Dlaczego Ziemia ma składnik Z na początku epoki J2000?


18

Kiedy wchodzę na stronę NASA HORIZONS

https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi

i poprosić o współrzędne VECTOR Ziemi w dniu 1 stycznia 2000 r., mówi mi, że Ziemia ma następujące współrzędne w epoce J2000:

X = -1,756637922977122E-01 Y = 9,659912850526895E-01 Z = 2,020629118443605E-04

Są one mierzone w jednostkach astronomicznych. Cytowanie ze strony:


Epoka odniesienia: J2000.0

Płaszczyzna XY: płaszczyzna orbity Ziemi w epoce odniesienia

Oś X: wzdłuż wzdłuż wstępującego węzła chwilowej płaszczyzny orbity Ziemi i średniego równika Ziemi w epoce odniesienia

Oś Z: prostopadła do płaszczyzny xy w kierunku kierunkowym (+ lub -) bieguna północnego Ziemi w epoce odniesienia.


Ale te liczby nie mają sensu! Wartość z powinna wynosić DOKŁADNIE zero, ponieważ mierzymy 1 stycznia 2000 r. Również x powinno wynosić dokładnie 1, a y powinno wynosić zero.

Co się dzieje?

Odpowiedzi:


27

Popełniłeś ten sam fundamentalny błąd, który popełnił Anton Gromov w swoim pytaniu na siostrzanej stronie internetowej Eksploracja kosmiczna StackExchange: Użyłeś barycentrum Układu Słonecznego, a nie Słońca, jako źródła klatki. Gdybyś użył Słońca, pozorna rozbieżność zmniejszyłaby się o prawie dwa rzędy wielkości.

Znacznie mniejszą wadą jest to, że najwyraźniej użyłeś północy zamiast południa. Epoka J2000.0 to 12 w południe czasu naziemnego 1 stycznia 2000 r. To niewiele zmienia, ale jest ważne. To przesunięcie o pół dnia mnie ugryzło więcej niż raz.

Współrzędna Z położenia Ziemi nie spadłaby do zera, gdybyś dokonał powyższych poprawek (Barycentrum Układu Słonecznego, a nie środek Układu Słonecznego i 12 w południe zamiast północy). Nie spadłby do zera, nawet gdybyś użył środka ciężkości Ziemia-Księżyc zamiast centrum Ziemi.

Jednym z powodów, dla których nie spadłby do zera, jest to, że orbita Ziemi wokół Słońca nie jest elipsą. Orbita Ziemi nawet nie leży na samolocie! Główną przyczyną tego niepłaskiego ruchu jest to, że orbita Księżyca wokół Ziemi jest nachylona o około 5,15 ° względem ekliptyki, co powoduje, że Ziemia porusza się w górę i w dół względem ekliptyki 1 . Ponieważ orbita Ziemi nie jest tak naprawdę eliptyczna, ani nawet płaska, płaszczyzna ekliptyki w pewnej epoce jest płaszczyzną uśrednioną w czasie, której środkiem jest czas epoki, który określa pozycję Ziemi względem Słońca (lub pozycji Słońca względem Ziemi) średnia do zera.

Mniejszym powodem jest to, że średnia ekliptyczna i średnia równonocy J2000.0 została zdefiniowana ponad 36 lat temu. HORIZONS korzysta z DE431, który został wydany 6 lat temu. Zdolność JPL do modelowania układu słonecznego znacznie się poprawiła w ciągu trzech dekad.


1 Ściśle mówiąc, wydaje się, że Słońce kołysze się w górę iw dół w stosunku do ekliptyki. Koncepcja płaszczyzny ekliptyki sięga starożytnych Greków i do dziś zachowuje pozostałość tej definicji.


1

Oprócz małej rozbieżności współrzędnej Z wyjaśnionej w poprzedniej odpowiedzi i linkach, twierdzenie, że współrzędna x powinna wynosić 1 AU na JD 2451545, a zero na osi y, jest błędne. W pytaniu podałeś następujące informacje:

Oś X: wzdłuż wzdłuż wstępującego węzła chwilowej płaszczyzny orbity Ziemi i średniego równika Ziemi w epoce odniesienia

Innymi słowy, oś X wskazuje na zewnątrz od równonocy wiosennej w epoce J2000.0 wzdłuż linii węzłów, która jest przecięciem płaszczyzn ekliptyki i równika. Słońce znajduje się około 2 2/3 miesięcy od węzła wstępującego 1 stycznia, więc promień Ziemia-Słońce nie jest bezpośrednio na osi x.


Ok - dziękuję bardzo, nie zrozumiałem właściwie co to znaczy. Nawiasem mówiąc, nie mogłem zobaczyć na stronie NASA, gdzie definiują oś y, tylko xiz. Zakładam, że xyz to układ współrzędnych po prawej stronie ... a nie xzy?
Bruce Bartlett,
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.