제트추진실험실 개발 에페메리스
Jet Propulsion Laboratory Development Ephemeris제트 추진 실험실 개발 에페메리스(수치 JPL DE(숫자) 또는 단순 DE(숫자))는 우주선 항법 및 천문학에 사용하기 위해 캘리포니아 패서디나의 제트 추진 연구소에서 생산된 태양계의 일련의 수학 모델 중 하나를 지정한다. 모델은 주요 태양계 본체의 위치, 속도 및 가속도에 대한 숫자 표현으로 구성되며, 동일한 간격 간격으로 표로 표시되며, 이 표는 특정 연도를 포함한다.[1] 태양의 편심 직사각형 좌표, 8개의 주요 행성과 명왕성, 달의 지구중심 좌표 등이 표로 표시되어 있다.
역사
JPL DE는 1960년대부터 현재까지 로봇과 유인[3] 우주선 임무를 지원하는 많은 버전이 있었다.[2] 이용 가능한 문서는 대략적인 것이지만, 우리는 DE69가 1969년에 JPL Ephemeris Tape의 세 번째 출시로 발표되었고, 특별한 목적, 단기간 Ephemeris의 발표였다는 것을 알고 있다. 당시 JPL 수출 에페메리스는 DE19였다. 이 초기 출시물들은 자기테이프로 배포되었다.
개인용 컴퓨터 이전 시대에는 컴퓨터가 크고 비쌌으며, 이와 같은 수치적 통합은 풍부한 자원을 가진 큰 조직들에 의해 운영되었다. DE405 이전의 JPL 인식기는 유니백 메인프레임에 두 배의 정밀도로 통합되었다. 예를 들어, 1977년에 만들어진 DE102는 600만 개의 스텝을 밟았고 Univac 1100/81에서 9일 동안 달렸다.[4] DE405는 DEC 알파에 4배 정밀도로 통합되었다.[5]
1970년대와 1980년대 초에는 천문학적 연감을 1890년대의 이론적 작업에서 현대적 상대론적 이론으로 갱신하기 위해 천문학계에서 많은 작업이 이루어졌다. 1975년부터 1982년까지 JPL에서 수치 통합 출력을 고밀도 데이터에 대한 최소 제곱 조정의 현대적 기법을 사용하여 6개의 에피메라이드를 생산하였다:[6] 1975년 11월 DE96, 1977년 9월 DE102, 1980년 5월 DE111, 1981년 9월 DE118, 1982년 DE200. DE102는 BC 1141년에서 AD 3001년 사이에 유용한 천문 관측을 이용할 수 있었던 역사의 많은 부분을 망라한 최초의 수치 통합 소위 롱 에페메리스였다. Long Ephemeris)이다. J2000.0 참조 프레임으로 마이그레이션된 DE118의 버전인 DE200은 1984년부터 새로운 연감을 위한 기본 후각으로 채택되었다. DE402는 국제 천체 기준 프레임(ICRF)에 언급된 좌표를 도입했다.
JPL 에페머라이드는 1981년 DE200 이후 천문연락의 기초가 되었다. 전류(2018) 연감은 DE430에서 유래한다.[7]
건설
각 후각은 일련의 초기 조건에서 시작하여 움직임 방정식의 수치적 통합에 의해 생성되었다. 현대적 관측 데이터의 정밀성 때문에 일반 섭동의 분석 방법은 더 이상 관측치를 적절히 재현할 수 있을 정도로 높은 정확도에 적용할 수 없었다. n체 문제를 해결하기 위해 수치적 통합을 이용하여 모든 관련 물리적 법칙을 설명하면서 사실상 태양계 전체를 컴퓨터의 기억 속에서 움직이게 하는 특수 섭동 방법이 적용되었다. 초기 조건은 외부 선원의 행성 질량과 같은 상수와 초기 위치 및 속도와 같은 매개변수 모두 대규모 관측치에 "최적 적합"인 출력을 생성하도록 조정되었다. 피팅을 수행하기 위해 최소 제곱법을 사용했다.[4] DE421년 현재, 주 소행성 띠 질량의 약 90%를 나타내는 343개의 소행성으로부터의 동요가 역동적인 모델에 포함되었다.[8]
모델링된 물리학에는 상호 뉴턴식 중력 가속도와 그 상대론적 수정(아인슈타인-인펠트-호프만 방정식의 변형 형태), 지구의 조수 왜곡에 의한 가속도, 지구와 달의 형상에 의한 가속도, 달문헌장 모형 등이 포함되어 있었다.[4]
포함 VLBI우주선, 전송하며 CCD행성과 작은 몸의 망원경 관측으로 인해 그 fits의 관측 자료는 진화하는 집합,:범위의 행성 행성의 spacecraft,[9]직접 radar-ranging에서 라디오 신호에 의해 측정한(거리), 2차원 위치(하늘의 비행기에)를 그리고 laser-ranging.레달에 대한 열반사들, 그 중에서도. 예를 들어 DE102는 48,479개의 관측치에 적합했다.
통합 인식론의 시간 주장은 T라고eph 하는 상대론적 좌표 시간 척도로,[10] 시간 확장과 동시성의 작은 상대론적 영향을 설명하기 위해 정밀한 작업에 필요하다. 후기에서 T는 본질적으로eph TCB의 IAU 정의와 동일하다.
분배
태양, 지구, 달, 행성의 위치와 속도는 달의 방향과 함께 32일 길이의 세그먼트에 맞는 체비셰프 다항식 계수로 저장된다.[8] 이제 인식기는 월드 와이드 웹과 FTP를[11] 통해 체비셰프 계수를 포함하는 데이터 파일과 함께 위치 및 속도를 복구(계산)하는 소스 코드로 사용할 수 있다.[12] 파일은 수백 년에서 수천 년까지, 그리고 그들이 포함하는 신체까지, 그들이 다루는 기간에 따라 다양하다. 데이터는 각 행성의 실제 중심 또는 이중 중심을 기반으로 할 수 있다.
체비셰프 다항식을 사용하면 주어진 시점에 대해 고도로 정밀한 계산을 할 수 있다. 내행성의 DE405 회수(계산)는 약 0.001 아크초(화성 거리에서 약 1 km에 해당)이며, 외행성의 경우 일반적으로 약 0.1 아크초이다. '정확도 감소' DE406 에피메로스는 어떤 행성에 대해서도 25m 이하, 달에는 1m 이하까지 보간 정밀도를 제공한다.
이러한 정밀도는 보간된 상대적인 원래 표 좌표에 대한 값이라는 점에 유의하십시오. 행성의 실제 움직임을 설명하기 위한 보간값의 전체적인 정밀도와 정확도는 표식 좌표의 정밀도와 보간 정밀도의 함수가 될 것이다.
적용들
- JPL은 태양계 전체에서 우주선의 항해를 위해 후천체를 사용한다. 일반적으로, 임무 계획 또는 우주선과 목표물의 최종 접촉을 위해 대상 행성의 최신 관측을 포함하여 새로운 후각체가 계산된다. 아래를 참조하십시오. 시리즈에 대한 최근 인식.
- 1984년부터 2002년까지의 천문연락은 JPL 에페메리스 DE200을 기반으로 했으며, 2003년부터 2014년까지 천문연락은 JPL 에페메리스 DE405를 기반으로 했다.[7] 현재의 연감(Almanac)은 DE430에서 파생된 것이다.
- JPL 에페머라이드는 행성 과학에 널리 사용되고 있다. 일부 예는 참고와 참고문헌에 포함되어 있다.
- 소프트웨어는 JPL 인식물을 임의의 장소와 시간에 대한 명백한 인식물의 생산에 사용할 수 있다; 이것들은 전문 천문학자와 아마추어 천문학자들이 행성 관찰을 줄이고 매우 정밀한 관찰 가이드를 만드는 데 널리 사용된다.[13]
- DE430 및 DE431은 인기 있는 플라네타리움 소프트웨어 스텔라륨과 함께 사용할 수 있다.
에페메라이즈 시리즈
솔라 시스템 본체에 대한 에페메라이드는 웹사이트를 통해 이용할 수 있다. [14]
최신 릴리스[8]
DE440은[15] 2020년 6월에 만들어졌다. 새로운 DE440/441 범용 행성 용액에는 지상 및 우주 기반 천문학적 데이터, 데이터 보정 및 역동적 모델 개선이 7년 더 포함되며, 목성, 토성, 명왕성 및 카이퍼 벨트가 가장 크게 관련된다. 30개의 새로운 카이퍼 벨트 질량과 카이퍼 벨트 고리 질량을 포함하면 DE430에 비해 DE440의 바이 중심에서 100km의 시간 변화량이 발생한다. 인식표 파일에는 달의 방향이 포함되어 있다. 그것은 1550년에서 2650년 사이에 걸쳐 있다. JPL은 2021년 4월 초 DE440으로 전환하기 시작했다.
DE441은[15] 2020년 6월에 만들어졌다. 이 후각은 DE440, -13,200~17,191보다 길지만 정확도는 떨어진다. DE440의 범위를 벗어난 역사적 관측치를 분석하는 데 유용하다.
이전 릴리스
DE102는 1981년에 만들어졌다. 견과류는 포함하지만 천칭은 포함하지 않는다. 1950년의 동적 적도와 분류를 가리킨다. 기원전 1410년 초반부터 3002년 후반까지를 다룬다.[12]
DE200은 1981년에 만들어졌다. 견과류는 포함하지만 천장은 포함하지 않는다. 2000년의 동적 적도와 분류를 가리킨다. AD 1599년 후반부터 AD 2169년 초까지를 다룬다. 이 후각은 1984년부터 2003년까지 천문 연감에 사용되었다.[12]
DE202는 1987년에 만들어졌다. 영양과 천장을 포함한다. 2000년의 동적 적도와 분류를 가리킨다. 1899년 후반부터 2049년까지 커버.[12]
DE402는 1995년에 출시되었고, DE403으로 빠르게 대체되었다.
DE403은[16] 국제 지구 회전 서비스(IERS) 기준 프레임, 본질적으로 ICRF의 좌표로 표현된, 1995년에 발표된 1993년에 만들어졌다. JPL이 후각을 도출하기 위해 편찬한 데이터는 한정된 정확도의 망원경 관측에서 벗어나 행성의 고정확도 레이더 범위, 우주선의 무선 범위, 우주선의 초장기 기저-인터페리미터(VLBI) 관측, 특히 4개의 내행성에 대한 우주선의 관측으로 이동하기 시작했다. 망원경 관측은 거리 때문에 외행성들에게 중요한 것으로 남아 있었고, 따라서 그것들로부터 레이더를 튕겨낼 수 없었고, 그 근처에 우주선을 주차하는 것이 어려웠다. 가장 큰 동요를 일으키기로 결정된 5개의 소행성만을 포함하는 DE118/DE200과 비교하여 300개의 소행성의 동요가 포함되었다. DE118/DE200 이후 행성 질량의 더 나은 값이 발견되어 섭동을 더욱 개선했다. 달의 레이저 범위 측정 정확도가 향상되어 달의 위치가 개선되었다. DE403은 1599년 초반에서 2199년 중반까지의 기간을 포함했다.[17]
DE404는[18] 1996년에 출시되었다. 이른바 롱 에페메리스(Long Ephemeris)라고 불리는 이 압축된 버전의 DE403은 기원전 3000년부터 AD 3000년까지 다루었다. DE403과 DE404는 모두 같은 시간대에 걸쳐 통합되었지만, DE404의 보간법은 지구의 정확도와 영양에서 다소 감소했고 달에는 문장이 포함되지 않았다.
DE405는[19] 1998년에 출시되었다. 망원경, 레이더, 우주선, VLBI 관측(특히 목성의 갈릴레오 우주선)에서 나온 수년간의 추가 데이터를 추가했다. 같은 수의 소행성을 모델링했지만 소행성의 동요를 모델링하는 방법은 개선되었다. 후각은 ICRF에 더 정확하게 지향되었다. DE405는 1600에서 2200까지 정확하게 다루었다. 이 인식은 2003년부터 2014년까지 천문연락에서 활용되었다.
DE406은 1998년에 DE405와 함께 출시되었다. A Long Ephemeris, 이것은 DE405의 축약본으로, DE404와 같은 제한으로 기원전 3000년부터 AD 3000년까지를 다루고 있었다. 이는 DE405와 동일한 통합으로, 보간 다항식의 정확도를 줄여서 파일이 적용되는 더 긴 시간 동안 파일 크기를 줄였다.
DE407은[20] 분명히 공개되지 않았다. 쉽게 구할 수 있는 출처의 세부 사항은 대략적이다.
DE408은[21] 2만년을 아우르는 DE406의 보다 긴 버전으로서 2005년에 만들어진 미공개 후기증이다.
DE409는[22] 2003년 화성탐사로버 우주선이 화성에 도착하고 카시니가 토성에 도착하기 위해 발사됐다. 추가 우주선 범위와 VLBI(화성 글로벌 탐사선, 화성 패스파인더, 화성 오디세이 우주선까지)와 망원경 데이터가 적합선에 포함되었다. 파이오니어 우주선과 보이저 우주선의 궤도는 토성의 데이터 포인트를 주기 위해 재처리되었다. 이 결과 DE405에 비해 개선되었으며, 특히 화성과 토성의 예측 위치가 개선되었다. DE409는 1901년부터 2019년까지를 다루었다.
DE410은[23] 또한 1901년에서 2019년까지 2003년에 출시되었는데, 최근의 연구에 근거하여 금성, 화성, 목성, 토성, 지구-달 시스템의 질량에서 DE409가 개선되었다. 비록 대중은 아직 IAU에 의해 채택되지 않았다. 이 에페메라이드는 MER과 카시니 우주선의 도착을 지원하기 위해 만들어졌다.
DE411은[24] 천문학계에서 널리 인용되었지만 JPL에 의해 공개적으로 발표되지는 않았다.
DE412는[25] 천문학계에서 널리 인용되었지만 JPL에 의해 공개적으로 발표되지는 않았다.
DE413은[24] 2005년 7월 11일 위성 Charon에 의해 별의 출현을 지지하기 위해 명왕성에 대한 새로운 CCD 망원경 관측에 적합하여 2004년에 명왕성과 그 위성의 위치를 향상시켰다.
DE414는[26] 2005년에 만들어졌고 2006년에 출시되었다. 수치 통합 소프트웨어는 운동 방정식의 뉴턴 부분에 4중 정밀도를 사용하도록 업데이트되었다. 화성 글로벌 서베이(Global Survey)와 화성 오디세이(Odyssey) 우주선에 대한 범위 데이터가 2005년까지 확대됐으며, 5개의 외부 행성에 대한 CCD 관측도 추가로 포함됐다. 일부 데이터, 즉 1992-94년의 마젤란 금성 데이터, 1996-97년의 갈릴레오 목성 데이터에서 실수로 누락되었다. 소행성 에로스를 공전하는 NEAR 슈메이커 우주선에 대한 일부 범위 데이터는 지구/달 질량 비율을 도출하는 데 사용되었다. DE414는 1599년에서 2201년까지를 다루었다.
DE418은[27] 명왕성에 대한 뉴 호라이즌스 임무를 계획하기 위해 2007년에 출시되었다. 히파르코스 항성 카탈로그의 새로운 천문학적 정확성을 이용한 명왕성에 대한 새로운 관찰이 적합에 포함되었다. 화성 탐사선과 VLBI 관측은 2007년까지 업데이트되었다. 소행성 질량은 다르게 추정되었다. 달 레이저 범위 데이터는 DE403 이후 처음으로 추가되어 달 궤도 및 천장 상태가 크게 개선되었다. 카시니 우주선의 추정 위치 데이터가 적합에 포함되면서 토성의 궤도가 개선되었지만, 데이터의 엄격한 분석은 이후로 미루어졌다. DE418은 1899년부터 2051년까지를 다루었으며 JPL은 시간 제약으로 인해 행성의 질량에 남아 있는 사소한 불일치 때문에 이 범위를 벗어나서는 사용하지 말 것을 권고했다.
DE421은[28] 2008년에 출시되었다. 화성 우주선의 추가 범위 측정 및 VLBI 측정, 금성 익스프레스 우주선의 새로운 범위 측정 및 VLBI 측정, 행성 질량의 최신 추정치, 추가적인 달 레이저 범위 측정, 명왕성의 CCD 측정치 2개월 추가 등이 포함됐다. 2008년에 처음 출시되었을 때, DE421 에페메리스는 1900년에서 2050년을 다루었다. 2013년 추가 데이터 공개는 2200년까지 적용 범위를 확장했다.
DE422는[29] 2009년 수성 메신저 임무를 위해 만들어졌다. 롱 에페메리스(Long Ephemeris)는 기원전 3000년부터 AD 3000년까지 DE406을 대체하기 위한 것이었다.
DE423은[30] 2010년에 출시되었다. 메신저 우주선의 위치 추정치와 비너스 익스프레스 우주선의 추가 범위 및 VLBI 데이터가 적합했다. DE423은 1799년에서 2200년까지를 다루었다.
DE424는[31] 화성 과학 실험실 임무를 지원하기 위해 2011년에 만들어졌다.
DE430은[32] 2013년에 만들어졌으며 현대 데이터 분석에 사용하기 위한 것이다. 그것은 가장 정확한 달의 후각을 가지고 1월 1월 1일 ~ 2650일 날짜를 1월 22일에 다룬다. 2015년부터 이 후각은 천문 연감에 활용된다. 이 방출을 시작으로, 화성의 중심에서 매우 작은 오프셋을 만들어 내는 달의 Phobos와 Deimos의 작은 질량 때문에 화성의 바리센터만이 포함되었다.[33] 전체 ephemerides 파일은 128메가바이트지만 JPL에[8] 의해 몇 가지 다른 버전이 제공되었다.
DE431은[32] 2013년에 만들어졌으며, 태양, 달, 행성의 초기 역사적 관측을 분석하기 위한 것이다. DE430이 다루는 기간 동안 1m 이내에서 DE430과 합의하는 DE430(BC 13201~AD 17191)보다 긴 기간을 다룬다. 달의 위치는 1913년에서 2113년 사이에 20미터 이내에서 정확하며 그 오차는 2차적으로 그 범위를 벗어난다.[34] 이는 3.4기가바이트의 에페메리드 파일 중 가장 큰 것이다.[35] 이 인식 파일은 JPL Horizons On-Line Ephemeris 시스템에서 사용된다.[32]
DE432는[36] 2014년 4월에 만들어졌다. 그것은 천칭은 포함하지만 견과류는 포함하지 않는다. DE432는 DE430에 대한 사소한 업데이트로, 명왕성을 목표로 하는 뉴호라이즌스 프로젝트를 주로 지원하기 위한 것이다.[37]
DE436은[38] 2016년에 만들어졌으며, DE430을 기반으로 했으며, 특히 주노 임무를 위해 목성에 대한 개선된 궤도 데이터를 가지고 있었다.
DE438은[39] 2018년에 만들어졌으며, DE430을 기반으로 하여 수성(메신저 미션의 경우), 화성(화성 오디세이와 화성 정찰궤도선), 목성(주노의 경우)의 궤도 데이터가 개선되었다.
참고 항목
참고 및 참조
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외부 링크
- 포크너의 JPL의 DE 시리즈 대부분에 대한 설명
- JPL 인식물의 형식 및 사용에 대한 NRAO 설명
- IAU의 에페메리드 관련 논문 및 정보
- JPL 태양계 동력학
- JPL 인식 및 프로그램 및 소스 코드에 대한 링크에 대한 정보
- JPL 인식 및 기타 이론을 구현하는 Java 소스 코드
- 에페메라이드를 읽는 Matlab 코드[데드링크]
- JPL FTP site with ephemerides (data files), source code (for access and basic processing of the data to recover positions and velocities), and documentation.
- JPL Interoffice Memoranda describing features of the ephemerides.
- 미국 해군 천문대(Naval Oceanography Portal), '천문 연감의 역사'(2017년 9월 접속)
원천
- Standish; Newhall; Williams; Yeomans (1992), "CHAPTER 5: Orbital Ephemerides of the Sun, Moon, and Planets", in Seidelmann (ed.), Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac (1 ed.), Mill Valley, CA: University Science Books, ISBN 978-0-935702-68-2.
- Standish; Williams, CHAPTER 8: Orbital Ephemerides of the Sun, Moon, and Planets (PDF) 위 소스의 미발표 업데이트 버전