Сервер эфемерид MULTI-SAT

Зачем нужны эфемериды. В процессе исследований движения спутников на основе наблюдений на разных этапах используются эфемериды. Во-первых, они нужны для планирования и проведения наблюдений. Заранее вычисляются видимые координаты спутников на заданные моменты времени и условия наблюдений для наведения телескопа и выбора моментов экспозиции. Во-вторых, эфемериды требуются для отождествления спутников среди множества объектов, зафиксированных на фотопластинке или ПЗС-видеограмме. В третьих, они необходимы для предварительной оценки точности результатов новых наблюдений и отбраковки заведомо неверных данных. Эфемериды используются также для проверки вновь создаваемых теорий и численных моделей движения спутников и для сравнения различных теорий между собой. Устройство и возможности эфемеридной службы. Средства вычисления эфемерид должны обеспечивать простоту и удобство выполнения перечисленных выше операций. Хорошие возможности для этого предоставляет компьютерный WWW-сервер. Он дает доступ к программе вычисления эфемерид через интернет любому пользователю в мире в любое время. Вам предлагается здесь именно такой сервер. Обычный запрос эфемерид пользователем заключается в выборе спутника, небесного тела, относительно которого вычисляются координаты, задании различных параметров системы координат, шкалы времени, типа и формы выдаваемых координат. Особенность и оригинальность предлагаемой эфемеридной службы состоит в возможности ввода данных наблюдений сразу целой таблицей, получении отклонений "наблюдение-теория" ("O-C") и статичтических характкристик этох отклонений. В нашем эфемеридном сервере реализованы следующие возможности. Вычисление астрометрических геоцентрических или топоцентрических координат спутников на заданные моменты времени. Выбор пункта наблюдений из большого каталога обсерваторий для вычисления топоцентрических координат. Вычисление прямого восхождения и склонения спутника, либо разностей между координатами спутника и планеты или между координатами двух спутников. Вычисление прямоугольных планетоцентрических координат и скорости спутника. Вычисление оскулирующих элементов кеплеровской орбиты спутника на заданные моменты времени. Использование различных шкал времени и систем координат. Вычисление эфемерид для ряда моментов времени, заданных начальным моментом, шагом по времени и количеством моментов. Вычисление эфемерид для ряда моментов, заданных сразу целой таблицей произвольных моментов. Вычисление отклонений результатов наблюдений от эфемерид ("O-C"). При этом результаты наблюдений вводятся сразу целой таблицей, а после выдачи отклонений предоставляются также статистические характеристики ошибок наблюдений. Моделирование взаимного затмения двух спутников, то есть вычисление разностей гелиоцентрических угловых координат двух спутников для моментов их взаимных затмений с учетом времени прохождения света от затмевающего спутника до затмеваемого и от затмеваемого спутника до наземного наблюдателя. На чем основаны эфемериды. Наши компьютерные программы вычисления эфемерид основаны на самых точных теориях движения спутников планет, используют самые совершенные методы вычислений. Параметры движения спутников определены на основе всех имеющихся в мире наблюдений. Новые модели орбит всех далеких спутников Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна построены в результате оригинальной работы независимо от других авторов на основе всех опубликованных наблюдений численным интегрированием уравнений движения. Эфемериды спутников Марса также вычисляются по оригинальной теории движения (Kudryavtsev и др.). Для остальных спутников реализованы наиболее совершенные теории и модели движения, построенные разными авторами в мире. Список применяемых теорий и моделей движения для каждого спутника смотите ЗДЕСЬ. Необходимость и оригинальность предлагаемой эфемеридной службы. Разработка, реализация в виде вычислительных программ теорий движения небесных тел и определение параметров орбит из наблюдений представляют собой весьма сложные процедуры. Неточности теорий, погрешности методов вычислений неизбежны. Кроме того, любая модель движения спутника основана на определенном составе наблюдений, который становится неполным при появлении новых наблюдений. Наличие нескольких независимых моделей движения спутников на основе наблюдений при их взаимном контроле позволило бы всегда иметь наиболее адекватные наблюдениям представления о движении спутников и достоверные эфемериды. Это обстоятельство послужило обоснованием для выполнения работы по созданию новых моделей движения спутников планет на основе наблюдений. В средствах вычисления эфемерид используются наши оригинальные теории и модели движения для всех далеких спутников планет, включая все открытые за последние 7 лет новые спутники. Эфемериды спутников Марса также вычисляются по оригинальной теории движения (Kudryavtsev и др., 1997). Используются также новые модели движения некоторых близких спутников Юпитера. В мире уже существуют реализации теорий движения в виде эфемеридных средств для различных групп спутников планет. Наиболее полно спутники представлены в системе вычисления эфемерид HORIZONS (Giorgini, 1996), разработанной в Jet Propulsion Laboratory (JPL). Эфемериды далеких спутников больших планет доступны также на Web-сервере Центра малых планет MPC (Minor Planet Center). Предлагаемый сервер MULTI-SAT создан в Институте небесной механики и вычисления эфемерид (IMCCE) на основе эфемеридного сервера Отдела небесной механики ГАИШ и поддерживается совместно IMCCE и ГАИШ. Он используется во многих учреждениях мира. Ссылки на цитированные публикации. Giorgini J.D., Yeomans D.K., Chamberlin A.B., et al. JPL's On-Line Solar System Data Service. Bulletin of the American Astronomical Society. 1996. V. 28. P. 1158. Kudryavtsev S.M., Kolyuka Y.F., Tikhonov V.F. New Analytical Theory of Motion of Phobos and Deimos for Navigation Support of Mission to Mars. ESA SP-403: Proceedings of the 12th International Symposium on Space Flight Dynamics. 1997. P. 377-382.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЭФЕМЕРИДЫ СПУТНИКОВ ПЛАНЕТ - PHE-SAT

Специальные видимые комбинации небесных тел. Использование наблюдений спутников во время некоторых видимых явлений служит повышению точности астрометрических данных. Поиск таких случаев - сложный, но продуктивный путь получения новой информации о движении спутников планет. Особенность наблюдений заключается в том, что явления редки, кратковременны и происходят в строго определенные моменты времени. Поэтому необходимы специальные эфемериды . Служба естественных спутников планет предлагает эфемериды следующих явлений. Наблюдения соорбитальных спутников Сатурна. Известна проблема наблюдений соорбитальных спутников Сатурна -- Янус -- Эпиметей. Эти спутники имеют интересную динамику: либрации (взаимные сближения вдоль орбиты) с периодом 8 лет. Высокая чувствительность периода и амплитуды либрации к значениям масс спутников позволяет определять их массы из астрометрических наблюдений. Трудность заключается в близости яркого кольца Сатурна. Наблюдать эти спутники можно только во время видимого исчезновения кольца –- один раз за 14 лет. В работе (Nicholson et al., 1992) был предложен оригинальный метод и проведены дополнительные наблюдения Януса и Эпиметея. Наблюдения предлагается проводить с инфракрасном фильтром в линии поглощения метана. Сатурн через этот фильтр не виден, но спутники и яркое кольцо получаются на снимке. Новая идея заключается в том, чтобы заслонить край кольца невидимым телом Сатурна. При редких обстоятельствах (два небольших периода за 14 лет) можно получить снимки и измерить координаты Януса и Эпиметея относительно главных спутников Сатурна. Такой же метод применен при наблюдениях близких спутников Сатурна, опубликованных в работе (Scharringhausen et al. 2003). Необходимы предвычисления обстоятельств, при которых возможны такие наблюдения. Детальные эфемериды на подходящие эпохи предлагаются в специальном разделе службы естественных спутников планет. Наблюдения взаимных покрытий и затмений спутников. Ценным источником астрометрических данных являются взаимные покрытия и затмения главных спутников планет. Орбиты этих спутников лежат примерно в одной плоскости, и два раза за период обращения планеты вокруг Солнца линии, соединяющие планету с Солнцем и с Землей, на некоторое время располагаются вблизи плоскостей орбит спутников. В эти эпохи примерно три-пять раз в неделю для наземного наблюдателя изображения двух спутников могут взаимно пересекаться в течение пяти-пятнадцати минут. Настолько же часто один спутник может на несколько минут попадать в тень от другого спутника. Суммарная яркость спутников в течение взаимного покрытия или яркость затмеваемого спутника в течение взаимного затмения уменьшается. Этот спад яркости существенно зависит от положения спутников. В результате наземной фотометрии получаются кривые спада яркости, а физическая модель явления позволяет вывести из фотометрических данных разности наблюдаемых планетоцентрических координат спутников (Емельянов, 2003), по которым уточняются их орбиты. Из-за того, что описанные явления редки и происходят точно в определенные минуты, для организации наблюдений нужно заранее знать, когда открывать затвор фотометра или ПЗС-камеры. Следовательно, необходимы специальные эфемериды взаимных покрытий и затмений спутников планет. Такие эфемериды уже вычислялись и публиковались ранее (Емельянов и др., 2003; Емельянов, 1996; Емельянов, 2002). Ближайшая эпоха рассматриваемых явлений наступит в 2007 году - будут происходить взаимные покрытия и затмения главных спутников Урана. Это бывает раз в 42 года. Эфемериды этих явлений размещены на Web-страницах службы естественных спутников планет.   Ссылки на цитированные публикации. Nicholson P.D., Hamilton D.P., Matthews K., Yoder C.F. New observations of Saturn's coorbital satellites. Icarus. 1992. V. 100, n. 2, p. 464-484. Scharringhausen B.R., Nicholson P.D., Brandl B., Hayward T.L., Dekany R.G., Troy M., Bloemhof E.E. Adaptive optics observations of small moons of Saturn. Icarus. 2003. V. 162. N. 2. P. 385-390. Емельянов Н.В. Взаимные покрытия и затмения в системе Галилеевых спутников Юпитера в 1997-1998 годах. Астрон. вестн. 1996. Т. 30. N. 5. С. 413-421. Емельянов Н.В. Взаимные покрытия и затмения Галилеевых спутников Юпитера в 2002-2003 годах. Астрон. вестн. 2002. Т. 36. N. 4. С. 379-380. Емельянов Н.В. Метод обработки фотометрических наблюдений взаимных покрытий и затмений спутников планет. Астрон. вестн. 2003. Т. 37. N. 4. С. 344-355.