Mars omloppsbana

Mars omloppsbana i förhållande till banorna för planeterna i det inre solsystemet

Mars har en bana med en halvstor axel på 1,524 astronomiska enheter (228 miljoner km) och en excentricitet på 0,0934. Planeten kretsar runt solen på 687 dagar och färdas 9,55 AU på det sättet, vilket gör den genomsnittliga omloppshastigheten 24 km/s.

Excentriciteten är större än för alla andra planeter utom Merkurius, och detta orsakar en stor skillnad mellan aphelion och perihelion avstånd - de är 1,6660 och 1,3814 AU. ^{[ citat behövs ]}

Förändringar i omloppsbanan

Mars är mitt uppe i en långsiktig ökning av excentricitet. Den nådde ett minimum av 0,079 för cirka 19 årtusenden sedan och kommer att nå en topp på cirka 0,105 efter cirka 24 årtusenden från och med nu (och med perihelionavstånd på bara 1,3621 astronomiska enheter ). Banan är ibland nära cirkulär: den var 0,002 för 1,35 miljoner år sedan och kommer att nå ett liknande minimum 1,05 miljoner år in i framtiden. ^{[ förtydligande behövs ]} Den maximala excentriciteten mellan dessa två extrema minima är 0,12 på cirka 200 tusen år.

Oppositioner

Mars når opposition när det är 180° skillnad mellan dess geocentriska longituder och solen. Vid en tidpunkt nära opposition (inom 8½ dagar) är avståndet Jorden–Mars så litet som det kommer att bli under den synodiska perioden på 780 dagar . Varje opposition har en viss betydelse eftersom Mars är synlig från jorden hela natten, högt och fullt upplyst, men de av särskilt intresse inträffar när Mars är nära perihelion, eftersom det är då Mars också är närmast jorden. En perihelisk opposition följs av en annan antingen 15 eller 17 år senare. Faktum är att varje opposition följs av en liknande en 7 eller 8 synodiska perioder senare, och av en mycket liknande en 37 synodiska perioder (79 år) senare. I den så kallade periheliska oppositionen är Mars närmast solen och är särskilt nära jorden: Motstånden varierar från cirka 0,68 AU när Mars är nära aphelion till endast cirka 0,37 AU när Mars är nära perihelion.

Nära närmar sig jorden

Mars kommer närmare jorden mer än någon annan planet förutom Venus som närmast – 56 miljoner km är det närmaste avståndet mellan Mars och jorden, medan det närmaste Venus kommer till jorden är 40 miljoner km. Mars kommer närmast jorden vartannat år, runt tiden för dess motstånd, när jorden sveper mellan solen och Mars. Extra nära motsättningar av Mars inträffar vart 15:e till 17:e år, när vi passerar mellan Mars och solen vid tiden för dess perihelion (närmast solen i omloppsbana). Minimiavståndet mellan jorden och Mars har minskat under åren, och 2003 var minimiavståndet 55,76 miljoner km, närmare än något sådant möte på nästan 60 000 år (57 617 f.Kr.). Rekordminsta avstånd mellan jorden och Mars år 2729 kommer att vara 55,65 miljoner km. År 3818 kommer rekordet att stå på 55,44 miljoner km, och avstånden kommer att fortsätta minska i cirka 24 000 år.

Historisk betydelse

Johannes Keplers (1571–1630) arbete, en tysk astronom, var den rådande uppfattningen att solen och planeterna kretsade runt jorden. År 1543 Nicolaus Copernicus föreslagit att alla planeter kretsade i cirklar runt solen, men hans teori gav inte särskilt tillfredsställande förutsägelser och ignorerades till stor del. När Kepler studerade sin chef Tycho Brahes observationer av Mars position på himlen under många nätter, insåg Kepler att Mars bana inte kunde vara en cirkel. Efter år av analys upptäckte Kepler att Mars bana sannolikt var en ellips , med solen i en av ellipsens brännpunkter . Detta ledde i sin tur till Keplers upptäckt att alla planeter kretsar runt solen i elliptiska banor, med solen i en av de två brännpunkterna. Detta blev den första av Keplers tre lagar för planetrörelse .

Noggrannhet/förutsägbarhet

Ur alla utom de mest krävandes perspektiv är Mars väg enkel. En ekvation i astronomiska algoritmer som antar en ostörd elliptisk bana förutsäger perihel- och apheliontiderna med ett fel på "några timmar". Att använda orbitalelement för att beräkna dessa avstånd överensstämmer med faktiska medelvärden till minst fem signifikanta siffror. Formler för beräkning av position direkt från orbitala element ger eller behöver vanligtvis inte korrigeringar för effekterna av andra planeter.

För en högre nivå av noggrannhet krävs störningar av planeter. Dessa är välkända och tros vara tillräckligt väl modellerade för att uppnå hög noggrannhet. Dessa är alla organ som måste beaktas för även många krävande problem. När Aldo Vitagliano beräknade datumet för nära marsinflygningar i det avlägsna förflutna eller framtiden, testade han den potentiella effekten som orsakades av osäkerheterna i asteroidbältsmodellerna genom att köra simuleringarna både med och utan de tre största asteroiderna, och fann att effekterna var försumbara .

Observationerna är mycket bättre nu, och rymdålderns teknik har ersatt de äldre teknikerna. E. Myles Standish skrev: "Klassiska efemerider under de senaste århundradena har helt och hållet baserats på optiska observationer: nästan uteslutande transittider för meridiancirklar. Med tillkomsten av planetradar, rymdfarkostuppdrag, VLBI, etc., är situationen för de fyra inre planeterna har förändrats dramatiskt." (8.5.1 sida 10) För DE405, skapad 1995, lades optiska observationer bort och som han skrev "initierade förhållanden för de fyra inre planeterna justerades till avståndsdata primärt..." Felet i DE405 är känt för att vara cirka 2 km och är nu sub-kilometer.

Även om störningarna på Mars av asteroider har orsakat problem, har de också använts för att uppskatta massorna av vissa asteroider. Men att förbättra modellen av asteroidbältet är av stor oro för dem som kräver eller försöker tillhandahålla efemerider med högsta noggrannhet.

Orbital parametrar

Inte mer än fem signifikanta siffror presenteras i följande tabell över Mars orbitalelement . Till denna precisionsnivå stämmer siffrorna mycket väl överens med VSOP87-elementen och beräkningar härledda från dem, såväl som Standishs (av JPL) 250-åriga bästa passform, och beräkningar som använder Mars faktiska positioner över tid .

Avstånd och excentricitet	(AU)	(miljoner km)
Halvhuvudaxel	1,5237	227,9
Perihelium	1,3814	206,7
Aphelion	1,6660	249,2
Genomsnitt	1,5303	228,9
Omkrets	9,553	1429
Närmast närmande till jorden	0,3727	55,76
Längst avstånd från jorden	2,675	400,2
Excentricitet	0,0934
Vinklar	(°)
Lutning	1,850
Period	(dagar)	(år)
Orbital	687,0	1,881
Synodisk	779,9	2,135
Fart	(km/s)
Genomsnitt	24.1
Maximal	26,5
Minimum	22,0