Период вращения Марса вокруг Солнца
Знать период обращения Марса вокруг Солнца и другие его орбитальные характеристики важно для реализации программы по колонизации Красной планеты.
Причины вращения Марса по орбите
Движение любого небесного объекта вокруг Солнца объясняется действием 2 основных сил:
- гравитации светила, которая притягивает тело и не дает ему улететь в открытое космическое пространство;
- центробежной силы, стремящейся вытолкнуть объект с его траектории и не дающей ему упасть на нашу звезду.
Основные характеристики вращения планеты
Движение Марса вокруг собственной оси и по орбите вокруг центра солнечной системы во многом напоминает земное. Однако есть и различия:
- эксцентриситет марсианской орбиты в 5,5 раз выше, чем у Земли — Красная планета движется по гораздо более вытянутой траектории;
- осевое вращение Марса более нестабильно и хаотично, его ось способна непредсказуемо изменять свой наклон.
Последнее объясняется фактом, что Марс не имеет естественных лун, способных силой своего притяжения стабилизировать и регулировать вращение планеты — ее спутники Деймос и Фобос слишком малы, чтобы оказывать подобное влияние. Кроме того, на наклон оси может воздействовать гравитация соседнего гиганта Юпитера.
Параметры марсианской орбиты
Красная планета движется вокруг центральной точки нашей системы по вытянутой эллиптической траектории. Ученые выяснили, что примерно 1,35-1,5 млн лет назад марсианская орбита была приближена к кругу, но после растянулась под воздействием гравитации соседних космических тел.
Орбитальная линейная скорость планеты составляет 24,13 км/с. Полный оборот вокруг Солнца Марс совершает за 687 земных дней. Направление обращения — то же, что и у подавляющего большинства объектов нашей системы: против движения стрелки часов, если взглянуть на орбиту со стороны условного северного полюса мира. В таком же направлении планета движется и вокруг своей оси.
Для расчетов берут среднее значение расстояния от Солнца до Марса — 228 млн км. Когда планета находится в перигелии, ближайшей точке к светилу, радиус ее орбиты равен 206,7 млн км, в афелии он удаляется на максимальное расстояние от звезды — на 249,2 млн км. Настолько существенная разница объясняет разброс в количестве поступающего на планету солнечного света (20-30%) и температурные перепады на ее поверхности.
Необычную сезонность на Марсе объясняют также большой эксцентриситет траектории и наклон экватора к плоскости орбиты — 25,2° (аналогичный земной параметр составляет 23,5°). Как и на Земле, здесь в одном полушарии планеты длится летний период, во втором — зима, после они меняются местами, но длительность их непостоянна, они могут растягиваться и уменьшаться.
В северном полушарии теплый сезон (лето и весна) наступает, когда планета находится в афелии, поэтому он здесь длинный и прохладный. В южной полусфере это время начинается в перигелии, потому сезон более короткий и теплый. На Земле сезоны распределяются более равномерно из-за того, что наша орбитальная траектория больше походит на окружность.
Противостояния Марса
Каждые 26 земных месяцев Марс и Земля оказываются на минимальном расстоянии друг от друга, а когда наша планета начинает обгонять своего соседа, земному наблюдателю видится, будто последний начал свое движение назад — это ретроградный эффект.
Такие периоды называются противостояниями, при них Солнце, Земля и Марс находятся на одной прямой линии, и это оптимальное время для запуска космических кораблей на Красную планету из-за снижения затрат топлива и продолжительности полета, который продлится всего 7-8 месяцев. Например, такой возможностью воспользовался аппарат Mars InSight, запущенный в марте 2018 г. и удачно совершивший посадку на марсианскую поверхность в ноябре того же года.
Каждые 15 лет наблюдается Великое противостояние — от простого оно отличается тем, что Марс находится на минимальном расстоянии от нашего светила. В это время он виден земному наблюдателю всю ночь, восходит одновременно с закатом вечером на востоке и заходит утром на западе в момент рассвета.
Вращение по оси
Линейная скорость осевого вращения Марса примерно вдвое меньше Земли — 868 км/ч против земных 1674 км/час, но сутки на этих двух планетах длятся почти одинаково: марсианский день равен 24 часам 37 минутам 23 секундам.
Источник
Период обращения Марса вокруг Солнца
Наша солнечная система чётко отлаженный механизм. Всё в космосе вращаются по своим орбитам, красная планета не исключение. В статье мы разберём, какой период обращения Марса вокруг Солнца.
Как всё работает
Как происходит движение вокруг светила? Звезда имеет большую массу, чем другие тела вокруг, и она старается притянуть их к себе, но под действием центробежной силы, они пытаться оторваться. Создаться равновесие и космические объекты вращаются на своих местах. Если вам интересна эта тема, то почитайте законы Кеплера, где объяснено всё более подробно.
Орбитальные характеристики Марса
Формирование
Марс сформировался 4.65 миллиарда лет, но не всегда орбита планеты была такой, как сейчас, эллиптической формы. Учёные определили, что 1,35 миллиарда лет назад, она была почти идеальной окружной формы. На данный момент орбита планеты изменениям не подвержена и таким образом, период обращения Марса вокруг Солнца составляет 687 земных суток или 1.88 земных года.
Изучение характеристик движения планет, для учёных представляет большой интерес, прежде всего для их колонизации. Правильно и точно рассчитанное прохождение объекта в нужное время, поможет сэкономить топливо и время, для полётов к этим неизученным мирам. А ресурсы — это самое ценное, что нужно первопроходцам в неизвестном и враждебном мире.
Орбита планеты Марс
Когда-нибудь, пилотируемый корабль совершит свой первый полёт с человеком на борту к четвёртой планете от Солнца, сколько времени для этого надо, неизвестно, но это будет. А сейчас, нам остаётся только научиться всё правильно рассчитать, чтобы не совершить той ошибки, которая будет стоить очень дорого.
Источник
Период вращения Марса вокруг Солнца
Основные параметры Марса, определяющие влияние на многие свойства этой планеты зародились во время возникновения Солнечной системы. К ним относятся масса, наклон оси вращения, период и форма орбиты. Успешное изучение этих характеристик лежит в основе проекта по колонизации Марса и поиску жизни на этой планете.
Орбита Марса. Причины вращения
Движение по орбите обусловлено влиянием солнечных сил притяжения. Чем массивнее объект, тем выше его гравитационное воздействие на другие объекты в пространстве. Солнце обладает наибольшей массой в Солнечной системе. Его масса составляет 1,98892х1030 килограммов. Благодаря этим характеристикам Солнце имеет гораздо большую силу притяжения, чем Земля и Марс вместе. В последнее время все чаще можно встретить утверждение, что Марс и остальные планеты вращаются вокруг центра масс солнечной системы. И это не является ошибкой, так как ученые установили, что центр масс нашей системы находится практически в центре Солнца.
Из-за воздействия силы притяжения звезды, Марс вытягивает на орбиту вокруг Солнца. Но почему тогда он вращается и не падает на Солнце? Чтобы найти ответ, рассмотрим пример. К длинной веревочке с одной стороны привязан шар, а другой её конец зафиксирован в руке. Если раскрутить этот шар, он будет вращаться вокруг руки, но при этом не сможет отдалиться дальше, чем позволит длина веревки. Марс движется по тому же принципу, сила притяжения Солнца не отпускает его и заставляет двигаться по орбите, а центробежная сила, которая появляется при круговом движении, стремится вытолкнуть планету за пределы траектории его движения. На этом хрупком равновесии между силами и основывается принцип движения Марса в пространстве.
Период Марса вокруг Солнца в два раза длиннее земного. Полный оборот вокруг Солнца он совершает за 687 земных суток. Или 1,88, если измерять в земных годах. Однако это измерение отражает изменение положения планеты относительно звёзд и называется сидерический период вращения.
Можно так же рассчитать период обращения вокруг Солнца относительно Земли — это называется синодический период вращения. Он представляет собой промежуток между соединениями планеты в конкретной точке неба, обычно эта точка — Солнце. Синодический период красной планеты равен – 2,135.
Движение Марса. Основные параметры
Характеристики движения Марса по орбите и вокруг своей оси имеют много общего с земными. Однако, осевое движение Марса более хаотично и нестабильно, чем движение Земли. Во время движения марсианская ось может хаотично и непредсказуемо наклоняться, это объясняется отсутствием у него такого же массивного спутника, как Луна, который силой притяжения регулировал и стабилизировал бы движение планеты. Его спутники, Фобос и Деймос, ничтожно малы, их влияние на скорость вращения незначительно и не принимается во внимание в расчетах.
Характеристики марсианской орбиты
Марс движется вокруг Солнца по круговой орбите, которая не является окружностью, а представляет собой сложную эллиптическую фигуру. Орбита Марса отдалена от солнца на полтора раза больше, чем земная. Она имеет эллиптическую форму, которая образовалась под влиянием на нее сил притяжения других планет Солнечной системы. Ученые установили, что 1,35 миллиона лет назад его орбита представляла собой почти ровную окружность. Эксцентриситет марсианской орбиты (характеристика, которая показывает, насколько орбита отклоняется от окружности) равен 0,0934. Его орбита вторая в системе по эксцентричности, на первом месте Меркурий. Для сравнения эксцентриситет орбиты Земли равен 0,017.
При нахождении планеты в ближайшей к Солнцу точке — перигелии, радиус орбиты составляет 206,7 миллиона километров, при нахождении на максимальном расстоянии от Солнца – афелии, радиус увеличивается до 249,2 миллиона километров. Из-за разницы расстояний меняется количество поступающей на планету солнечной энергии, она составляет 20-30%, поэтому на Марсе наблюдается широкий разброс температур.
Одна из основных характеристик – это орбитальная скорость. Средняя скорость вращения вокруг Солнца равна 24,13 км/с.
Марс удален от Солнца на большее расстояние, чем Земля, поэтому радиус марсианской орбиты так же отличается в большую сторону. Мы уже выяснили, что марсианская траектория движения представляет собой вытянутый эллипс, поэтому её радиус не является постоянной величиной, среднее расстояние до Солнца равно 228 миллиона километров.
Каждый 26 месяцев Земля догоняет Марс по орбите. Это происходит из-за разницы в скорости движения планет (земная — 30 километров в секунду) и меньшего диаметра орбиты. В это время расстояние между планетами минимально, потому удобнее всего планировать космические миссии по изучению планеты в этот период. Это снижает затраты топлива и времени на путешествие, 6-8 месяцев, по космическим меркам это не так уж много.
Осевое вращение
Марс не ограничивается движением только по орбите, он также совершает вращение вокруг своей оси. Скорость экваториального вращения равняется 868,22 км/ч, для сравнения, на Земле она равняется 1674,4 км/час. Сутки на красной планете длятся 24 часа, если вас интересуют средние солнечный день, или 24 часа, 56 минут и 4 секунды, если принимать в расчёт сидерический день. Получается, что красная планета вращается только на 40 минут медленнее Земли.
Вращение обеспечивает на планете не только смену дня и ночи, оно также меняет форму планеты под влиянием центробежной силы, сплющивая ее с полюсов на 0,3%. Изменение формы не так заметно из-за высокой плотности планеты.
Наклон марсианской оси вращения равен 25,19°, земной – 23,5°. Смена марсианских зимне-весенних сезонов происходит благодаря наклону оси вращения и эксцентриситету орбиты. Смена зимнего и летнего сезонов на Марсе происходит в противофазе, то есть, когда в одном полушарии наступает летний период, в другом неизменно начинаются зимние холода. Но из-за формы орбиты, длительность сезонов здесь может растягиваться, а, может, уменьшаться. Так в северном полушарии лето и весна длятся 371 сол. Они наступают, когда Марс находится на участке орбиты, максимально удаленном от Солнца. Потому марсианское лето на севере долгое, но прохладное, а на юге — короткое и тёплое. На Земле времена года распределяются равномернее, так как земная орбита близка к идеальной окружности по форме. Стоит заметить, что Марс вращается вокруг оси хаотичнее, чем планеты с более массивными спутниками, что может в любой момент повлиять на длительность зимне-весенних сезонов.
В 21 веке с помощью современного оборудования изучение движения планеты продвинулось далеко вперед, хотя первые свидетельства, подтверждающие изучение марсианского движения, были обнаружены еще в древнем Египте. Еще в древности учёные рассчитали траекторию движения планеты по ночному небу относительно Земли, и обнаружить ее ретроградное движение. Но красная планета не спешит раскрывать все свои секреты, до сих пор ученым не известны все параметры движения Марса в пространстве. А многие из имеющихся вычислений предстоит уточнить и дополнить.
Источник
Который час на Марсе?
Большинство свойств Красной планеты подчиняются параметрам, которые были заложены во время зарождения Солнечной системы. Время, сезонность, движение планеты – изучая эти особенности Марса, человек продолжает поиск жизни на Красной планете.
Сутки на Марсе длятся немного дольше земных, эта разница во времени причиняла немало неудобств, до тех пор, пока не была выявлена и не обозначена как сол.
Возможно, сол – небольшой шаг человечества к колонизации планеты, а марсианские сутки (солы) станут мерилом времени для жителей планеты в далеком будущем.
Марсианское время
Станции, которые работают в космосе, питаются с помощью солнечной энергии, которая копится в батареях при свете Солнца. Управление аппаратами требует точно знать — сколько излучения получила поверхность за какой-либо отрезок дня. Ученые знают сколько длятся марсианские сутки, поэтому они смогут подсчитать сколько энергии было получено. Но день на этой планете длится дольше земного, поэтому для работы требуется особые системы измерения времени.
Люди стремятся изучить Вселенную и адаптировать ее объекты для своей жизни. Чтобы соединить график деятельности марсоходов, специалистов, которые их обслуживают, требуется знать долготу дня небесного тела. У планеты нет часовых поясов, спускаемые аппараты ориентируются по местному времени, отличному от земного.
Возникновение сола
Что такое марсианский сол?
Международный стандарт для станций, которые отправляются к Красной планете, требует использования марсианских систем отсчета времени.
Марсианские дни принято называть солами, разделенными условно на 24 часа.
Следует помнить, что разбивка учитывает, что марсианские секунды длятся на 2,7% дольше земных.
При исследовании Красной планеты ученые испытывали трудности с подсчетом времени. Марсианский сол стал уникальной единицей измерения времени.
Из-за чего возник сол?
Исследование планеты носит автоматический характер, люди не летают к Красной планете самостоятельно, а отправляют аппараты. Во время исследования планеты ученым требовалось получить больше данных о солнечном излучении, которое дает энергию вездеходам.
Дни на Марсе незначительно отличаются от земных суток, но марсианский год разительно отличается от земного. В таких условиях появилась необходимость разработки марсианских часов и специального календаря, которые синхронизированы с Красной планетой.
Наклон оси вращения небесного тела ненамного отличается от наклона Земли, планеты переживают схожие сезонные колебания.
Сколько часов в сутках на Марсе?
Земные сутки разделены на интервалы:
• Секунды.
• Минуты.
• Дни и так далее.
Разделение проходило сообразно природным годовым и суточным циклам. 24 часа – период, за который Земля совершает оборот вокруг своей оси.
Наука разделяет два вида суток:
• Солнечные.
• Звездные.
Солнечные сутки – количество часов, которое требуется на одно вращение. Из-за того, что орбита имеет форму эллипса, время вращения не всегда равно 24 часам. Для точных расчетов введено понятие звездных суток.
Среднее расстояние от Земли до Марса:
• 228 млн.км.
Поэтому Марс — ближайшая к Земле планета. Из-за этого многие свойства планеты схожи с земными.
• Скорость вращения Марса около 870 км/ч на экваторе.
Марсианские сутки отличаются от земных совсем немного. Сол – обозначение солнечного дня. Солнечные сутки длиннее звездных.
Продолжительность суток на Марсе:
• 24 часа 37 минут (звездные).
• Сол равен 24 часа 39 минут.
• По солнечному измерению марсианская ночь длится 12,2 часа.
Продолжительность суток на планете 24 часа 37 минут, поэтому марсианский восход, как и закат практически совпадают с земными. Но закаты на Марсе и рассветы освещаются совсем в иной цветовой гамме. Это связано с:
• Расстоянием между Красной планетой и Солнцем.
• Пылью, которая содержится в атмосфере планеты.
Пыль поглощает синие оттенки и создает теплую цветовую гамму, которой планета известна людям. На рассвете небо становится синим, после появления Солнца пыль вновь поглощает синий цвет и человеческий глаз может увидеть только теплые цвета.
Какова продолжительность года на Марсе?
На Земле год, также как и сутки бывает:
• Звездный.
• Солнечный.
Солнечный год – полный оборот Земли вокруг Солнца.
Звездный – движение по орбите относительно не движущихся звездных тел.
Различие между двумя измерениями: около 20 минут.
Продолжительность марсианского года также бывает двух видов.
Скорость вращения Марса меньше земной, поэтому марсианский год длится дольше, чем на Земле:
• Год земной: 686 суток.
• Год марсианский: 668 солов.
• Времена года на Красной планете – это промежутки между равноденствием и солнцестоянием.
• Дольше всего длится марсианская весна – 193 сола.
• Осень длится 142 сола.
За начало солнечного года принимается день равноденствия. Это связанно с тем, что марсианская орбита имеет вытянутую, эллиптическую форму и показатели других дней дают разные данные. Планета совершает оборот вокруг своей оси под наклоном в 25 градусов.
Угол наклона оси вращения планеты является причиной смены времен года. Разница в длительности каждого из них связана с эксцентриситичностью орбиты. По законам Кеплера Красная планета движется по орбите медленнее вдали от Солнца.
Северные весна и лето на Марсе длятся дольше, чем в южном полушарии. Времена года примерно длятся:
• 7-6 месяцев – весна.
• 5 месяцев – лето и осень.
• Зима на Марсе длится около 4 месяцев.
Сколько длится год на Марсе?
• Около 687 суток земли или 669 солов.
• Продолжительность суток на Марсе 24 часа 37 минут.
• Оборот вокруг Солнца Красная планета делает за 1,88 земных лет.
Марсианский календарь
Ученые предрекают создание марсианского календаря, который понадобится в полетах человека к Марсу, разработка которого сопряжена с несколькими сложностями:
• Невозможность на данный момент составления временных циклов планеты (месяц, год).
• Трудность синхронизации земных циклов с периодами Марса.
Предлагалось использовать високосные дни для уравнивания количества дней между планетами. На практике для измерения времени используется только сол. Год имеет астрономическое значение.
Орбита Марса
Момент максимального приближения Марса к Земле называется противостоянием, явление, при котором планета располагается в противоположном Солнцу направлении.
• Противостояния происходят раз в 26 месяцев на разных точках земной и марсианской орбит.
• Каждые 15 лет Марс приближается к точке перигеля – отметки максимального сближения Красной планеты с Солнцем.
• Явление называется «Великое противостояние».
• Планета достигает максимальной яркости и максимального углового размера.
• Сколько времени идет свет от Солнца до Марса: 12 минут со скоростью света.
1. Минимальное расстояние (перигель) до Солнца равняется 1,52 световым годам или 55,67 млн.км.
2. Наибольшее расстояние или в афелии равняется 401 млн км.
3. В среднем, Солнце и Марс разделяют 228 млн.км., или 1,52 световых лет.
Движение Марса
Земляне могут увидеть Марс без помощи телескопа. При перигелии планета становится максимально яркой, и уступает в свечении только Солнцу и Луне. Внимательно изучая движение небесного тела, можно обратить внимание, что Красная планета меняет направление движения в пространстве. Следует понимать, что обратное движение звёздного тела невозможно. Эффект обратного движения получается из-за:
• Разницы в скорости движения Земли и Марса.
• Отдаленности марсианской орбиты от Солнца относительно земной.
Когда Земля догоняет Марс при вращении вокруг Солнца, создается ощущение обратного движения последнего. Астрономы предпочитают называть подобные явления ретроградными изменениями.
Орбитальная скорость Марса
Орбитальная скорость – величина, показывающая скорость оборота вокруг солнца. Орбитальная скорость Марса в среднем составляет 24 кс/с.
Космическая скорость объекта является характеристикой движения объектов в гравитационном поле космического тела. Космическая скорость – наименьшая скорость, которой должен достигнуть аппарат в отсутствии атмосферы, чтобы объект смог выполнить поставленные цели.
Космическая скорость может быть использована при расчётах при удалении на любое расстояние от Земли.
Первая космическая скорость: минимальное значение, которое должен достичь объект, для начала кругового движения по орбите небесного тела. Первая космическая скорость для Марса равняется 12727,91 км/ч
Вторая космическая скорость: минимальное значение, необходимое объекту. Аппарат настолько мал в массе относительно массы планеты, что его массой, как правило, пренебрегают. Скорость требуется для прохождения гравитационного поля. Вторая космическая скорость Марса равна 5км/с.
Период вращения Марса
Период обращения Красной планеты вдвое больше обращения Земли.
• Период обращения вокруг Солнца равен 1,88 оборотам Земли.
• Данное измерение применимо для расположения планеты относительно звезд и носит название звездного периода.
• Звездный период равняется 2,135.
Движение планеты вокруг Солнца проходит по эллиптической орбите, которая находится в 1,5 раза дальше от Солнца, чем земная орбита.
Установлено, что более миллиона лет назад марсианская орбита являла собой окружность.
• При максимальном приближении Красной планеты к Солнцу, в перигелии, орбитальный радиус примерно равен 207 млн.км.
• При отдалении от Солнца, в афелии, радиус составляет 250 млн.км.
• Большие расстояния, которые преодолевает планета, ежегодно являются источником большого разброса температур.
• Радиус орбиты Марса превосходит земной радиус из-за удаленности от Солнца.
• Большая полуось орбиты, наибольший ее диаметр равен 1,5 световых лет.
Вращение оси
Марс движется не только вокруг Солнца, но и вокруг своей оси.
• Скорость вращения Марса вокруг своей оси: 869 км/ч.
• Оборот является причиной смены времени суток и сплющивания полюсов планеты под воздействием центробежной силы.
• Полярная ось меняет свое положение из-за воздействия солнечного притяжения.
• Сила притяжения Юпитера влияет на изменение наклона оси Марса.
Источник