Astronomie

Éclipses avec SkyField

Éclipses avec SkyField

J'essaie de calculer les éclipses solaires sur une longue période, voir Rétro-prédiction des éclipses solaires

Au départ, je voulais en plusieurs points de la Terre si une éclipse était visible à un moment donné. J'ai depuis changé d'approche et je vais maintenant calculer si une éclipse a pu être vue depuis le centre de la Terre à un moment donné. Plus tard, après avoir connu à peu près l'heure de l'éclipse, je parcourrai une grille sur Terre pour vérifier où elle pourrait être réellement vue. Jusqu'à présent, ma première question est : est-il juste de rechercher des éclipses au centre de la Terre ?

Deuxièmement, j'ai écrit un petit code en Python pour tester ma capacité à prédire les éclipses, en vérifiant par rapport à https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEsearch/SEsearchmap.php?Ecl=01501207 ces coordonnées :

Lat. : 27,4782° N Long. : 109,9299° O

#!/usr/bin/python from skyfield.api import load, Topos from skyfield.positionlib import ICRF planets = load('Ephemerides/de422.bsp') ts = load.timescale() earth = planets['earth'] sun = planètes['soleil'] lune = planètes['lune'] temps = ts.utc(150,12,06,23,49,21.9) lieu = terre + Topos('27.4782 N','109.9299 W') observe_moon = place.at(time).observe(moon).apparent().position.au observe_sun = place.at(time).observe(sun).apparent().position.au distance = ICRF(observe_moon).separation_from( ICRF(observe_sun)) distance = distance.degrés imprimer la distance

La distance que j'obtiens est supérieure à 10 degrés, alors qu'à l'époque fournie, si je faisais les choses correctement, l'éclipse était à son maximum à ces coordonnées. Qu'est-ce qui ne va pas dans mon code ou ma compréhension ?


Je pense que les différences ici sont causées par les différentes échelles de temps utilisées par SkyField par rapport à la NASA.

Il semble que SkyField utilise le calendrier grégorien proleptique pour les dates du passé. Cependant, la NASA a utilisé le calendrier julien pour les dates antérieures à 1582, donc par exemple, l'éclipse du 0150-12-06 (julien) tombe le 0150-12-05 en grégorien. Aussi, j'utiliseraists.ut1à la place dets.utc, car ut1 est l'échelle de temps utilisée par la NASA.

L'utilisation du géocentre peut être un moyen efficace de vérifier les éclipses dans le monde entier. Lors de l'observation depuis le géocentre, le cône d'ombre pénombre touche la Terre lorsque la condition suivante est vraie : $$mu ≤ arcsin(frac{r_m + r_e}{d_m}) + arcsin(frac{R_s - r_e}{D_s })$$ Où $mu$ est la séparation angulaire entre le Soleil et la Lune, $D_s$ est la distance du Soleil, $d_m$ la distance de la Lune, et les trois rayons constants sont :

Soleil : $R_s = 695700 km$

Terre : $r_e = 6378 km$

Lune : $r_m = 1737,4 km$

Cela indique qu'une éclipse, au moins partielle, se produit quelque part sur la Terre. La formule utilise une Terre sphérique comme approximation de sa forme, donc dans certains cas rares, elle peut détecter des quasi-accidents de 20 à 25 km, mais dans l'ensemble, c'est un bon moyen d'affiner la recherche. De plus, il n'est pas nécessaire de tester cela lorsque la séparation angulaire est en dehors de la plage 1,3° - 1,7°, car les valeurs inférieures à 1,3° produisent toujours une éclipse et les valeurs supérieures à 1,7° n'en produisent jamais.

Je voudrais également souligner que les incertitudes, principalement dans la vitesse de rotation de la Terre, rendent très difficile de savoir où les éclipses se sont produites à la surface de la Terre pour des dates dans un passé lointain. L'incertitude devient très grande en dehors de la plage BC2000 - AD3000. C'est la raison pour laquelle la NASA n'a pas calculé de chemins d'éclipse en dehors de cette plage. Selon les recherches, l'incertitude pourrait atteindre plus de 4 heures (plusieurs milliers de kilomètres pour les trajectoires d'éclipse) pour les dates avant BC4000. Voir cette explication sur le site Web Eclipse de la NASA.


Pour répondre à votre première question, vous verrez rarement ou jamais un le total éclipse au centre de la Terre parce que l'ombre de la lune n'est pas assez longue. Vous verriez cependant des éclipses annulaires partielles.

Si vous voyez une éclipse annulaire partielle au centre de la Terre, il y en aura certainement une (pas nécessairement totale) quelque part à la surface de la Terre.

L'inverse, cependant, n'est pas vrai. Il est tout à fait possible que des endroits sur Terre voient une éclipse solaire, mais que l'ombre ne passe pas par le centre de la Terre, donc un observateur du centre de la Terre (géocentrique) ne verrait même pas une éclipse annulaire ou partielle.

Astuce de débogage standard : essayez avec une éclipse plus proche d'aujourd'hui pour voir s'il s'agit du code, de l'inexactitude de Skyfield ou simplement que l'ombre n'a pas touché le centre de la Terre.


Éclipses avec SkyField - Astronomie

Il s'agit d'une collection de code Python que j'ai écrit pour calculer les éphémérides pour les satellites à partir des données TLE. Plus précisément, ce programme est organisé pour déterminer quand observer les satellites Starlink. Les fonctions de base peuvent cependant être utilisées pour n'importe quel satellite TLE.

Ce programme utilise la bibliothèque python Skyfield pour tous les calculs astronomiques en coulisses. Skyfield est une excellente bibliothèque d'astronomie créée par Brandon Rhodes qui a également créé la populaire bibliothèque PyEphem à certains égards. Skyfield est destiné à remplacer et à remplacer PyEphem.

Notamment pour calculer les positions des satellites, Skyfield utilise les algorithmes SGP4 appropriés pour correspondre à ceux utilisés pour générer un TLE et devrait donner les résultats les plus précis.

Vous pouvez facilement installer Skyfield avec pip

La première fois que vous exécutez le programme, Skyfield téléchargera automatiquement plusieurs fichiers dans le répertoire de travail. Ces fichiers sont nécessaires à Skyfield pour effectuer des calculs précis des corps astronomiques.

Le fichier main.py contient le script que j'utilise spécifiquement pour notre télescope. Vous ne pourrez probablement pas utiliser le même script, mais vous devriez l'utiliser comme modèle pour créer le vôtre. Ce script appelle les fonctions des autres fichiers pour calculer les passes observables, puis écrit un plan d'observation ACP pour notre télescope. Si votre télescope peut utiliser les plans d'observation ACP, vous trouverez peut-être ce script utile et aurez juste besoin d'ajuster les horaires et d'autres paramètres.

starlinkPassPredictor.py contient le principal composant fonctionnel du programme global. Cette fonction télécharge les dernières données TLE pour Starlink à partir de Celestrak, puis calcule tous les passages observables pour la plage de temps, l'emplacement et les paramètres facultatifs donnés. Les paramètres facultatifs incluent si le Soleil ou la Lune sont levés ou non, si un satellite est ou non éclipsé par l'ombre de la Terre et l'altitude minimale au-dessus de l'horizon.

satFunctions.py contient la fonction computeEphemeris() qui est la fonction globale pour calculer la position exacte et d'autres paramètres pour un satellite à un moment singulier.

Lors de l'exécution du prédicteur de passe principal, vous pouvez voir une erreur de passe incomplète dans la console. Cette erreur est inoffensive et indique simplement que lors du calcul du prochain passage du satellite, il n'a pas trouvé d'heure de montée, de crête ou de réglage valide dans la plage de temps donnée. Cela peut être dû au fait que le satellite était à mi-passage au début ou à la fin de la fenêtre de temps spécifiée ou que le satellite ne se lèvera pas ou ne se mettra pas comme dans le cas d'un satellite GEO.


Éclipses solaires

Une éclipse lunaire se produit lorsque la lune est en opposition avec le soleil et traverse l'ombre de la terre. Pour cette raison, une éclipse lunaire se produira toujours pendant une pleine lune. Les éclipses lunaires ont été perçues par certains groupes autochtones comme un présage qu'un parent était en danger ou qu'une personne en voyage était tombée malade ou avait été blessée ou tuée.

Le Lardil de Mornington Island considérait la Lune comme un homme avide et égoïste qui vole de la nourriture et des gorges, devenant de plus en plus gros (lune croissante). En guise de punition pour cette action, il est coupé en morceaux, s'amincissant (lune décroissante) jusqu'à sa mort (nouvelle lune). La nouvelle lune, ainsi que la «mort soudaine et apparente de la Lune lors d'une éclipse lunaire, ont servi d'avertissement aux jeunes générations sur la nature égoïste de la Lune, renforçant le tabou du vol de nourriture et de la gourmandise.

Lors d'une éclipse lunaire totale, la lune s'assombrit avant de prendre une teinte rougeâtre. Parce que la lumière est réfractée par l'atmosphère épaisse de la Terre, les longueurs d'onde plus longues de la lumière dominent, donnant à la Lune cette couleur. La couleur est notée par certains groupes autochtones qui croyaient qu'une éclipse lunaire révélait le sang de l'homme de la Lune.


Mythes et légendes de l'éclipse solaire amérindienne

Les Pomo, un groupe indigène de personnes vivant dans le nord-ouest des États-Unis, racontent l'histoire d'un ours qui a commencé à se battre avec le Soleil et en a pris une bouchée. En fait, le nom Pomo pour une éclipse solaire est Le soleil s'est fait mordre par un ours.

Après avoir pris une bouchée du Soleil et résolu leur conflit, l'ours, comme le raconte l'histoire, est allé à la rencontre de la Lune et a également pris une bouchée de la Lune, provoquant une éclipse lunaire. Cette histoire a peut-être été leur façon d'expliquer pourquoi une éclipse solaire se produit environ 2 semaines avant ou après une éclipse lunaire.


2 réponses 2

Votre code de recherche de conjectures semble très bon, et je soupçonne que ses résultats sont bien meilleurs que ceux de Wikipedia - en regardant l'historique des versions, on ne sait même pas d'où viennent leurs nombres, et les calculs d'astronomie non attribués ne peuvent pas facilement être doublés. vérifiés sans savoir de quels éphémérides et logiciels ils les ont tirés.

Je joins ci-dessous une version légèrement améliorée de votre solveur. Voici les ajustements que je recommande :

  • Passez epoch='date' lors du calcul des coordonnées, car les conjonctions et les oppositions sont traditionnellement définies en fonction de la sphère céleste de l'année où elles se produisent, et non de la sphère céleste standard J2000.
  • Avant de faire des calculs sur les dates, forcez-les dans une plage de zéro à un cercle complet (360 degrés ou 24 heures). Sinon, vous verrez le résultat du saut de soustraction de ±360°/24h à chaque fois qu'une des ascensions droites ou longitudes croise 0°/0h et change de signe. Cela vous donnera des "conjonctions fantômes" où les planètes n'échangent pas vraiment de place mais changent simplement le signe de l'angle de retour. (Par exemple : sauter de -69° à 291° n'est vraiment aucun mouvement dans le ciel.)
  • Notez que nos deux scripts devraient également trouver quand Jupiter et Saturne sont dans le ciel l'un de l'autre, car le signe de leur différence devrait également basculer à ce moment-là.
  • Au cas où des sources que vous recherchez citent le moment d'approche la plus proche ou l'angle entre les planètes à ce moment-là, je l'ai ajouté.

Voici le résultat, très proche du vôtre, et encore une fois en désaccord avec ces vieux numéros Wikipedia non crédités inexpliqués :

J'ai fait de mon mieux pour éviter mon sentiment de possibilité de réponses basées sur l'opinion sur cette question et j'ai recherché cela sur Internet. J'ai découvert qu'il est assez difficile de trouver des informations pertinentes auxquelles je puisse faire confiance, alors j'énumére ces messages (sauf wikipedia):

timeanddate indique l'heure exacte est 18h20 UTC le 21 décembre, ce qui est comme vous l'avez calculé

winstars ont indiqué le moment où les planètes seront à l'angle le plus proche comme 18:25 UTC et ils mentionnent que la conjonction se produira à 13h30 UTC, je ne sais pas si c'est la première fois.

Je ne sais pas à quel point c'est pertinent, mais la conjonction ici est indiquée comme étant de 6,2 degrés à 17h32 GMT, Donc 18:32 UTC

La source la plus pertinente que j'ai pu trouver était dans le ciel, où le temps a été estimé exactement à 13:24 UTC., basé sur des calculs sur des données par Jet Propulsion Laboratory - le code source peut être vérifié ici (c).

Vous pouvez voir que la plupart du temps, les deux types de calcul ne sont pas utilisés et que les temps varient. La raison en est que dans de tels calculs, vous avez besoin de flotteurs très longs pour une meilleure précision. Comme vous êtes limité par la machine que vous utilisez, la précision n'est pas parfaite. Comme @bad_coder l'a suggéré, vous pourriez obtenir une meilleure réponse dans l'échange de piles d'astronomie.


Di mana saya dapat menemukan / memvisualisasikan posisi planet / bintang / bulan / dll?

Sumber daya apa yang tersedia untuk menemukan posisi planet, bintang, bulan, satelit buatan, astéroïde, dan benda langit lainnya?

Ada banyak sumber daya en ligne, jadi saya membuat ini sebagai jawaban wiki komunitas. Silakan menambahkannya !

Jika Anda ingin memvisualisasikan bintang / planet / dll (seperti yang dilihat dari Bumi atau lokasi lain), Anda mencari perangkat lunak planetarium : https://en.wikipedia.org/wiki/Planetarium_software

Jika Anda ingin posisi yang akurat untuk bintang / planet / dll, Anda mencari HORIZON :

Jika Anda ingin menghitung sendiri posisi bintang / planet, Anda memiliki beberapa opsi :

SPICE ( http://naif.jpl.nasa.gov/naif/tutorials.html ) akan memberi Anda hasil yang sangat cocok dengan HORIZONS. Anda juga dapat menggunakan beberapa fungsionalitas SPICE online di http://wgc.jpl.nasa.gov:8080/webgeocalc/#NewCalculation

Fichier SPK (Spice kernel) tersedia di https://naif.jpl.nasa.gov/pub/naif/generic_kernels/spk/ - sementara ini terutama ditujukan untuk digunakan dengan CSPICE, formatnya didokumentasikan dan Anda dapat menggunakannya langsung. Ini dijelaskan di https://github.com/skyfielders/python-skyfield/issues/19 dan diimplementasikan dalam Python di https://github.com/brandon-rhodes/python-jplephem/tree/master/jplephem

Jika Anda ingin melakukan sendiri perhitungan SPICE (memecahkan persamaan diferensial secara numerik), lihat /astronomie//a/13491/21

Anda mungkin juga ingin menggunakan simulator n-tubuh untuk melakukan perhitungan sendiri: /physics/25241/what-open-source-n-body-codes-are-available-and-what -adalah-fitur mereka

IAU SOFA ( http://www.iausofa.org/ ) akan memberi Anda perpustakaan "resmi" International Astronomical Union untuk menghitung posisi.

Jika Anda ingin memperlakukan orbite planet sebagai elips sederhana dan mengabaikan gangguan, Anda dapat menemukan elemen orbital di https://ssd.jpl.nasa.gov/txt/p_elem_t1.txt tetapi Anda mungkin ingin mengunjungi https: // pl.nasa . .gov /? badan # elem terlebih dahulu

Perhatikan bahwa pustaka komputasi ini tidak selalu setuju satu sama lain atau dengan perangkat lunak planétarium :


Image astronomique du jour

Découvrez le cosmos ! Chaque jour, une image ou une photographie différente de notre univers fascinant est présentée, accompagnée d'une brève explication écrite par un astronome professionnel.

2021 12 juin
Éclipse sur l'eau
Crédit d'image et droit d'auteur : Elliot Severn

Explication: Les éclipses ont tendance à venir par paires. Deux fois par an, pendant une saison d'éclipse qui dure environ 34 jours, le Soleil, la Lune et la Terre peuvent presque s'aligner. Ensuite, les phases pleines et nouvelles de la Lune séparées d'un peu plus de 14 jours créent une éclipse lunaire et solaire. Souvent, les éclipses partielles font partie de toute saison d'éclipse. Mais parfois, l'alignement aux phases de nouvelle lune et de pleine lune au cours d'une seule saison d'éclipse est suffisamment proche pour produire une paire d'éclipses lunaires et solaires totales (ou totales et annulaires). Pour cette saison d'éclipse, la Nouvelle Lune suivant l'éclipse lunaire totale de la Pleine Lune le 26 mai a produit une éclipse solaire annulaire le long de sa trajectoire d'ombre au nord. Cette éclipse est vue ici dans un lever de soleil partiellement éclipsé le 10 juin, photographié depuis un quai de pêche à Stratford, Connecticut, dans le nord-est des États-Unis.

Images notables soumises à APOD : Eclipse solaire du 10 juin
La photo de demain : Dimanche supercellule


La réfraction différentielle de la lumière peut entraîner des pertes de fente en spectroscopie. Par exemple, à une masse d'air de 1,5, la réfraction différentielle entre 4000 et 6000 Angstroms est de 1,08 secondes d'arc, alors qu'à une masse d'air de 3,0, elle est de 2,75 secondes d'arc !

Etant donné que la réfraction différentielle se produit dans une direction perpendiculaire à l'horizon, l'angle de position de fente idéal est également perpendiculaire à l'horizon. En d'autres termes lorsque l'objet est sur le méridien, l'angle de position de la fente doit être de 0° ou 180°. Cet angle, appelé angle parallactique, changera au fur et à mesure que la distance de l'objet par rapport au méridien change. Comme l'objet est généralement proche du zénith sur le méridien, l'effet est généralement faible. Lors de l'observation à de grands angles horaires, cependant, où les objets ont généralement une masse d'air élevée, l'angle sera proche de 90 °, c'est pourquoi le réglage par défaut de l'instrument est avec la fente dans la direction est-ouest.

Une discussion plus complète sur la réfraction différentielle et l'angle parallactique peut être trouvée dans : Filippenko, PASP 94, 715.


Super lunes

Image

Lorsque la lune est la plus proche de la Terre, une position connue sous le nom de périgée, elle peut apparaître à sa plus grande et plus brillante. Lorsqu'il est à sa position la plus éloignée, connue sous le nom d'apogée, il peut sembler plus faible et plus petit que d'habitude. Nous nous référons familièrement à une pleine lune près du périgée comme une super lune.

En moyenne, la Lune est à environ 238 900 miles de la Terre. Au 25 novembre 2034, elle ne sera qu'à environ 221 487 milles, ce qui en fera la plus grande super lune depuis 2016. Mais la plus grande super lune du siècle aura lieu le 6 décembre 2052, alors que la lune ne sera qu'à environ 221 475 milles.

Voici d'autres super lunes accrocheuses à découvrir :

9 février 2020

Si vous ne pouvez pas attendre jusqu'en 2034, ce sera la prochaine super lune.

26 mai 2021

La super lune de sang - qui n'est qu'une éclipse lunaire alors que la lune est proche du périgée - sera visible en Asie, en Australie et dans certaines parties du Pacifique. La prochaine super lune de sang visible en Amérique aura lieu le 16 mai 2022.


Système solaire interne en VR

Ce site est un ensemble d'expériences WebXR pour montrer le système solaire intérieur dans un casque VR à des fins informatives. Cliquez sur les images ci-dessous pour ouvrir la page d'expérience correspondante. Voir ci-dessous pour plus d'informations.

Expériences

Le but de ces expériences est de montrer les positions et les tailles des planètes et leurs orbites au plus près de la réalité tout en étant facilement observables au sein d'un casque VR. Ceci est particulièrement difficile car l'espace est en grande partie vide, il est donc impossible de montrer et de donner une véritable impression de tout dans un seul cadre, donc l'échelle de longueur utilisée pour dessiner les planètes et l'échelle de longueur utilisée pour représenter les distances entre elles doivent être différent ou la navigation doit être utilisée pour parcourir de grandes distances.

Bien qu'il soit possible de visualiser les pages dans un environnement non VR, l'expérience sera loin de ce qui est prévu.

Plus d'informations sont données dans les pages d'expériences individuelles.

Sources

    pour les données de masse et d'inclinaison axiale (Obliquité vers l'orbite) des planètes. pour calculer la position et l'orbite des planètes. pour calculer la position et l'orbite de Parker Solar Probe pour pouvoir utiliser le package SpiceyPy qui est une interface avec la boîte à outils SPICE. App pour vérifier les positions des planètes.

Informations techniques

L'ensemble de l'application est en fait assez simple mais pas très facile à comprendre rapidement sans un peu d'expérience en astronomie. Le backend (api) fournit les positions actuelles et passées/futures des avions et autres objets spatiaux à l'aide des packages d'astronomie Skyfield et SpicePy (interface py vers SPICE) à l'aide de données astronomiques réelles (Ephemeris) rendues publiques à partir d'endroits comme le NASA Jet Propulsion Laboratory. En particulier, DE421 Ephemeris est actuellement utilisé.

Différents systèmes de coordonnées (cadres de référence) peuvent être utilisés pour ces calculs afin d'obtenir des positions dans des cadres de référence spécifiques, et ECLIPJ2000 est utilisé dans cette application. Dans ECLIPJ2000, le centre est le barycentre du système solaire et l'un des plans définis par les axes principaux (XY) est le plan de l'écliptique de la Terre (le plan de la Terre orbite autour du Soleil). Les positions dans ECLIPJ2000 sont données en kilomètres.

Le backend (api) est codé en Python et hébergé chez Google AppEngine.

L'environnement VR 3D en frontend (pages Web) est codé à l'aide du framework Web A-Frame. Les positions dans ECLIPJ2000 sont définies directement sur les objets 3D et une seule rotation est utilisée pour faire pivoter ECLIPJ2000 vers le système de coordonnées utilisé dans A-Frame.

Il y a toujours deux facteurs d'échelle utilisés, l'un pour mettre à l'échelle les planètes et le soleil, l'autre pour mettre à l'échelle les distances entre eux (donc les positions réelles). Ils diffèrent normalement par un facteur de l'ordre de 1000x, mais différents facteurs d'échelle peuvent être utilisés dans différentes expériences pour donner une sensation particulière. De plus, le Soleil est beaucoup plus gros que les planètes, et normalement il est représenté plus petit (

10x) que ce qu'il devrait être comparé aux planètes.

L'application frontend est hébergée chez Netlify et testée sur Oculus Go et Quest. J'utilise Glitch pendant le développement et je l'exporte vers Github et lorsqu'il est fusionné pour le maîtriser, il est déployé sur Netlify.

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Veuillez envoyer un e-mail à : info at metebalci.com

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Voir la vidéo: Jim Yosef - Eclipse NCS Release (Août 2021).