1 марсианский день это
Сутки на Марсе
Сутки на Марсе длятся дольше, чем на Земле. И этот факт — одна из потенциальных проблем для колонизации красной планеты. Ведь для того, чтобы координировать действия экипажа и техники, необходимо синхронизировать работу соответственно марсианскому времени. Для этого ввели даже отдельную единицу времени, обозначающую продолжительность суток на Марсе.
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:
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:
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.
Хронометрирование на Марсе
Сутки на Земле и Марсе
Сутки бывают двух видов – звездные (сидерические) сутки длительностью 23 ч 56 мин 4,09 с или 86164,09 секунд и средние солнечные сутки длительностью 24 часа или 86400 секунд. Они не равны друг другу потому, что за сутки, из-за орбитального движения Земли солнце смещается на фоне звезд. Средние солнечные сутки привязаны к «фиктивному Солнцу», поскольку скорость движения Земли по орбите, а значит и длительность истинных солнечных суток изменяются в течение года.
Для Марса соответствующие периоды составляют 24 ч 37 мин 22.66 с (88642,66 с) и 24 ч 39 мин 35.24 с (88775,24 с) соответственно. Как показывает простой расчет, длина звездных суток на Марсе на 2,9% больше чем на Земле, а длина солнечных суток на 2,7%.
По международному соглашению, для аппаратов, работающих на поверхности Марса, приняты т.н. «марсианские солнечные сутки» (Сол) разбитые на 24 «марсианских часа». Соответственно, эталон «марсианской секунды» на 2,7% длиннее земного. Это приводит к тому, что график работы операторов каждый день смещается на 40 минут, и они носят на руках специально разработанные часы с «марсианским временем». Существовали также и другие проекты марсианских часов. По одному из них предлагалось ввести на Марсе метрическое время, установив 10 часов в сутках, 100 минут в часе и 100 секунд в минуте, по другому – вводился укороченный 25-й час, длительностью 39 мин 35.24 с, но данные варианты были отклонены. Счет солов для космических аппаратов начинался с Sol 0 для миссий Viking, Mars Phoenix и MSL Curiosity и с Sol 1 для Mars Pathfinder, MER-A Spirit и MER-B Opportunity.
Нулевой меридиан Марса проходит через небольшой кратер Airy-0 который имеет координаты 5°06′59.99″ ю. ш. и 0°00′00″ в. д. На Марсе применяется планетоцентрический стандарт долготы, при котором долгота меняется от 0° до 360° в.д. Старый планетографический стандарт (0° до 360° з.д.) используется на плоских картах.
Координированное марсианское время (Coordinated Mars Time, MTC) является аналогом всемирного времени (Universal Time, UT). Оно определяется как среднее солнечное время на нулевом меридиане. Обозначение MTC может ввести в заблуждение о схожести со стандартом UTC, однако MTC не использует координационные високосные секунды, и наиболее близким земным аналогом MTC является стандарт UT1. Из-за большего эксцентриситета орбиты и другого наклона оси, разница между истинным солнечным временем (ИСВ/LTST) и средним солнечным временем (ССВ/LMST) изменяется в течение года гораздо сильнее, нежели на Земле. Если на Земле уравнение времени (УВ = ИСВ — ССВ) колеблется от «минус 14 мин 22 с» до «плюс 16 мин 23 с», то на Марсе эта разница составляет от «минус 50 мин» до «плюс 40 мин», что уже немало. В отечественной литературе чаще используется обратная разница (УВ = ССВ — ИСВ). Однако, нельзя путать солнечное время с поясным временем, которое связанно с солнечным лишь формально. Часовых поясов, в привычном для нас виде, на Марсе нет, и из шести марсоходов пять пользуются местным солнечным временем (LMST), а шестой (Mars Pathfinder) использует истинное солнечное время (LTST).
Стандарт MTC впервые появился в программе Mars24Sunclock, созданной институтом Годдарда, придя на смену стандарту AMT (Airy Mean Time), бывшему прямым аналогом устаревшего стандарта GMT. Стандарт AMT ни в одной из миссий не используется по причине его недостаточной точности. Однако теперь, когда существуют четкие и точные карты Марса, стандарт AMT снова может стать актуальным.
Для простоты астрономических расчетов на Земле применяется так называемая Юлианская дата (JD), где за нулевую точку принято 1 января 4713 г до н. э юлианского календаря или, что то же самое, 24 ноября 4714 г. до н. э. григорианского календаря. Первый день имел номер 0. Даты сменяются в полдень. Аналогичная дата для Марса установлена в сол совпадающий с 29 декабря 1873 года (дата рождения астронома Карла Отто Лампланда, первым осуществившего астрофотосъемку приснопамятных каналов на Марсе). Другими вариантами отсчета были 1608 г (изобретение телескопа) и весеннее равноденствие 11 апреля 1955 года.
Год на Земле и Марсе
Как выше было сделано с понятием суток определимся с тем, что такое год.
Звездный (сидерический) год — период орбитального движения вокруг Солнца относительно «неподвижных звёзд»;
Тропический год – период полной смены времен года или период в течении которого долгота Солнца изменяется на 360° ровно.
Эти периоды различаются меду собой примерно на 20 минут (тропический меньше звездного), что обусловлено гироскопическими процессами, в частности прецессией и нутацией оси планет.
Длительность одного оборота Марса вокруг Солнца составляет около 686,98 солнечных земных суток, или 668,59 солов. Поскольку эксцентриситет орбиты Марса (0,0934) существенно больше земного (0,0167), если принять за сезон периоды между равноденствиями и солнцестояниями, то самым длинным сезоном для северного полушария будет весна (193 сола), а самым коротким осень (142 сола).
Также как и на Земле на Марсе лучшим вариантом для основы календаря будет тропический год, так как циклы прецессии на Земле и на Марсе достаточно велики, для того, чтобы ими можно было пренебречь на относительно коротких промежутках времени. Длина тропического года зависит от выбора начальной точки. Обычно в качестве такой точки выбирают равноденствия или солнцестояния. Но обычно, для григорианского календаря используется весеннее равноденствие. Так как орбита Марса боле вытянута, то различия в длительности тропического года немного больше чем на Земле. Если для Земли отличается третий знак после запятой (от 365,2416 сут до 365,2427 сут), то для Марса существенно отличается уже второй знак (от 668.5880 сол до 668.5958 сол).
Что такое сол на Марсе? Продолжительность, интересные факты
Многие впервые услышали слово «сол» в кинофильме «Марсианин». В нем рассказывается о человеке, который пробыл длительное время на Марсе в одиночестве. А что такое сол на Марсе и что он исчисляет? Попробуем разобраться в этом вопросе.
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
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.
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
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
Солнце немного длиннее земных суток. Это примерно 24 часа 39 минут 35 секунд. Марсианский год составляет около 668 золи, что эквивалентно примерно 687 земных дней или 1,88 земных лет.
СОДЕРЖАНИЕ
Длина
Средняя продолжительность цикла день-ночь на Марсе, т. Е. Марсианского дня, составляет 24 часа 39 минут 35,244 секунды, что эквивалентно 1,02749125 земных дней.
Использование для хронометража марсианского посадочного модуля
Хотя миссии НАСА дважды выполнялись попарно, не было предпринято никаких усилий для синхронизации подсчета солей двух посадочных устройств в каждой паре. Таким образом, например, хотя Spirit и Opportunity были отправлены для одновременной работы на Марсе, каждый из них считал дату приземления как «1 сол», в результате чего их календари примерно на 21 сол не совпадали.
Терминология
Слово «вчера» было придумано группой NASA по операциям на Марсе в начале миссии MER для обозначения предыдущего сол (марсианская версия слова «вчера») и получило довольно широкое распространение в этой организации во время миссии марсохода по исследованию Марса. 2003. Со временем он был подхвачен и использован прессой. Другие неологизмы включают «тосол» (от «сегодня» на Марсе), а также одну из трех марсианских версий «завтрашнего дня»: «некстерсол», «морроусол» или «солморроу». Планировщики НАСА придумали термин «отпуск», по крайней мере, еще в 2012 году для обозначения выходных дней из-за фазировки или синхронизации планетарных расписаний.
Преобразование
Альтернативная идея была предложена в 1988 году Дэвидом Пауэллом (марсианский календарь Давида). В этом случае часы просто идут медленнее, чем на Земле, так что их часовые стрелки совершают два цикла за одно Солнце. Например, 1 марсианская секунда равна 1,027 земной секунды, 1 марсианская минута составляет 61,62 земной секунды, а 1 марсианский час составляет 61 минуту и 36,968 земных секунды. Когда-то НАСА заказало часы с использованием этого метода.
Сутки на Марсе
Марс, как и другие небесные тела Солнечной системы, совершает движение вокруг своей оси. Поэтому на красной планете день сменяется ночью, но долгота дня и ночи иная, чем на Земле. Сутки на Марсе короче по продолжительности.
Чем отличаются марсианские сутки от земных
Сутки на Земле, как известно, длятся 24 ч, за этот срок планета совершает одно полное обращение. Однако это условные и непостоянные данные, поскольку орбитальный путь имеет эллиптическую форму. Для более точных показателей используют истинные и солнечные сутки. Временной период, затраченный на полное обращение вокруг Солнца, именуют солнечными.
В качестве ориентира можно использовать звёзды. Однако, Земля, передвигаясь по орбитальной траектории, сдвигается относительно положения звёзд на небесной сфере. Поэтому, когда созвездия займут исходное положение, круг будет совершён лишь относительно и полностью не завершён. Период времени, необходимый для прохождения планеты своего пути в соотношении положения звёзд, носит название звёздные сутки.
Между солнечными и звёздными днём и ночью есть несущественное отличие. Солнечные имеют большую продолжительность. Для точного вычисления продолжительности делят длину экватора (40 075.17 км) на экваториальную скорость вращения (1674.4 км/ч.). Пересчитав результат в шестидесятеричной системе исчисления, выходит 23 ч 56 м 4 с, что составляет 0.997 солнечных суток.
Марс расположен по соседству с Землёй, поэтому здесь действуют схожие показатели. Известна длина экватора этой планеты, она составляет 21 158.52 км, экваториальная скорость вращения равна 868.22 км/ч. Рассчитать продолжительность суток на Марсе можно аналогичными путём. Как можно заметить, красная планета движется вокруг себя в 2 раза медленнее и длина экватора тоже в 2 раза короче земного. В связи с чем, сутки на Марсе продолжается почти столько же, сколько и на Земле:
Нет возможности сказать с совершенной точностью, что имеет большую продолжительность на Марсе – день или ночь. Их длина различна в зависимости от положения оси. И в каждом определённом месте планеты различна. Таким образом, учёные смогли рассчитать, сколько сутки на Марсе.
Марсианский сол
Несмотря на то, что различие в продолжительности суток на Марсе и земных суток незначительно, эта разница всё же доставляет определённые неудобства исследователям, также есть трудности при управлении техникой, которая работает там. Сутки на Марсе длиннее на целых 40 минут, чем аналогичные показатели на Земле, и этот данные неуклонно растут.
Продолжительность земных дня и ночи в 1.026 раз, а одна минута на красной планете больше земной на 1.62 секунды, один час длится дольше на 1 м 30 с.
Для удобства управления космической техникой, к примеру, марсоходами, ученым-астрономам потребовалось ввести новую единицу измерения – сол, таким образом, сутки на Марсе длятся 24 ч 39 м 35.244 с. Данный параметр был выведен по итогам долгих и наблюдений.
Каждый сол разграничен учёными на 24 часа, для того чтобы облегчить управление космическим оборудованием. Суточное разделение на 24 часа более привычно для человеческого восприятия, а потому такой подход времяисчисления наиболее удобен.
Движение времени на Марсе
Техника, которая работает на космических объектах, действует от солнечных батарей, которые аккумулируют энергию в дневной период времени. Чтобы корректно управлять аппаратурой, следует иметь точную информацию о том, сколько света попадает на поверхность планеты в разные суточные отрезки времени. Разница в суточной продолжительности мешает получать подобную информацию, поэтому и была введена специальная система исчисления времени в виде сола.
Для дистанционного управления марсоходами был синхронизирован график. Вся техника, ориентирована на марсианское время и на местное время счисления.
Нулевым меридианом является небольшой кратер Эйри, он располагается внутри ещё одного кратера. Местоположение данного объекта известно с максимальной точностью. Однако стоит отметить, что Марс не разделяется по часовым поясам для отсчёта равномерных временных интервалов, как это происходит на Земле. Учёт ведётся на основе того, что сутки на Марсе длиннее земных дня и ночи, принимается в расчёт приближённое значение марсианского времени.
Каждая, за всю историю высадок на эту планету, была произведена с использованием собственных часовых поясов, составляющих усреднённое показание время высадки по местным показателям. Всего было 6 высадок, из них в пяти случаях использовалось среднее местное время в конкретном месте высадки. Шестая высадка производилась с использованием местного действительного солнечного времени.