Прохождение Фобоса с Марса - Transit of Phobos from Mars

Основная статья: Солнечные затмения на Марсе

Кольцевое затмение Солнца Фобос с точки зрения Марса Любопытство ровер (20 августа 2013 г.).

Фобос транзиты то солнце, с точки зрения Марса Возможность ровер (10 марта 2004 г.).

А транзит Фобоса через солнце как видно из Марс происходит, когда Фобос проходит непосредственно между Солнцем и точкой на поверхности Марса, закрывая большую часть диска Солнца для наблюдателя на Марсе. Во время транзит, Фобос можно увидеть с Марса как большой черный диск, быстро движущийся по поверхности Солнца. При этом тень (антумбра ) Фобоса движется по поверхности Марса.

Событие также можно рассматривать как особенно быстрое и неглубокое. кольцевое солнечное затмение пользователя Phobos.

Транзит

Воспроизвести медиа

Видео (01: 30 /в реальном времени ): Затмение солнца к Фобос, больший из двух спутники Марса (Любопытство ровер, 20 августа 2013 г.).

Прохождение Фобоса с Марса обычно длится всего тридцать секунд или около того из-за очень быстрого движения Луны. орбитальный период около 7,6 часов.

Поскольку Фобос вращается близко к Марсу и соответствует его орбите. экватор, транзиты Фобоса происходят где-то на Марсе в большинство дней марсианского года. Его орбитальное наклонение составляет 1,08 °, поэтому широта его тени, проецируемой на поверхность Марса, показывает сезонные колебания, перемещаясь от 70,4 ° ю.ш. до 70,4 ° с.ш. и обратно в течение марсианского года. Фобос настолько близок к Марсу, что его не видно к югу от 70,4 ° ю. Ш. Или к северу от 70,4 ° с. в течение нескольких дней в году его тень полностью ускользает от поверхности и падает к северу или югу от Марса.

В любом данном географическом месте на поверхности Марса в марсианском году есть два интервала, когда тень Фобоса или Деймоса проходит через его широту. В течение каждого такого интервала наблюдатели в этом географическом месте могут увидеть около полдюжины прохождений Фобоса (по сравнению с нулем или одним транзиты Деймоса ). Транзиты Фобоса происходят осенью и зимой на Марсе в соответствующем полушарии; близко к экватору они происходят вокруг марш и Сентябрьские равноденствия, а дальше от экватора - ближе к зимнее солнцестояние.

Наблюдатели на высоких широтах (но менее 70,4 °) увидят заметно меньший угловой диаметр Фобоса, потому что они находятся значительно дальше от него, чем наблюдатели на экваторе Марса. В результате транзиты Фобоса для таких наблюдателей будут охватывать меньшую часть диска Солнца. Поскольку Фобос вращается так близко к Марсу, его нельзя увидеть к северу от 70,4 ° северной широты или к югу от 70,4 ° южной широты; наблюдатели на таких широтах, очевидно, тоже не увидят транзитов.

Марсоход Возможность ровер сфотографировал прохождение Фобоса 7, 10 и 12 марта 2004 года. В подписях ниже первая строка показывает земное время. универсальное глобальное время а вторая строка показывает Марсианское местное солнечное время.

7 марта 2004 г. транзит - Возможность

02:46:23 08:16:41	02:46:33 08:16:51

10 марта 2004 г. транзит - Возможность

07:36:28 11:04:23	07:36:38 11:04:32	07:36:48 11:04:42

12 марта 2004 г. транзит - Возможность

13:40:47 15:42:35	13:40:57 15:42:44	13:41:07 15:42:54	13:41:17 15:43:04

Данные в таблицах ниже созданы с использованием JPL Horizons. Есть небольшое расхождение со временем, указанным для серии изображений выше. Это может быть связано с неточностью данных эфемерид, используемых JPL Horizons; также данные JPL Horizons дают местное кажущееся солнечное время, в то время как время, указанное выше, вероятно, является некоторой формой среднего солнечного времени (и, следовательно, некоторое расхождение может быть связано с марсианским эквивалентом солнечного времени). уравнение времени ).

Переходы Фобоса с Марса Возможность ровер посадочная площадка

Продолжительность Земное время (универсальное глобальное время )	Продолжительность (Местное солнечное время)	Минимум. сепар.	Фобос англ. диам.	солнце англ. диам.	солнце альт.
предыдущий набор транзитов имел место в конце апреля 2003 г. - начале мая 2003 г.
7 марта 2004 г. (02:46:25 – 02:46:54)	08 18 32 – 08 19 00	671"	779.2"	1230.7"	34.6°
8 марта 2004 г. (01:39:58 – 01:40:31)	06 35 36 – 06 36 08	517"	665.0"	1229.8"	8.9°
10 марта 2004 г. (07:36:33 – 07:37:07)	11 06 16 – 11 06 49	114"	908.4"	1227.6"	76.3°
11 марта 2004 г. (14:47:15 – 14:47:53)	17 27 19 – 17 27 56	193"	669.4"	1226.3"	8.0°
12 марта 2004 г. (13:41:02 – 13:41:38)	15 44 38 – 15 45 13	64"	784.5"	1225.5"	33.7°
13 марта 2004 г. (12:30:00 – 12:30:28)	13 57 16 – 13 57 42	625"	880.4"	1224.6"	60.4°
следующая серия транзитов произошла во второй половине марта 2005 г.

Образы тени

Если смотреть с орбиты, полутень можно увидеть, как тень Фобоса быстро движется по поверхности Марса. Эта тень на поверхности Марса неоднократно фотографировалась Mars Global Surveyor.

Викинг 1

Изображение повторяющейся строчной развертки Викинг 1 Лендер обнаруживает тень Фобоса. Коричневые полосы в центре представляют марсианскую поверхность, видимую над космическим кораблем.

Цвета искажены для улучшения видимости тени. Голубые и белые горизонтальные полосы соответствуют участкам тестовой карты на космическом корабле.

В Викинг 1 Изображения орбитального аппарата Тень Фобоса в нескольких километрах к северу от Викинг 1 Лендер.

В 1970-х годах Викинг 1 Лендер и Орбитер также сфотографировали тень. Посадочный модуль обнаружил проходящую через него полутеневую тень Фобоса.^[1]Это было обнаружено только как небольшое затемнение окружающего света; то Викинг 1 Камера спускаемого аппарата не сфотографировала Солнце. Тени потребовалось около 20 секунд, чтобы пройти над посадочным модулем со скоростью около 2 км / с. Тень одновременно отображалась с Викинг 1 Орбитальный аппарат, который позволил определить положение спускаемого аппарата на снимках орбитального аппарата.

26 августа 1999 г.

В полутень тень Фобоса на марсианском пейзаже глазами Mars Global Surveyor 26 августа 1999 г. Центр тени находился на 10.9 ° N 49.2 ° W в 04:00:33. универсальное глобальное время

Гораздо более подробные изображения тени были получены с появлением в 1997 г. Mars Global Surveyor и орбитальная камера высокого разрешения на Марс. Один такой снимок был сделан 26 августа 1999 г. и показывает тень с высоким разрешением. Это изображение было показано в пресс-релизе НАСА от 1 ноября 1999 года.^[2]

Изучая карты Марса^[3]мы видим, что тень сосредоточена на отметке 10,9 ° N 49,2 ° W.

Мы также можем найти исходные файлы изображений по адресу M04-03241 (красный)^[4] и M04-03242 (синий),^[5] часть галереи MOC Wide-Angle Images, Region Lunae Palus, Subphase M04.^[6] «Время начала изображения» было 03: 26: 13.01. универсальное глобальное время, «время интегрирования линии» составляет 80,4800 миллисекунд, а коэффициент «суммирования нисходящей дорожки» равен 4. Поскольку тень центрируется на расстоянии 6400 пикселей от нижнего края исходного изображения высотой 10800 пикселей (Mars Global Surveyor имел отношение юга к -северная солнечно-синхронная орбита), мы добавляем (6400 × 0,08048 × 4) = 2060,3 секунды = 34 минуты 20,3 секунды, чтобы получить время 04: 00: 33,3 UTC для центра тени. Помещая долготу / широту / значения координат высоты -310,8,10,9,0 в JPL Horizons^[7] мы видим, что прогнозируемое время промежуточного перехода было 04:00:36 универсальное глобальное время, в полном соответствии с погрешностью определения точной долготы и широты центра тени. Это было около 14:41 по местному марсианскому солнечному времени, и солнце Высота над горизонтом 46,5 °. JPL Horizons также показывает, что 26 августа 1999 года расстояние между Землей и Марсом составляло 9,6 световых минут.

Другие изображения

В полутень тень Фобос на Марсе 1 сентября 1999 г., как показано Mars Global Surveyor. Центр тени находился на 14 ° N 236 ° W в 20:49: 02.4 универсальное глобальное время. Текстовая метка «20:13:05» представляет время начала изображения.

Существует множество десятков других изображений тени, но они имеют гораздо меньшее разрешение (в 27/4 раза). Три таких изображения показаны в пресс-релизе НАСА от 1 ноября 1999 года.^[8]

Отметки времени, напечатанные на фотографиях в пресс-релизе НАСА, не соответствуют фактическому времени, когда тень была отображена, скорее они представляют «время начала изображения» более крупного по вертикали исходного изображения. Mars Global Surveyor вращается вокруг Марса по солнечно-синхронной полярной орбите с орбитальный период 117,65 минуты, перемещаясь от южного полюса к северному полюсу, и непрерывно направляет камеру прямо вниз. В результате получается изображение в виде очень длинной тонкой вертикальной полосы, где пиксели в верхней части изображения отображаются примерно через час после пикселей в нижней части изображения. В принципе, изображение может достигать 43200 пикселей в высоту, но для слияния соседних строк используется «суммирование вниз по дорожке». Например, коэффициент суммирования нисходящей дорожки 27 приводит к слиянию каждых 27 строк в одну, в результате чего получается изображение высотой 1600 пикселей. Таким образом, чтобы определить фактическое время, в течение которого тень Фобоса была отображена, необходимо найти исходное изображение и измерить, сколько пикселей от нижней части изображения обнаружена тень, и добавить соответствующее смещение ко времени начала изображения.

Например, мы исследуем изображение с меткой времени 1 сентября 1999 г. 20:13:05 (UTC). Имеем оригинальные изображения M07-00166 (красный)^[9] и M07-00167 (синий),^[10] часть галереи изображений MOC Global-Map, подфаза M07.^[11] Тень расположена примерно на 14 ° N 236 ° W.^[12]

В этом случае время начала изображения 20: 13: 04.69. универсальное глобальное время время интегрирования линии составляет 80,48 миллисекунды, а коэффициент суммирования нисходящей дорожки равен 27. Тень имеет высоту около 8 пикселей с центром в 993 пикселях от нижней части исходного изображения высотой 1600 пикселей. Мы добавляем (993 × 0,08048 × 27) = 2157,75 секунды = 35 минут 57,75 секунды, чтобы получить время 20:49: 02,4 UTC для центра тени.

Ввод значений координат долготы / широты / высоты -124,14,0 в JPL Horizons дает ожидаемое время перехода 20:49, что снова хорошо согласуется. 1 сентября 1999 года расстояние между Землей и Марсом составляло 9,9 световых минут.

Другие наблюдения

Прохождение Фобоса в 2019 году было обнаружено как кратковременное падение текущих данных солнечной батареи спускаемого аппарата InSight. ^[13] В то время данные собирались только с 30-секундными интервалами, и поэтому события регистрировались только в виде провалов в единичной выборке от нескольких до нескольких десятков процентов.

Во время транзита весной 2020 года все инструменты на борту InSight регистрировали с полной частотой дискретизации и небольшим наклоном сверхчувствительного сейсмометра, а также падением солнечного излучения и падением температуры поверхности на 2 К. Наклон сейсмометра был вызван сжатием земли из-за падения температуры; везде, кроме тени, тепловая защита вокруг сейсмометра^[14].

Смотрите также

• Астрономия на Марсе
• Список миссий на спутники Марса
• Солнечные затмения на Марсе
• Прохождение Деймоса с Марса
• Прохождение Земли с Марса
• Прохождение Меркурия с Марса

Рекомендации

1. "За пределами Марса". SP-425 Марсианский пейзаж. НАСА. Получено 27 января 2009.
2. Пресс-релиз НАСА
3. Карта местности Масштаб карты
4. MOC широкоугольный снимок M04-03241 В архиве 2007-03-11 на Wayback Machine
5. MOC широкоугольный снимок M04-03242 В архиве 2007-03-11 на Wayback Machine
6. Широкоугольные изображения MOC, регион Lunae Palus, субфаза M04
7. Страница перемещена
8. 1 ноября 1999 г. Пресс-релиз НАСА.
9. Изображение глобальной карты MOC M07-00166
10. Изображение глобальной карты MOC M07-00167
11. Изображения глобальной карты MOC, подфаза M07
12. карта
13. Lorenz, Ralph D .; Lemmon, Mark T .; Маки, Джастин; Банфилд, Дональд; Спига, Эймерик; Хараламбус, Константинос; Барретт, Элизабет; Герман, Дженнифер А .; Уайт, Бретт Т .; Паско, Самуэль; Банердт, В. Брюс (2020). «Научные наблюдения с помощью солнечных батарей InSight: пыль, облака и затмения на Марсе». Наука о Земле и космосе: e2019EA000992. Дои:10.1029 / 2019EA000992.
14. Stähler, S.C .; Widmer ‐ Schnidrig, R .; Scholz, J.-R .; Driel, M .; Mittelholz, A .; Hurst, K .; Johnson, C.L .; Lemmon, M. T .; Lognonné, P .; Lorenz, R.D .; Мюллер, Н. Т .; Pou, L .; Спига, А .; Banfield, D .; Ceylan, S .; Charalambous, C .; Клинтон, Дж .; Giardini, D .; Nimmo, F .; Панорамирование, М .; Zürn, W .; Банердт, В. Б. (16 октября 2020 г.). «Геофизические наблюдения прохождения Фобоса с помощью InSight». Письма о геофизических исследованиях. 47 (19). Дои:10.1029 / 2020GL089099.

дальнейшее чтение

• Дж. Белл, М. Леммон, М. Вольф, Транзиты Марса I и II, IAU Circ., 8298, 2 (2004). [1] (TeX Файл DVI находится по адресу [2] ).

внешняя ссылка

• Фобос, проходящий мимо Марса, наблюдаемый Любопытство Ровер на YouTube
• JPL Horizons (необходимо использовать telnet-интерфейс для точек наблюдения за пределами Земли)
• Возможность галерея изображений: Sol 42 (небольшие изображения пастбищ 7 марта 2004 г. находятся в верхней части страницы).
• Возможность галерея изображений: Sol 45 (небольшие изображения транзита от 10 марта 2004 г. находятся в середине страницы).
• Возможность галерея изображений: Sol 47 (небольшие изображения транзита 12 марта 2004 г. находятся внизу страницы).
• Анимация транзита 10 марта 2004 г.