieć w stanie ciekłym tylko w pięciu obszarach powierzchni planety. Naukowcy nie wykluczają istnienia prymitywnego życia. Rzeźba Marsa jest podobna do ziemskiej, planeta przechodzi zmianę pór roku, ale jej klimat jest znacznie chłodniejszy i bardziej suchy niż ziemski.
- Temperatury na planecie wahają się od -153°C zimą na biegunie do ponad +20°C na równiku w południe.Średnia temperatura wynosi -50 °C.
- Marsa można zobaczyć z Ziemi gołym okiem. Podczas wielkiej opozycji pomarańczowy Mars staje się najjaśniejszym obiektem na ziemskim nocnym niebie, ale zdarza się to tylko raz na 15-17 lat przez jeden do dwóch tygodni. Mars jest nazywany czerwoną planetą ze względu na swój czerwono-pomarańczowy odcień, który wynika z obecności tlenków żelaza w skałach i glebie.
- Pierwsze zdjęcia powierzchni Marsa zostały wykonane w 1964 roku przez sondę Mariner 4. Do tej pory na Marsa wysłano ponad 40 misji eksploracyjnych. W 2018 roku prywatna firma planuje załogowy przelot Marsa z powrotem na Ziemię. Kolejną prywatną inicjatywą jest utworzenie kolonii marsjańskiej „Mars One”.
Tutaj na Ziemi mamy tendencję do przyjmowania czasu za pewnik, nigdy nie myśląc, że krok, w którym go mierzymy, jest raczej względny.
Na przykład sposób, w jaki mierzymy nasze dni i lata, jest faktycznym wynikiem odległości naszej planety od Słońca, czasu potrzebnego na okrążenie go i obrót wokół własnej osi. To samo dotyczy innych planet w naszym Układzie Słonecznym. Podczas gdy my, Ziemianie, liczymy dzień w ciągu 24 godzin od świtu do zmierzchu, długość jednego dnia na innej planecie jest znacząco różna. W niektórych przypadkach jest bardzo krótki, w innych może trwać ponad rok.
Dzień na Merkurym:
Merkury jest najbliższą Słońcu planetą, od 46 001 200 km w peryhelium (najbliższa odległość od Słońca) do 69 816 900 km w aphelium (najdalej). Merkury obraca się wokół własnej osi przez 58,646 ziemskich dni, co oznacza, że dzień na Merkurym trwa około 58 ziemskich dni od świtu do zmierzchu.
Jednak Merkury potrzebuje tylko 87 969 ziemskich dni, aby raz okrążyć Słońce (innymi słowy, okres orbitalny). Oznacza to, że rok na Merkurym odpowiada około 88 dniom ziemskim, co z kolei oznacza, że jeden rok na Merkurym trwa 1,5 dnia Merkurego. Co więcej, północne regiony polarne Merkurego są stale w cieniu.
Wynika to z jego nachylenia osi 0,034° (w porównaniu do ziemskiego 23,4°), co oznacza, że Merkury nie doświadcza ekstremalnych zmian sezonowych, w których dni i noce mogą trwać miesiącami, w zależności od pory roku. Na biegunach Merkurego zawsze jest ciemno.
Dzień na Wenus:
Znana również jako bliźniaczka Ziemi, Wenus jest drugą najbliższą Słońcu planetą, mającą odległość od 107 477 000 km w peryhelium do 108 939 000 km w aphelium. Niestety Wenus jest również najwolniejszą planetą, ten fakt jest oczywisty patrząc na jej bieguny. Podczas gdy planety w Układzie Słonecznym doświadczyły spłaszczenia na biegunach z powodu prędkości obrotowej, Wenus tego nie przetrwała.
Wenus obraca się z prędkością zaledwie 6,5 km/h (w porównaniu z racjonalną prędkością Ziemi 1670 km/h), co daje okres rotacji syderycznej wynoszący 243,025 dni. Technicznie jest to minus 243,025 dni, ponieważ obrót Wenus jest wsteczny (tj. obrót w kierunku przeciwnym do jej orbity wokół Słońca).
Niemniej jednak Wenus nadal obraca się wokół swojej osi w ciągu 243 ziemskich dni, co oznacza, że od wschodu do zachodu słońca mija wiele dni. Może się to wydawać dziwne, dopóki nie dowiesz się, że jeden rok na Wenus trwa 224,071 dni ziemskich. Tak, Wenus potrzebuje 224 dni na zakończenie swojego okresu orbitalnego, ale ponad 243 dni na przejście od świtu do zmierzchu.
Tak więc jeden dzień Wenus to trochę więcej niż rok Wenus! To dobrze, że Wenus ma inne podobieństwa z Ziemią, ale wyraźnie nie jest to cykl dobowy!
Dzień na Ziemi:
Kiedy myślimy o dniu na Ziemi, myślimy, że to tylko 24 godziny. W rzeczywistości okres gwiezdny obrotu Ziemi wynosi 23 godziny 56 minut i 4,1 sekundy. Tak więc jeden dzień na Ziemi odpowiada 0,997 dni ziemskich. Co dziwne, znowu ludzie wolą prostotę, jeśli chodzi o zarządzanie czasem, więc podsumowujemy.
Jednocześnie występują różnice w długości jednego dnia na planecie w zależności od pory roku. Ze względu na nachylenie osi Ziemi ilość światła słonecznego odbieranego na niektórych półkulach będzie się różnić. Najbardziej uderzające przypadki mają miejsce na biegunach, gdzie dzień i noc mogą trwać kilka dni, a nawet miesięcy, w zależności od pory roku.
Na biegunach północnym i południowym zimą jedna noc może trwać nawet sześć miesięcy, zwana „Nocą Polarną”. Latem na biegunach rozpocznie się tak zwany „dzień polarny”, gdzie słońce nie zachodzi przez 24 godziny. W rzeczywistości nie jest to takie proste, jak można by sobie wyobrazić.
Dzień na Marsie:
Pod wieloma względami Marsa można również nazwać bliźniakiem Ziemi. Dodajmy do polarnej czapy lodowej wahania sezonowe i wodę (choć w postaci zamrożonej), a dzień na Marsie jest całkiem zbliżony do Ziemi. Mars wykonuje jeden obrót wokół własnej osi w ciągu 24 godzin. 
37 minut i 22 sekundy. Oznacza to, że jeden dzień na Marsie odpowiada 1,025957 dni ziemskich.
Cykle sezonowe na Marsie są bardziej podobne do naszych niż na jakiejkolwiek innej planecie, ze względu na jego nachylenie osiowe o 25,19°. W rezultacie dni marsjańskie doświadczają podobnych zmian, gdy Słońce wschodzi wcześnie i zachodzi późno latem i odwrotnie zimą.
Jednak zmiany sezonowe trwają na Marsie dwa razy dłużej, ponieważ Czerwona Planeta znajduje się w większej odległości od Słońca. Powoduje to, że rok marsjański jest dwa razy dłuższy niż rok ziemski - 686,971 dni ziemskich lub 668,5991 dni marsjańskich lub słonecznych.
Dzień na Jowiszu:
Biorąc pod uwagę fakt, że jest to największa planeta w Układzie Słonecznym, można by się spodziewać, że dzień na Jowiszu będzie długi. Ale jak się okazuje, oficjalnie dzień na Jowiszu trwa tylko 9 godzin 55 minut i 30 sekund, czyli mniej niż jedną trzecią długości ziemskiego dnia. Wynika to z faktu, że gazowy gigant ma bardzo dużą prędkość obrotową około 45 300 km/h. Tak wysoka prędkość obrotowa jest również jednym z powodów, dla których planeta ma tak gwałtowne burze.
Zwróć uwagę na użycie słowa formalny. Ponieważ Jowisz nie jest ciałem stałym, jego górna atmosfera porusza się z inną prędkością niż na równiku. Zasadniczo rotacja polarnej atmosfery Jowisza jest o 5 minut szybsza niż atmosfery równikowej. Z tego powodu astronomowie stosują trzy układy odniesienia.
System I jest używany na szerokościach geograficznych od 10°N do 10°S, gdzie jego okres obrotu wynosi 9 godzin 50 minut i 30 sekund. System II obowiązuje na wszystkich szerokościach geograficznych na północ i południe od nich, gdzie okres rotacji wynosi 9 godzin 55 minut i 40,6 sekundy. System III odpowiada rotacji magnetosfery planety, a okres ten jest używany przez IAU i IAG do określenia oficjalnej rotacji Jowisza (tj. 9 godzin 44 minuty i 30 sekund)
Tak więc, gdybyś teoretycznie mógł stanąć na obłokach gazowego olbrzyma, zobaczyłbyś wschód Słońca mniej niż raz na 10 godzin na dowolnej szerokości geograficznej Jowisza. A w ciągu jednego roku na Jowiszu Słońce wschodzi około 10476 razy.
Dzień na Saturnie:
Sytuacja Saturna jest bardzo podobna do Jowisza. Mimo dużych rozmiarów planeta ma szacowaną prędkość obrotową na 35 500 km/h. Jeden gwiazdowy obrót Saturna trwa około 10 godzin i 33 minuty, co sprawia, że jeden dzień na Saturnie zajmuje mniej niż pół dnia ziemskiego.
Okres orbitalny rotacji Saturna odpowiada 10 759,22 ziemskim dniom (lub 29,45 ziemskim latom), a rok trwa około 24 491 dni ziemskich. Jednak, podobnie jak Jowisz, atmosfera Saturna obraca się z różnymi prędkościami w zależności od szerokości geograficznej, co wymaga od astronomów zastosowania trzech różnych układów odniesienia.
System I obejmuje strefy równikowe południowego bieguna równikowego i północnego pasa równikowego i ma okres 10 godzin i 14 minut. System II obejmuje wszystkie inne szerokości geograficzne Saturna z wyjątkiem bieguna północnego i południowego, z okresem rotacji wynoszącym 10 godzin 38 minut i 25,4 sekundy. System III wykorzystuje emisję radiową do pomiaru wewnętrznego tempa rotacji Saturna, co skutkowało okresem rotacji wynoszącym 10 godzin 39 minut 22,4 sekundy.
Korzystając z tych różnych systemów, naukowcy na przestrzeni lat pozyskiwali różne dane z Saturna. Na przykład dane zebrane w latach 80. przez misje Voyager 1 i 2 wskazywały, że dzień na Saturnie trwa 10 godzin 45 minut i 45 sekund (± 36 sekund).
W 2007 roku zostało to zrewidowane przez naukowców z Wydziału Nauk o Ziemi, Planetarnej i Kosmicznej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, co dało obecne szacunki na 10 godzin i 33 minuty. Podobnie jak Jowisz, problem z dokładnymi pomiarami polega na tym, że różne części obracają się z różnymi prędkościami.
Dzień na Uranie:
Gdy zbliżyliśmy się do Urana, pytanie, jak długo trwa dzień, stało się trudniejsze. Z jednej strony planeta ma okres obrotu gwiazdowego wynoszący 17 godzin 14 minut i 24 sekundy, co odpowiada 0,71833 dni ziemskich. Można więc powiedzieć, że dzień na Uranie trwa prawie tak długo, jak dzień na Ziemi. Byłoby to prawdą, gdyby nie ekstremalne nachylenie osi tego gazowo-lodowego giganta.
Przy nachyleniu osiowym wynoszącym 97,77°, Uran zasadniczo okrąża Słońce po swojej stronie. Oznacza to, że jego północ lub południe jest zwrócone bezpośrednio w kierunku Słońca w różnych momentach okresu orbitalnego. Gdy na jednym biegunie jest lato, słońce będzie tam świecić nieprzerwanie przez 42 lata. Kiedy ten sam biegun zostanie odwrócony od Słońca (czyli na Uranie jest zima), ciemność będzie trwać 42 lata.
Można więc powiedzieć, że jeden dzień na Uranie od wschodu do zachodu słońca trwa aż 84 lata! Innymi słowy, jeden dzień na Uranie trwa nawet rok.
Podobnie jak w przypadku innych gazowo-lodowych olbrzymów, Uran obraca się szybciej na pewnych szerokościach geograficznych. Dlatego, podczas gdy obrót planety na równiku, około 60° szerokości geograficznej południowej, wynosi 17 godzin i 14,5 minuty, widoczne cechy atmosfery poruszają się znacznie szybciej, dokonując pełnego obrotu w zaledwie 14 godzin.
Dzień na Neptunie:
Wreszcie mamy Neptuna. Tutaj również pomiar jednego dnia jest nieco bardziej skomplikowany. Na przykład okres rotacji syderycznej Neptuna wynosi około 16 godzin 6 minut i 36 sekund (co odpowiada 0,6713 dni ziemskich). Jednak ze względu na pochodzenie gazowo-lodowe, bieguny planety obracają się szybciej niż równik.
Biorąc pod uwagę, że prędkość rotacji pola magnetycznego planety wynosi 16,1 godziny, strefa równikowa obraca się około 18 godzin. Tymczasem regiony polarne rotują przez 12 godzin. Ta zróżnicowana rotacja jest jaśniejsza niż jakakolwiek inna planeta w Układzie Słonecznym, co skutkuje silnym uskokiem wiatru równoleżnikowego.
Ponadto nachylenie osi planety o 28,32° powoduje sezonowe wahania podobne do tych na Ziemi i Marsie. Długi okres orbitalny Neptuna oznacza, że sezon trwa 40 lat ziemskich. Ale ponieważ jego nachylenie osiowe jest porównywalne do ziemskiego, zmienność długości dnia w ciągu długiego roku nie jest tak ekstremalna.
Jak widać z tego zestawienia różnych planet w naszym Układzie Słonecznym, długość dnia zależy całkowicie od naszego układu odniesienia. Poza tym cykl pór roku jest różny, w zależności od planety i miejsca, w którym dokonywane są pomiary.
Wiele osób po raz pierwszy usłyszało słowo „sol” w filmie „Marsjanin”. Opowiada o człowieku, który przez długi czas spędził samotnie na Marsie. A czym jest sol na Marsie i co on oblicza? Spróbujmy zrozumieć ten problem.
Pojawienie się soli
Od czasu badania Czerwonej Planety ludzie borykali się z problemem obliczania czasu. W tym momencie powstał unikalny system pomiaru czasu, zwany sol. Czym więc jest sol na Marsie i dlaczego jest potrzebny? Sol to marsjański dzień. Różni się od naszego ziemskiego.
W automatycznym badaniu Marsa naukowcy stają przed problemem niewiedzy na temat przepływu energii słonecznej, z której łaziki są zasilane. A potem pojawiła się pilna potrzeba stworzenia marsjańskiego kalendarza i specjalnego zegara. Są zsynchronizowane z Marsem.
Ponieważ nachylenie obrotu Czerwonej Planety do płaszczyzny orbity jest nieco inne niż ziemskie, na planecie pojawiają się podobne okresy sezonowe. Jednak ekscentryczność orbity Marsa jest większa, dlatego długość okresów jest bardzo zróżnicowana. Dni marsjańskie są zbliżone do ziemskich, ale długość roku jest inna, co znacznie desynchronizuje kalendarze marsjańskie i ziemskie. Z tego powodu musieliśmy opracować konkretny kalendarz i nowe obliczanie czasu, które działa zsynchronizowane z naszymi zegarami i kalendarzami. Znając niedzielny dzień na Marsie, operatorzy pracujący z marsjańskimi maszynami znają czas przepływu energii słonecznej.
Czas na Marsie
Jak długo trwa dzień marsjański i czym jest sol na Marsie? Sol nazywa się marsjańskim dniem słonecznym. Są równe 24 godzinom, 39 minutom i 35 sekundom. Ogólnie dzień może być gwiezdny i słoneczny. Pierwsze trwają 24 godziny, 27 minut i 22 sekundy. Na Ziemi te liczby są mniejsze: dzień gwiezdny trwa 23 godziny i 56 minut, a dzień słoneczny trwa 24 godziny. Długość dnia słonecznego zmienia się w ciągu roku, gdy planeta porusza się po swojej orbicie, a Słońce przesuwa się na tle rozgwieżdżonego nieba.
A jakie jest sol na Marsie dla naukowców? Według międzynarodowych standardów dla pojazdów operujących na Czerwonej Planecie zwyczajowo stosuje się marsjański dzień słoneczny, czyli sol, który dzieli się na dwadzieścia cztery godziny marsjańskie. Co więcej, przy rozbiciu uwzględniono, że czas trwania sekund w jednej minucie na Marsie jest o 2,7% dłuższy niż na Ziemi. Dzięki tej funkcji harmonogram pracy operatorów jest przesunięty każdego dnia na Ziemi o czterdzieści minut. Teraz wiemy, ile wynosi 1 sol na Marsie: równa się 24 godzinom, 39 minutom i 35 sekundom na Ziemi.
Odliczanie
Wiedzę o tym, jak długo sol utrzymuje się na Marsie, naukowcy otrzymali po szczegółowym badaniu planety. Początkowa liczba to południk zerowy przechodzący przez mały krater. Współrzędny czas marsjański jest odpowiednikiem czasu uniwersalnego. Definiuje się go jako średni czas słoneczny na południku zerowym.
Według naukowców różnica między rzeczywistym a średnim czasem słonecznym jest bardzo zróżnicowana w ciągu roku. Na Ziemi występuje fluktuacja czasu w przedziale od minus czternaście minut do plus szesnaście minut, na Marsie wahania te są większe – prawie godzinę.
Na Czerwonej Planecie nie ma znanych nam stref czasowych. Na tej planecie działa sześć łazików: pięć z nich działa w lokalnym czasie słonecznym, a jeden w prawdziwym czasie słonecznym.
Rok na Marsie
Podobnie jak dzień, na Ziemi istnieją dwa rodzaje roku: tropikalny i gwiezdny. Ten ostatni jest rozumiany jako okres całkowitej zmiany pór roku lub okres czasu, w którym długość geograficzna Słońca zmienia się o 360 stopni. Rok gwiezdny - ruch orbitalny wokół Słońca względem gwiazd stałych. Okresy te odbiegają od siebie o około dwadzieścia minut. To samo dzieje się na Czerwonej Planecie.
Wiedząc o pojęciu „sol” na Marsie, ile to dni, możesz obliczyć rok marsjański. Ponieważ ta planeta krąży wokół światła z mniejszą prędkością niż Ziemia, rok tutaj będzie dłuższy – 686 ziemskich dni i będzie mniej zoli – 668. Jeśli przyjmiemy okresy między równonocą i przesileniem jako pory roku, wtedy wiosna jest uważany za najdłuższy okres na półkuli północnej – trwa sto dziewięćdziesiąt trzy sole, a jesień – sto czterdzieści dwie sole.
Na podstawie kalendarza marsjańskiego rok tropikalny uważany jest za najbardziej udany rodzaj roku, ponieważ cykle precesji na planecie są duże. Jednak długość roku tropikalnego może być inna: wszystko zależy od punktu wyjścia. Na początek można wybrać dzień wiosennej równonocy lub dzień przesilenia. Ale zwykle używają dnia równonocy wiosennej, ponieważ orbita Marsa jest bardziej wydłużona, a indeks roku tropikalnego, liczony z różnych punktów odniesienia, jest inny.
marsjański kalendarz
Na Ziemi istnieją dwa kalendarze: gregoriański i juliański. Wygodniej jest nam korzystać z rachunku czasu gregoriańskiego: wygodniej jest w życiu codziennym. Na tej podstawie naukowcy doszli do wniosku, że marsjańskim koloniom przyszłości wygodniej będzie żyć według cyklicznego (gregoriańskiego) kalendarza. Jednak ten kalendarz ma jeden mały problem - rok przestępny. W naszej kalkulacji lat zmiana następuje co cztery lata. Gdyby go tam nie było, to rok tropikalny i nasz kalendarz miałyby dużą rozbieżność. To samo dzieje się na Marsie.
Jeden z wariantów kalendarzy marsjańskich zaproponował T. Gangal. Opracował kalendarz składający się z dwudziestu czterech miesięcy podzielonych na 27 i 28 dni. Kalendarz opiera się na dziesięcioletnim cyklu z sześcioma latami przestępnymi po 669 dni i czterema z 668. Według naukowców ten kalendarz jest w stanie podać błąd 1 sola na sto lat. Ta kalkulacja czasu jest całkiem odpowiednia dla Marsa, ale nie jest używana. Astronomowie i inni naukowcy liczą tylko sole.
Teraz astronomowie, kartografowie i inni naukowcy dużo wiedzą o Marsie. Korzystając ze wszystkich danych, mogą równie dobrze opracować kalendarz lub zastosować ten opracowany przez Gangale. W końcu naukowcy mają nawet punkt wyjścia dla dat rozpoczęcia zgodnie ze standardem AMT: na Ziemi w dniu zerowym zwyczajowo uważa się datę juliańską 1 stycznia 4712 pne lub od 24 listopada 4714 kalendarza gregoriańskiego . Pierwszy dzień liczył zero, a same daty zmieniały się w południe. Analogiczną datą dla Marsa jest Słońce, które zbiegło się z naszym 29 grudnia 1873 roku. Istniały inne opcje liczenia: 1608 i dzień równonocy wiosennej 11 kwietnia 1955.
łaziki
Łaziki marsjańskie są na Czerwonej Planecie od dawna. Co więcej, za każdym razem, gdy lądują na tej planecie, odliczane jest odliczanie, ale nie takie jak nasze, bez dat, ale zoli. Operatorzy piszą o wykonanej pracy: „Sol 36. Łazik przeszedł z krateru X do doliny Y” lub „Sol 128”. Samochód uderzył w skałę.” I każdy naukowiec rozumie, kiedy to się stało i gdzie jest teraz samochód.
Wniosek
Zastanawiając się, czym jest sol na Marsie i ile dni trwa, można sobie wyobrazić, jak operatorzy maszyn pracują według takiego harmonogramu: z biegiem czasu dzień się zmienia, a gdy mamy noc, jest dzień na Czerwonej Planeta i odwrotnie.
Jak wszystkie planety Układu Słonecznego, Mars obraca się wokół własnej osi. Dni na Czerwonej Planecie są zastępowane przez noce, a dzień jest logicznie traktowany jako jednostka miary marsjańskiego czasu. Spróbujmy obliczyć, jak długi jest dzień na Marsie?
Dni na Ziemi i Marsie
Dla ludzi żyjących na Ziemi system rozliczeń wydaje się zupełnie naturalny. Upływ czasu podzielony jest na określone przedziały: minuty, dni, miesiące. Odbywało się to zgodnie z dobowym i rocznym cyklem naturalnym. Uruchomienie pojazdów międzyplanetarnych sprawiło, że pytanie, jak długo trwa dzień na Marsie, stało się pilne.
Zwykły 24-godzinny dzień to okres, w którym Słońce powraca do tego samego punktu na niebie, w którym było obserwowane wczoraj. Śledzimy jego ruch z powierzchni planety, czekając na ponowne pojawienie się w ustalonym punkcie.
Czas potrzebny na wykonanie jednego obrotu wokół osi względem Słońca to dzień słoneczny lub synodyczny.
Ogólnie uważa się, że dzień trwa dokładnie dwadzieścia cztery godziny. W rzeczywistości ich rozmiary nie są stałe ze względu na eliptyczny kształt orbity, dlatego w dokładnych obliczeniach wykorzystuje się prawdziwe i średnie dni słoneczne.
Rozważ dwie osie czasu - słoneczną i gwiezdną Gwiazdy mogą również służyć jako przewodnik. Ale nasza planeta, obracając się, jednocześnie porusza się po orbicie i przesuwa się nieznacznie w ciągu dnia w stosunku do obrazu gwiaździstego nieba. Kiedy konstelacje powrócą do swojej pierwotnej pozycji, całkowity obrót względem Słońca nie zostanie jeszcze zakończony. Planeta musi dodatkowo obracać się wokół własnej osi. W ten sposób powstaje różnica między dniami słonecznymi i syderycznymi.
Czas potrzebny na obrót Ziemi względem gwiazd nazywany jest dniem gwiezdnym.
Dni gwiezdne są krótsze niż dni słoneczne. Aby obliczyć czas ich trwania, dzielimy długość równikową 40 075 017 km przez równikową prędkość obrotową 1674,4 km/h. Ponieważ godzina zawiera 60 minut, a nie 100, przeliczamy ułamek dziesiętny na minuty i sekundy i otrzymujemy 23 godziny 56 minut 4 sekundy, czyli 0,997 dni słonecznych. Jest to odstęp od pierwotnego do ponownego przejścia gwiazdy przez pewien, zwykle zerowy, południk.
Problem synchronizacji zegara i kalendarza na Ziemi i Marsie stał się dość dotkliwy, gdy rozpoczęła się era eksploracji Marsa przez roboty, ponieważ konieczne było dokładne poznanie przepływu energii słonecznej zarówno w ciągu dnia, jak i roku na Marsie. W tym artykule proponuję rozważyć istniejące sposoby liczenia czasu na Marsie.
Ponieważ nachylenie osi obrotu Marsa do płaszczyzny orbity niewiele różni się od ziemskiego (23°26"21"" (Ziemia) i 25°11"24"" (Mars)), podlega podobnym okresy sezonowe, ale ponieważ ekscentryczność orbity Marsa jest znacznie większa, czas trwania okresów jest zupełnie inny. Ponadto, jeśli dzień marsjański jest zbliżony do Ziemi, to długość roku jest inna, co dodatkowo zwiększa desynchronizację między kalendarzami.
Dni na Ziemi i Marsie
Istnieją dwa rodzaje dnia - dzień syderyczny (siderealny) trwający 23 godziny 56 minut 4,09 s lub 86164,09 sekundy oraz przeciętny dzień słoneczny trwający 24 godziny lub 86400 sekund. Nie są one sobie równe, ponieważ w ciągu dnia, na skutek ruchu orbitalnego Ziemi, słońce przesuwa się na tle gwiazd. Średni dzień słoneczny jest powiązany z „fikcyjnym Słońcem”, ponieważ prędkość orbity Ziemi, a tym samym czas trwania prawdziwego dnia słonecznego, zmienia się w ciągu roku.Dla Marsa analogiczne okresy to odpowiednio 24 h 37 min 22,66 s (88642,66 s) i 24 h 39 min 35,24 s (88775,24 s). Jak pokazują proste obliczenia, długość dnia gwiezdnego na Marsie jest o 2,9% dłuższa niż na Ziemi, a długość dnia słonecznego wynosi 2,7%.
Na mocy umowy międzynarodowej, dla urządzeń działających na powierzchni Marsa, tzw. „Marsjański dzień słoneczny” (Sol) podzielony na 24 „godziny marsjańskie”. W związku z tym standard „sekundy marsjańskiej” jest o 2,7% dłuższy niż ziemski. Powoduje to, że operatorzy codziennie przesuwają swój harmonogram pracy o 40 minut i noszą specjalnie zaprojektowane zegarki z „czasem marsjańskim”. Były też inne projekty marsjańskiego zegara. Według jednej z nich zaproponowano wprowadzenie czasu metrycznego na Marsie, ustawiając 10 godzin na dobę, 100 minut na godzinę i 100 sekund na minutę, według innego wprowadzono skróconą 25 godzinę, trwającą 39 minut 35.24 s, ale te opcje zostały odrzucone. Liczenie sol dla statków kosmicznych rozpoczęło się od 0 sol dla misji Viking, Mars Phoenix i MSL Curiosity, a sol 1 dla misji Mars Pathfinder, MER-A Spirit i MER-B Opportunity.
Południk zerowy Marsa przechodzi przez mały krater Airy-0 o współrzędnych 5°06′59,99″ S. cii. i 0°00′00″ E. e. Mars używa planetocentrycznego standardu długości geograficznej, który waha się od 0°E do 360°E. Na płaskich mapach stosowany jest stary standard planetograficzny (0° do 360° W).
Skoordynowany czas marsjański (MTC) jest analogiczny do czasu uniwersalnego (UT). Definiuje się go jako średni czas słoneczny na południku zerowym. Oznaczenie MTC może wprowadzać w błąd co do podobieństwa do standardu UTC, jednak MTC nie używa sekund przestępnych, a najbliższym naziemnym odpowiednikiem MTC jest standard UT1. Ze względu na większą ekscentryczność orbity i różne nachylenie osi, różnica między rzeczywistym czasem słonecznym (WIS/LTST) a średnim czasem słonecznym (SST/LMST) zmienia się znacznie bardziej w ciągu roku niż na Ziemi. Jeśli na Ziemi równanie czasu (UV = WIS - SV) waha się od „minus 14 min 22 s” do „plus 16 min 23 s”, to na Marsie ta różnica wynosi od „minus 50 min” do „plus 40 min” , których już dużo. W literaturze krajowej częściej stosuje się różnicę odwrotną (HC = CER - WIS). Nie należy jednak mylić czasu słonecznego z czasem standardowym, który jest tylko formalnie związany z czasem słonecznym. Na Marsie nie ma stref czasowych w zwykłej formie, a z sześciu łazików pięć używa lokalnego czasu słonecznego (LMST), a szósty (Mars Pathfinder) używa prawdziwego czasu słonecznego (LTST).
Standard MTC po raz pierwszy pojawił się w programie Mars24Sunclock stworzonym przez Goddard Institute, zastępując standard AMT (Airy Mean Time), który był bezpośrednim odpowiednikiem przestarzałego standardu GMT. Standard AMT nie jest stosowany w żadnej z misji ze względu na jego niewystarczającą dokładność. Jednak teraz, gdy istnieją jasne i dokładne mapy Marsa, standard AMT może znów stać się istotny.
Dla uproszczenia obliczeń astronomicznych na Ziemi stosuje się tzw. datę juliańską (JD), gdzie za punkt zerowy przyjmuje się 1 stycznia 4713 r. p.n.e. e kalendarza juliańskiego, czyli 24 listopada 4714 p.n.e. mi. Kalendarz gregoriański. Pierwszy dzień był numerem 0. Daty zmieniają się w południe. Podobną datę dla Marsa ustalono na Sol, co zbiega się z 29 grudnia 1873 r. (data urodzin astronoma Carla Otto Lamplanda, który jako pierwszy wykonał astrofotografię pamiętnych kanałów na Marsie). Inne odniesienia to 1608 (wynalezienie teleskopu) i równonoc wiosenna 11 kwietnia 1955.
Rok na Ziemi i Marsie
Jak to zrobiono powyżej z pojęciem dnia, zdefiniujmy, czym jest rok.Rok syderyczny (syderyczny) - okres ruchu orbitalnego wokół Słońca względem „gwiazd stałych”;
Rok tropikalny - okres całkowitej zmiany pór roku lub okres, w którym długość geograficzna Słońca zmienia się dokładnie o 360 °.
Okresy te różnią się od siebie o około 20 minut (tropikalny jest mniej niż gwiazdowy), co wynika z procesów żyroskopowych, w szczególności precesji i nutacji osi planetarnej.
Czas trwania jednego obiegu Marsa wokół Słońca wynosi około 686,98 ziemskich dni słonecznych, czyli 668,59 soli. Ponieważ ekscentryczność orbity Marsa (0,0934) jest znacznie większa niż ziemskiej (0,0167), jeśli przyjmiemy okresy między równonocą a przesileniem jako porę roku, najdłuższym sezonem na półkuli północnej będzie wiosna (193 sole). , a najkrótsza jesień (142 sole) .
Podobnie jak na Ziemi na Marsie, rok tropikalny byłby najlepszą opcją dla podstawy kalendarza, ponieważ cykle precesji na Ziemi i Marsie są wystarczająco duże, aby można je było pomijać w stosunkowo krótkim czasie. Długość roku tropikalnego zależy od wyboru miejsca startu. Zazwyczaj jako taki punkt wybiera się równonoce lub przesilenia. Ale zwykle równonoc wiosenna jest używana w kalendarzu gregoriańskim. Ponieważ orbita Marsa jest bardziej wydłużona, różnice w długości roku tropikalnego są nieco większe niż na Ziemi. Jeśli dla Ziemi różni się trzecie miejsce po przecinku (od 365,2416 dni do 365,2427 dni), to dla Marsa drugie miejsce po przecinku różni się znacząco (od 668.5880 soli do 668.5958 soli).
