Efemérides del JPL: efecto de Saturno, Urano y Neptuno

Según Folkner (Folkner et al, 2014, The Planetary and Lunar Ephemerides DE430 and DE431, IPN Progress Report 42-196 • 15 de febrero de 2014), las efemérides del JPL consideran los siguientes efectos:

Las aceleraciones modeladas de cuerpos debidas a interacciones de masas puntuales con el campo gravitatorio de cuerpos no esféricos incluyen: (a) la interacción de los armónicos zonales de la Tierra (hasta el cuarto grado) y la masa puntual Luna, Sol, Mercurio, Venus, Marte , y Júpiter; (b) la interacción entre los armónicos zonales, sectoriales y teselares de la Luna (hasta el sexto grado) y la masa puntual de la Tierra, el Sol, Mercurio, Venus, Marte y Júpiter; (c) la armónica zonal de segundo grado del Sol (J2) interactuando con todos los demás cuerpos.

Sin embargo, en el sitio web de JPL Horizons se dice que se consideran los efectos de 8 planetas.

Pregunta: ¿Las efemérides de JPL Horizons consideran los efectos de Saturno, Urano y Neptuno?

ipnpr.jpl.nasa.gov/progress_report/42-196/196C.pdf parece ser el enlace si alguien quiere leer el documento original
Este texto aparece en una sección muy específica del documento titulada "Interacción de masas puntuales con cuerpos extendidos". Debido a que la Tierra no es esférica (está más cerca de un elipsoide), la gravedad de la Luna es más fuerte donde la Luna está más cerca, por lo que el efecto gravitatorio lunar no se puede modelar tratando a la Tierra y la Luna como masas puntuales. Aparentemente, extienden esto hasta Júpiter, pero no hasta Saturno. Supongo que Saturno está lo suficientemente lejos como para que pueda ser tratado como una masa puntual. Para las órbitas generales, se consideran los 8 planetas + Plutón (+ más).
Para las posiciones, como señala la página 2, "las perturbaciones de 343 asteroides se han incluido en el modelo dinámico", por lo que es mucho más completo.
@barrycarter No entendí. Para las posiciones toman los planetas como masas puntuales, pero hasta Júpiter toman en cuenta también el achatamiento?
Yo mismo podría estar entendiendo mal, pero: el efecto gravitacional de Júpiter varía ligeramente según el lugar de la Tierra en el que te encuentres. Esto tiene un efecto en la Tierra que hace algo más que mover el centro de masa. Estos son los efectos que tienen en cuenta.
¡Esta es una discusión muy interesante! En esta respuesta, incluí correcciones muy aproximadas para efectos de masa no puntual a masa puntual. Solo "encendí" selectivamente el J2 del Sol para Mercurio y el J2 de la Tierra para la Luna porque mi precisión numérica era baja, pero estas referencias discuten encender más J2 y también algunos momentos multipolares de orden superior.

Respuestas (1)

Las ecuaciones de movimiento de cómo se mueven los cuerpos en el Sistema Solar, que luego se ajustan a los datos de observación de posiciones y rangos para proporcionar las efemérides, involucran un conjunto anidado de efectos que dan cuenta de efectos cada vez más sutiles y más pequeños.

Como se detalla en la documentación para DE430 y DE431 y la introducción en la Sección III, estos son:

  1. la atracción gravitacional básica de N -cuerpos entre todos los cuerpos, tratados como masas puntuales
  2. los efectos del achatamiento no esférico del Sol (su figura tal como se describe) en los otros cuerpos del Sistema Solar
  3. los efectos de la forma estática no esférica de la Tierra y la Luna entre sí y en los planetas Mercurio a Júpiter
  4. los efectos de la forma variable en el tiempo (mareas) levantadas en la Tierra por el Sol y la Luna de vuelta en la órbita de la Luna.

Para 1. esta es una versión generalizada de la clásica fuerza/aceleración debida a 2 cuerpos F = GRAMO metro 1 metro 2 r 2 (por ejemplo, como en estas notas del curso ) pero ampliado para incluir múltiples (N) cuerpos ( ecuaciones de movimiento de N-cuerpos newtonianos ) y generalizado más allá de los efectos de la gravedad newtoniana para permitir que se incluya la relatividad general (el llamado post-newtoniano parametrizado). (PPN) métrica). Esta aceleración en un cuerpo en particular se suma a todo lo demás: el Sol, la Luna, los planetas Mercurio a Plutón y los 343 asteroides más grandes. Así que aquí es donde la declaración que cita

Sin embargo, en el sitio web de JPL Horizons se dice que se consideran los efectos de 8 planetas.

proviene de que todos los planetas (y más) están incluidos en las ecuaciones básicas de fuerza/aceleración.

Además de las ecuaciones básicas de 1., los efectos de los cuerpos de masa no esféricos y no puntuales se incluyen como se detalla en la Sección III B y que usted cita en su pregunta. Estos efectos son:

  1. la Tierra no esférica (hasta el 4º grado en la expansión armónica esférica de la Tierra no esférica) en la Luna, el Sol, los planetas Mercurio - Júpiter (todos tratados como masas puntuales)
  2. la Luna no esférica (hasta el sexto grado) sobre la Tierra, el Sol, los planetas Mercurio - Júpiter (todos tratados como masas puntuales)
  3. el efecto de la achatamiento de segundo orden del Sol en todo lo demás

Estos efectos van a ser mucho más pequeños que el efecto gravitatorio principal de 1. Por ejemplo, muy rara vez necesitamos tener en cuenta el j 2 efecto de la Tierra al calcular los efectos en las trayectorias de los objetos cercanos a la Tierra y este es el mayor de los efectos no esféricos (los armónicos más altos son aún más débiles). Un problema adicional es que no tenemos muy buenos datos de gravedad que revelen armónicos más altos para los planetas exteriores, ya que esto normalmente solo puede ser medido por naves espaciales en órbita cercana y Urano, Neptuno y Plutón solo han recibido breves sobrevuelos distantes. (Sospecho que pueden estar saliendo datos de gravedad adicionales para Saturno basados ​​en las órbitas del 'Gran Final' de la nave espacial Cassini, pero es probable que todavía se esté trabajando en base a estos resúmenes )

Efemérides del JPL: efecto de Saturno, Urano y Neptuno
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v