Как можно было бы рассчитать параметры орбиты планеты по луне этой планеты?

Когда вы вращаетесь вокруг газового гиганта, будет казаться, что он меняет свою фазу, увеличиваясь и уменьшаясь, в течение одной лунной орбиты (назовем это «месяцем»), точно так же, как это кажется Луне Земли.

Давайте представим, что ваше первое наблюдение касается растущей полупланеты. Во время наблюдения вы заметили, что УГОЛ края тени (терминатора) поперек Луны точно совпадает с вертикальной линией полуденного солнца.

Однако через месяц угол наклона Солнца относительно планеты изменится из-за наклона солнечной орбиты планеты. Поскольку вы сказали нам, что на Луне угол полуденного солнца не изменится в течение года (очень своеобразное, неестественное расположение, которое оказывается чрезвычайно полезным), мы можем использовать его в качестве эталона для измерения угла СЛЕДУЮЩЕЙ растущей половины. планета терминатор.

Вот анимация Земли, которая делает именно это в течение 12 месяцев: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:XEphem-sunset-animation.gif#/media/File:XEphem-sunset-animation.gif

Если бы это была круговая орбита, обнаруженное изменение угла позволило бы вычислить наклонение орбиты планеты, предполагая, что известно, сколько «месяцев» составляет «год» (планетарная орбита).

Вычисление эксцентриситета орбитального эллипса требует вышеуказанной информации ПЛЮС дополнительные наблюдения. КОЛИЧЕСТВО угловых изменений, обнаруживаемых каждый месяц в терминаторе планеты, будет ИЗМЕНЯТЬСЯ в зависимости от эксцентриситета орбиты. По мере того, как планета достигает наименьшего радиуса орбиты, угловое изменение будет происходить все быстрее и быстрее по мере увеличения орбитальной скорости планеты. Затем он будет замедляться после этой точки, пока не достигнет своего самого дальнего орбитального радиуса, где орбитальная скорость будет самой низкой. Законы Кеплера были бы хорошим местом, чтобы получить представление об этой части. https://en.wikipedia.org/wiki/Кеплер%27s_laws_of_planetary_motion

Обратите внимание, что после полного оборота планеты (один год) угол терминатора планет вернется к исходному измерению, как и ровно год назад.

На самом деле я не пытался вычислить формулу для всего этого; но я подозреваю, что эта базовая система дедукции предоставит вам необходимую информацию об эксцентриситете (где они находятся на эллиптической орбите, сколько месяцев зимы ожидать и т. д.), просто отмечая изменения угла терминатора планеты, каждый месяц.

Это НЕ даст все об орбите, например, радиус орбиты. Он также не учитывает такие вещи, как время, необходимое для того, чтобы лунная погода стала теплой и прохладной.

Это вопрос измерения, и зависит от того, какое оборудование у вас есть для проведения измерений. Если вы застряли с телескопами и секстантами, вам, возможно, придется смотреть очень долго. Нам пришлось ждать прохождения Венеры, чтобы точно измерить наше расстояние до Солнца в 1769 году .

Благодаря более продвинутым технологиям вы можете получить ответы гораздо быстрее. Мы измерили расстояние до планет земной группы в нашей Солнечной системе с помощью радара . Вполне возможно, что большой радар сможет составить карту системы и установить параметры орбиты за несколько дней, а то и недель.

С помощью спектрального анализа вы можете измерить красное/синее смещение родительской звезды, чтобы определить свое движение к ней или от нее.

Кроме того, помните об ошибке! Все измерения имеют погрешность. Иногда вы можете определить погрешность ваших измерений. Чем дольше вы наблюдаете и чем больше измерений делаете, тем больше уверенности вы можете иметь в своих выводах. Вы можете проводить больше измерений каждый день и улучшать свои модели.

Я не думаю, что пребывание на Луне усложняет задачу. Он добавляет один или два дополнительных шага, но не меняет требуемую технологию или математику.

«Весь смысл в том, чтобы определить, когда закончится зима и насколько суровой она будет».

Вам просто нужно считать дни и видеть, когда наступает зима несколько лет подряд. В нашей истории это сделали древние египтяне за тысячи лет до того, как слово orbitбыло придумано.