Posible idea para una simulación en mecánica orbital utilizando datos del JPL [cerrado]

Tengo que escribir un ensayo de investigación y he decidido escribirlo sobre mecánica orbital donde usaría datos del JPL para realizar un experimento (simulación).

Estaba pensando en usar los datos de ubicación de Mercurio para mostrar las fallas en la mecánica newtoniana. La cuestión es que el ensayo tiene que ser más original que simplemente demostrar las fallas en la mecánica newtoniana (que ya tiene muchos artículos escritos sobre el tema), así que si alguien sabe de una extensión que podría hacer o alguna otra idea de lo que podría hacer con esto ¿datos? (Creo que tiene casi toda la información necesaria para realizar cualquier tipo de simulación). También estaba pensando en hacer una simulación de un impulso de gravedad o demostrar las Leyes de Kepler, pero nuevamente mi ensayo tiene que ser más original (tengo que analizar los datos para demostrar algo útil con ellos, no solo verificar las Leyes de Kepler, por ejemplo). Entonces, si alguien tiene alguna extensión a estas ideas, como no solo simular una asistencia de gravedad sino mostrar cómo el efecto de alguna variable podría maximizar el cambio en la velocidad (aunque este es un tema bastante común y creo que sería bastante difícil hacer una simulación tan precisa) Lo agradecería mucho . También estaba pensando en cómo se podrían usar los datos de la mecánica orbital para la búsqueda de objetos invisibles (por ejemplo, cómo se predijo que existiría Neptuno antes de ser descubierto), así que tal vez esa podría ser otra idea.

Bienvenido al sitio @AlexanderIvanov. Desafortunadamente, su pregunta no está lo suficientemente enfocada para responder y, por lo tanto, está fuera de tema y es probable que se cierre. Si tiene preguntas específicas sobre cómo lograr algunas de sus ideas, no dude en hacerlas y buena suerte con su ensayo.
@GdD y, sin embargo, hay dos respuestas ...
@ukh - y eso potencialmente no es algo bueno ...

Respuestas (2)

En cuanto a cualquier investigación, la primera pregunta que debe responder por sí mismo es: "¿cuánto tiempo tengo realmente y qué sucede si no termino esta investigación a tiempo?"

Organización

Parece que su alcance es bastante amplio. Desde mi experiencia, recomendaría organizar sus ideas de investigación en pasos incrementales. Cada paso alimenta el siguiente paso de su investigación. Haré hincapié en que el primer paso de su investigación debe ser simple, por ejemplo, "cargue las efemérides en mi secuencia de comandos de Python y consúltelas".

Una regla general es la π -regla: tome su primera estimación de tiempo para completar alguna tarea y multiplíquela por π . Si es la primera vez que trabaja en este problema, multiplique por π 2 . Por ejemplo, si cree que es un día de trabajo y nunca lo ha hecho antes, espere más de 9,8 días.

Piense de manera preventiva en cómo presentará los resultados de su investigación. ¿Serán estas parcelas? Si es así, planifique la titulación de las parcelas incluso antes de iniciar cualquier trabajo técnico. ¿Qué tipo de contexto se necesitará para esas parcelas?

Ideas de investigación

¡La órbita de Mercurio es un tema interesante!

Afortunadamente para cualquier diseñador de misiones y navegador de naves espaciales, la NASA publica la posición de todos los planetas, la mayoría de las lunas y varios asteroides. Estos datos están disponibles de forma gratuita: https://ssd.jpl.nasa.gov/?ephemerides . Puede consultar la base de datos de HORIZONTES con una hora y un "observador" específicos, o puede descargar uno de los archivos de efemérides de BSP (creo que la última versión es de438.bsp, pero de405.bsp todavía se usa con mucha frecuencia a pesar de ser unos pocos). años).

Aquí hay algunas ideas misceláneas:

  • Compare la verdadera posición de Mercurio calculada por la NASA y una simulación de dinámica celeste donde ignora los efectos relativistas y la masa de cualquier otro objeto en el sistema solar.
  • Luego, use un software preexistente para la dinámica de N-cuerpos y calcule la órbita de Mercurio asumiendo dos o tres de las masas más influyentes (supongo que el Sol, Venus y Júpiter, pero verifique la atracción gravitatoria máxima que cada planeta podría producir en Mercurio si estuviera lo más cerca posible de él).
  • Finalmente, extienda este otros planetas.

La gravedad asiste

Dos variables determinan la utilidad de las asistencias por gravedad. Primero, la masa del objeto que usarás, y segundo, el radio de paso del periápside alrededor de ese planeta. Esto se explica con más detalle en esta página de la NASA , pero también recomendaría buscar a la Dra. Kate Davis, quien enseña diseño de misiones interplanetarias en la Universidad de Colorado en Boulder. Creo que hay un folleto en PDF en línea que explica los cálculos.

El objetivo de una maniobra de asistencia por gravedad es transferir parte de la energía del planeta a su nave espacial. Por lo tanto, cuanta más masa tiene un planeta, más energía tiene y, por lo tanto, más se puede "cosechar". (En teoría, también ralentizas ligeramente el planeta, pero en la práctica, por supuesto, los números son insignificantes). Por lo tanto, una asistencia de gravedad alrededor de Mercurio no sería tan interesante, ¡pero una alrededor del Sol sí lo sería! Y ha sido usado.

¡Toda la suerte!

¡Puedes buscarlos aquí mismo en Stack Exchange!

Salida de la gravedad newtoniana y otros efectos relativistas:

La anomalía de Pioneer

La anomalía de sobrevuelo :

Conjunciones, eclipses, ocultaciones, paralaje (no basados ​​en la Tierra):

minilunas: