Возможная идея моделирования орбитальной механики с использованием данных JPL [закрыто]

Мне нужно написать исследовательское эссе, и я решил написать его по орбитальной механике, где я буду использовать данные из Лаборатории реактивного движения для проведения эксперимента (моделирования).

Я думал использовать данные о местонахождении Меркурия, чтобы показать недостатки ньютоновской механики. Дело в том, что эссе должно быть более оригинальным, чем просто демонстрация недостатков ньютоновской механики (по которой уже написано много статей по этой теме), поэтому, если кто-нибудь знает о расширении, которое я мог бы сделать, или какие-либо другие идеи о том, что я мог бы сделать с этим данные? (Я думаю, что у него есть почти вся информация, необходимая для проведения любого моделирования). Я также думал о том, чтобы смоделировать ускорение гравитации или продемонстрировать законы Кеплера, но опять же, мое эссе должно быть более оригинальным (мне нужно проанализировать данные, чтобы продемонстрировать что-то полезное, а не просто проверить законы Кеплера, например). Так что, если у кого-то есть дополнения к этим идеям, например, не просто смоделировать помощь гравитации, но показать, как эффект некоторой переменной может максимизировать изменение скорости (хотя это довольно распространенная тема, и я думаю, что было бы довольно сложно сделать такую ​​точную симуляцию). Я был бы очень признателен за это. . Я также думал о том, как данные орбитальной механики можно использовать для поиска невидимых объектов (например, как было предсказано существование Нептуна до того, как он был открыт), так что, возможно, это может быть другая идея.

Добро пожаловать на сайт @AlexanderIvanov. К сожалению, ваш вопрос недостаточно сфокусирован, чтобы на него можно было ответить, поэтому он не по теме и, скорее всего, будет закрыт. Если у вас есть конкретные вопросы о том, как реализовать некоторые из ваших идей, не стесняйтесь задавать их, и удачи вам в написании эссе.
@GdD и все же есть два ответа...
@ukh - и это потенциально нехорошо...

Ответы (2)

Что касается любого исследования, то первый вопрос, на который вы должны ответить для себя: «Сколько времени у меня реально есть и что произойдет, если я не закончу это исследование вовремя?»

Организация

Похоже, ваш кругозор довольно широк. Исходя из своего опыта, я бы рекомендовал организовать ваши исследовательские идеи в последовательные этапы. Каждый шаг ведет к следующему шагу вашего исследования. Я подчеркну, что первый шаг вашего исследования должен быть простым, например, «загрузить эфемериды в мой скрипт Python и запросить их».

Эмпирическое правило π - правило: возьмите свою первую оценку времени выполнения какой-либо задачи и умножьте ее на π . Если вы впервые работаете над этой задачей, умножьте на π 2 . Например, если вы думаете, что это один рабочий день, а вы никогда раньше этого не делали, ожидайте больше, например, 9,8 дней.

Заранее подумайте, как вы представите результаты своего исследования. Это будут сюжеты? Если это так, спланируйте название сюжетов еще до того, как приступите к какой-либо технической работе. Какой контекст потребуется для этих сюжетов?

Исследовательские идеи

Орбита Меркурия - интересная тема!

К счастью для любого проектировщика миссии и навигатора космического корабля, НАСА публикует положение всех планет, большинства лун и ряда астероидов. Эти данные доступны бесплатно: https://ssd.jpl.nasa.gov/?ephemerides . Вы можете либо запросить базу данных HORIZONS с определенным временем и «наблюдателем», либо загрузить один из файлов эфемерид BSP (по-моему, последняя версия — de438.bsp, но de405.bsp по-прежнему очень часто используется, несмотря на то, что он несколько лет).

Вот несколько разных идей:

  • Сравните истинное положение Меркурия, рассчитанное НАСА, и моделирование астрономической динамики, в котором вы игнорируете релятивистские эффекты и массу любого другого объекта в Солнечной системе.
  • Затем используйте уже существующее программное обеспечение для динамики N тел и рассчитайте орбиту Меркурия, предполагая две или три наиболее влиятельные массы (я бы предположил, что это Солнце, Венера и Юпитер, но проверьте максимальное гравитационное притяжение, которое каждая планета может произвести на Меркурий). если бы он был как можно ближе к нему).
  • Наконец, распространите это на другие планеты.

Гравитация помогает

Две переменные определяют полезность помощи гравитации. Во-первых, масса объекта, который вы будете использовать, а во-вторых, радиус прохождения периапсида вокруг этой планеты. Это более подробно объясняется на этой странице НАСА , но я бы также рекомендовал поискать доктора Кейт Дэвис, которая преподает проектирование межпланетных миссий в Колорадском университете в Боулдере. Я думаю, что в Интернете есть раздаточный материал в формате PDF, который объясняет расчеты.

Суть гравитационного маневра заключается в передаче части энергии планеты вашему космическому кораблю. Следовательно, чем больше масса планеты, тем больше у нее энергии, и, следовательно, тем больше вы можете «собрать». (в теории вы тоже немного тормозите планету, но на практике конечно цифры ничтожны). Следовательно, гравитационный ассист вокруг Меркурия был бы не таким уж интересным, а ассист вокруг Солнца — интересным! И был использован.

Удачи!

Вы можете изучить их прямо здесь, в Stack Exchange!

Отклонение от ньютоновской гравитации и других релятивистских эффектов:

Аномалия Пионер

Аномалия Flyby :

Соединения, затмения, покрытия, параллакс (не на Земле):

Минимун: