Почему Земля имеет z-компоненту в начале эпохи J2000?


18

Когда я иду на веб-страницу НАСА ГОРИЗОНТЫ

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

и запросить векторные координаты Земли 1 января 2000 года, он говорит мне, что Земля имеет следующие координаты в эпоху J2000:

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

Они измеряются в астрономических единицах. Цитирование с веб-страницы:


Эпоха ссылки: J2000.0

Плоскость XY: плоскость орбиты Земли в опорную эпоху

Ось X: вдоль восходящего узла мгновенной плоскости орбиты Земли и среднего экватора Земли в опорную эпоху

Ось Z: перпендикулярно плоскости xy в направлении (+ или -) северного полюса Земли в контрольную эпоху.


Но эти цифры не имеют смысла! Значение z должно быть ровно нулем, так как мы измеряем на 1 января 2000 года. Также x должно быть ровно 1, а y должно быть нулем.

Что здесь происходит?

Ответы:


27

Вы совершили ту же фундаментальную ошибку, которую совершил Антон Громов в своем вопросе на родственном сайте сети Space Exploration StackExchange: вы использовали барицентр солнечной системы, а не Солнце в качестве источника кадра. Если бы вы использовали Солнце, видимое расхождение уменьшилось бы почти на два порядка.

Гораздо меньший недостаток в том, что вы, очевидно, использовали полночь, а не полдень. Эпоха J2000.0 1 января 2000 года - 12 часов земного времени. Это мало что меняет, но, тем не менее, важно. Это смещение на полдня укусило меня не раз.

Координата z положения Земли не упала бы до нуля, если бы вы внесли вышеуказанные поправки (в центре Солнца, а не в барицентре Солнечной системы, и в 12 часов дня, а не в полночь). Он не упал бы до нуля, даже если бы вы использовали барицентр Земля-Луна, а не центр Земли.

Одна из причин, по которой он не упал бы до нуля, состоит в том, что орбита Земли вокруг Солнца не является эллипсом. Орбита Земли даже не лежит на плоскости! Основная причина этого неплоского движения состоит в том, что орбита Луны вокруг Земли наклонена примерно на 5,15 ° относительно эклиптики, заставляя Землю качаться вверх и вниз относительно эклиптики 1 . Поскольку орбита Земли не является действительно эллиптической или даже плоской, плоскость эклиптики в некоторой эпохе является усредненной по времени плоскостью, центрированной относительно времени эпохи, которая определяет положение Земли относительно Солнца (или положение Солнца относительно Земли). среднее до нуля.

Меньшая причина в том, что среднее значение эклиптики и среднее равноденствие в J2000.0 были определены более 36 лет назад. HORIZONS использует DE431, выпущенный 6 лет назад. Способность JPL моделировать солнечную систему значительно улучшилась за прошедшие три десятилетия.


1 Строго говоря, это заставляет Солнце колебаться вверх и вниз относительно эклиптики. Понятие плоскости эклиптики восходит к древним грекам, и оно сохраняет пережиток этого определения по сей день.


1

В дополнение к небольшому расхождению по координате z, объясненному в предыдущем ответе и ссылках, неверно утверждение о том, что координата x должна составлять 1 а.е. в JD 2451545, а ноль по оси y. В вопросе вы включили следующее:

Ось X: вдоль восходящего узла мгновенной плоскости орбиты Земли и среднего экватора Земли в опорную эпоху

Другими словами, ось x направлена ​​наружу от весеннего равноденствия в эпоху J2000.0 вдоль линии узлов, которая является пересечением эклиптической и экваториальной плоскостей. 1 января Солнце находится на расстоянии около 2 2/3 месяцев от восходящего узла, поэтому радиус Земля-Солнце не находится непосредственно на оси x.


Хорошо, большое спасибо, я не совсем понял, что это значит. Между прочим, я не мог видеть на веб-сайте НАСА, где они определяют ось y, только x и z. Я предполагаю, что xyz - это правосторонняя система координат ... а не xzy?
Брюс Бартлетт
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.