Transit von Phobos vom Mars - Transit of Phobos from Mars
Ein Transit von Phobos über die Sonne , vom Mars aus gesehen, findet statt, wenn Phobos direkt zwischen der Sonne und einem Punkt auf der Marsoberfläche vorbeigeht und einen großen Teil der Sonnenscheibe für einen Beobachter auf dem Mars verdeckt. Während eines Transits kann Phobos vom Mars aus als eine große schwarze Scheibe gesehen werden, die sich schnell über die Sonnenseite bewegt. Gleichzeitig bewegt sich der Schatten ( Antumbra ) von Phobos über die Marsoberfläche.
Das Ereignis könnte auch als eine besonders schnelle und flache ringförmige Sonnenfinsternis von Phobos angesehen werden.
Transit
Ein Transit von Phobos vom Mars dauert normalerweise nur etwa dreißig Sekunden, aufgrund der sehr schnellen Umlaufzeit des Mondes von etwa 7,6 Stunden.
Da Phobos in der Nähe des Mars und in Übereinstimmung mit seinem Äquator kreist, finden an den meisten Tagen des Marsjahres irgendwo auf dem Mars Transite von Phobos statt. Seine Bahnneigung beträgt 1,08°, so dass die Breite seines auf die Marsoberfläche projizierten Schattens eine jahreszeitliche Variation aufweist, die sich im Laufe eines Marsjahres von 70,4° S auf 70,4° N und wieder zurück bewegt. Phobos ist dem Mars so nahe, dass es südlich von 70,4°S oder nördlich von 70,4°N nicht sichtbar ist; an einigen Tagen im Jahr verfehlt sein Schatten die Oberfläche vollständig und fällt nördlich oder südlich des Mars.
An jedem geographischen Ort auf der Marsoberfläche gibt es in einem Marsjahr zwei Intervalle, in denen der Schatten von Phobos oder Deimos seinen Breitengrad durchquert. Während jedes dieser Intervalle können Beobachter an diesem geografischen Ort etwa ein halbes Dutzend Phobos-Transite sehen (im Vergleich zu null oder einem Transit von Deimos ). Transite von Phobos finden während des Marsherbstes und -winters in der jeweiligen Hemisphäre statt; in der Nähe des Äquators treten sie um die Tagundnachtgleichen im März und September auf , während sie weiter vom Äquator entfernt zur Wintersonnenwende stattfinden .
Beobachter in hohen Breiten (aber weniger als 70,4°) werden für Phobos einen merklich kleineren Winkeldurchmesser sehen, da sie deutlich weiter davon entfernt sind als Beobachter am Äquator des Mars. Infolgedessen bedecken die Transite von Phobos für solche Beobachter weniger der Sonnenscheibe. Da er den Mars so nahe umkreist, kann Phobos nicht nördlich von 70,4°N oder südlich von 70,4°S gesehen werden; Beobachter in solchen Breiten werden offensichtlich auch keine Transite sehen.
Mars Rover Opportunity Rover fotografierte Phobos-Transite am 7., 10. und 12. März 2004. In den Bildunterschriften unten zeigt die erste Reihe die Erdzeit UTC und die zweite Reihe die lokale Sonnenzeit des Mars .
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| 02:46:23 08:16:41 |
02:46:33 08:16:51 |
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| 07:36:28 11:04:23 |
07:36:38 11:04:32 |
07:36:48 11:04:42 |
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| 13:40:47 15:42:35 |
13:40:57 15:42:44 |
13:41:07 15:42:54 |
13:41:17 15:43:04 |
Die Daten in den folgenden Tabellen werden mit JPL Horizons generiert . Es gibt eine kleine Diskrepanz mit den Zeiten, die für die obige Bilderserie angegeben wurden. Dies kann auf Ungenauigkeiten der von JPL Horizons verwendeten Ephemeridendaten zurückzuführen sein; auch die JPL Horizons-Daten geben die lokale scheinbare Sonnenzeit an, während die oben angegebenen Zeiten wahrscheinlich eine Form der mittleren Sonnenzeit sind (und daher wäre ein Teil der Diskrepanz auf das Mars-Äquivalent der Zeitgleichung zurückzuführen ).
| Dauer Erdzeit ( UTC ) |
Dauer (lokale Sonnenzeit) |
Mindestens trennen. |
Phobos ang. Durchm. |
Sun ang. Durchm. |
Sonne alt. |
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| frühere Transite fanden Ende April 2003 – Anfang Mai 2003 statt | |||||
| 7. März 2004 (02:46:25 – 02:46:54) |
08 18 32 – 08 19 00 | 671" | 779,2" | 1230.7" | 34,6° |
| 8. März 2004 (01:39:58 – 01:40:31) |
06 35 36 – 06 36 08 | 517" | 665,0" | 1229.8" | 8,9° |
| 10. März 2004 (07:36:33 – 07:37:07) |
11 06 16 – 11 06 49 | 114" | 908.4" | 1227,6" | 76,3° |
| 11. März 2004 (14:47:15 – 14:47:53) |
17 27 19 – 17 27 56 | 193" | 669,4" | 1226.3" | 8,0° |
| 12. März 2004 (13:41:02 – 13:41:38) |
15 44 38 – 15 45 13 | 64" | 784,5" | 1225,5" | 33,7° |
| 13. März 2004 (12:30:00 – 12:30:28) |
13 57 16 – 13 57 42 | 625" | 880.4" | 1224,6" | 60,4° |
| die nächste Transitserie fand in der zweiten Märzhälfte 2005 statt | |||||
Bilder des Schattens
Gesehen aus dem Orbit, die Penumbra kann Schatten Phobos gesehen wird schnell über die Marsoberfläche zu bewegen. Dieser Schatten auf der Marsoberfläche wurde bei vielen Gelegenheiten von Mars Global Surveyor fotografiert .
Wikinger 1
In den 1970er Jahren fotografierten auch der Viking 1 Lander und Orbiter den Schatten. Der Lander entdeckte den Halbschatten von Phobos, der darüber strich. Dies wurde nur als leichtes Abdunkeln des Umgebungslichts erkannt; die Viking 1 Lander-Kamera hat die Sonne nicht abgebildet. Der Schatten brauchte etwa 20 Sekunden, um den Lander zu passieren, und bewegte sich mit etwa 2 km/s. Der Schatten wurde gleichzeitig vom Viking 1 Orbiter aufgenommen, was es ermöglichte, die Position des Landers in den Orbiterbildern zu lokalisieren.
Bild vom 26. August 1999
Mit der Ankunft des Mars Global Surveyor und seiner hochauflösenden Mars Orbital Camera im Jahr 1997 wurden weitaus detailliertere Bilder des Schattens aufgenommen . Ein solches Bild wurde am 26. August 1999 aufgenommen und zeigt den Schatten in hoher Auflösung. Dieses Bild wurde in einer Pressemitteilung der NASA vom 1. November 1999 vorgestellt.
Wenn wir Karten des Mars untersuchen, sehen wir, dass der Schatten bei etwa 10,9 ° N 49,2 ° W zentriert ist.
Wir können auch die Originalbilddateien unter M04-03241 (rot) und M04-03242 (blau) einsehen, die Teil der Galerie von MOC Wide-Angle Images, Region Lunae Palus, Subphase M04 sind. Die " Bildstartzeit " war 03:26:13.01 UTC , die "Zeilenintegrationszeit" beträgt 80,4800 Millisekunden und der "Downtrack-Summierungsfaktor" beträgt 4. Da der Schatten bei 6400 Pixeln vom unteren Rand der ursprünglichen 10800- pixelhohes Bild (Mars Global Surveyor hatte eine sonnensynchrone Süd-Nord-Umlaufbahn), addieren wir (6400 × 0,08048 × 4) = 2060,3 Sekunden = 34 Minuten 20,3 Sekunden, um eine Zeit von 04:00:33,3 UTC zu erhalten für die Mitte des Schattens. Wenn wir die Längen- / Breiten- / Höhenkoordinatenwerte -310.8,10.9,0 in JPL Horizons eingeben, sehen wir, dass die vorhergesagte Zeit des mittleren Transits 04:00:36 UTC war , in perfekter Übereinstimmung innerhalb des Fehlers der Bestimmung des genauen Längen- und Breitengrades der Mitte des Schattens. Dies war ungefähr 14:41 Uhr lokaler Sonnenzeit auf dem Mars, und die Höhe der Sonne war 46,5° über dem Horizont. JPL Horizons zeigt auch, dass am 26. August 1999 die Entfernung zwischen Erde und Mars 9,6 Lichtminuten betrug.
Andere Bilder
Es gibt viele Dutzend anderer Bilder des Schattens, aber diese haben eine viel niedrigere Auflösung (um den Faktor 27/4). Drei solcher Bilder werden in der Pressemitteilung der NASA vom 1. November 1999 gezeigt.
Die auf den Fotos in der NASA-Pressemitteilung aufgedruckten Zeitstempel entsprechen nicht dem tatsächlichen Zeitpunkt, zu dem der Schatten aufgenommen wurde, sondern stellen die "Bildstartzeit" eines vertikal viel größeren Originalbildes dar. Mars Global Surveyor umkreist den Mars in einer sonnensynchronen polaren Umlaufbahn mit einer Umlaufzeit von 117,65 Minuten, bewegt sich dabei vom Südpol zum Nordpol und richtet seine Kamera kontinuierlich gerade nach unten. Das Ergebnis ist ein Bild in Form eines sehr langen dünnen vertikalen Streifens, bei dem die Pixel im oberen Teil des Bildes fast eine Stunde nach denen im unteren Teil des Bildes abgebildet werden. Im Prinzip könnte das Bild bis zu 43200 Pixel hoch sein, aber "Downtrack Summing" wird verwendet, um benachbarte Zeilen zusammenzuführen. Beispielsweise bewirkt ein Downtrack-Summierungsfaktor von 27, dass alle 27 Zeilen zu einer verschmolzen werden, was zu einem 1600 Pixel hohen Bild führt. Um die tatsächliche Zeit zu bestimmen, zu der der Phobos-Schatten aufgenommen wurde, ist es also notwendig, das Originalbild zu lokalisieren und zu messen, wie viele Pixel vom unteren Rand des Bildes entfernt der Schatten gefunden wird, und den entsprechenden Offset zur Bildstartzeit hinzuzufügen.
Zum Beispiel untersuchen wir das mit dem Zeitstempel 1 September 1999 20:13:05 (UTC) gekennzeichnete Bild. Wir haben die Originalbilder M07-00166 (rot) und M07-00167 (blau), Teil der Galerie von MOC Global-Map Images, Subphase M07. Der Schatten liegt bei etwa 14°N 236°W.
In diesem Fall beträgt die Bildstartzeit 20:13:04,69 UTC , die Zeilenintegrationszeit 80,48 Millisekunden und der Downtrack-Summierungsfaktor beträgt 27. Der Schatten ist etwa 8 Pixel hoch, zentriert bei 993 Pixeln vom unteren Rand der ursprünglichen 1600 -pixelhohes Bild. Wir addieren (993 × 0,08048 × 27) = 2157,75 Sekunden = 35 Minuten 57,75 Sekunden, um eine Zeit von 20:49:02,4 UTC für die Mitte des Schattens zu erhalten.
Die Eingabe der Längen-/Breiten-/Höhen-Koordinatenwerte -124,14,0 in JPL Horizons ergibt eine erwartete Zeit von 20:49 für den Transit, was wiederum gut übereinstimmt. Am 1. September 1999 betrug die Entfernung zwischen Erde und Mars 9,9 Lichtminuten.
Andere Beobachtungen
Transite von Phobos im Jahr 2019 wurden als vorübergehender Abfall der Stromdaten der Solaranlage des InSight-Landers erkannt. Damals wurden die Daten nur in 30-sekündigen Intervallen erfasst, und so wurden die Ereignisse nur als Einzelstichprobeneinbrüche von wenigen bis einigen zehn Prozent aufgezeichnet.
Während der Transite im Frühjahr 2020 wurden alle Instrumente an Bord von InSight mit voller Abtastrate und einer leichten Neigung des hochempfindlichen Seismometers aufgezeichnet, sowie ein Rückgang der Sonneneinstrahlung und ein Rückgang der Oberflächentemperatur um 2 K. Die Neigung des Seismometers wurde durch die Kontraktion des Bodens aufgrund des Temperaturabfalls verursacht; überall außer im Schatten die thermische Abschirmung um das Seismometer.
Siehe auch
- Astronomie auf dem Mars
- Liste der Missionen zu den Monden des Mars
- Sonnenfinsternisse auf dem Mars
- Transit des Deimos vom Mars
- Transit der Erde vom Mars
- Merkurtransit vom Mars
Verweise
Weiterlesen
- J. Bell, M. Lemmon, M. Wolff, Transits of Mars I and II , IAU Circ., 8298, 2 (2004).
[1]( TeX DVI-Datei befindet sich unter [2] ).
Externe Links
- Phobos beim Marstransit von Curiosity Rover auf YouTube beobachtet
- JPL Horizons (muss die Telnet-Schnittstelle für Nicht-Erdbeobachtungspunkte verwenden)
- Gelegenheits -Bildergalerie: Sol 42 (kleine Bilder des Weidedurchgangs vom 7. März 2004 befinden sich oben auf der Seite).
- Gelegenheits -Bildergalerie: Sol 45 (kleine Bilder des Transits vom 10. März 2004 befinden sich in der Mitte der Seite).
- Gelegenheits -Bildergalerie: Sol 47 (kleine Bilder des Transits vom 12. März 2004 befinden sich am Ende der Seite).
- Animation vom 10. März 2004 Transit