Орбитальные уравнения и мощность, необходимая для их запуска - PullRequest
Новая
       42

Орбитальные уравнения и мощность, необходимая для их запуска

2 голосов
/ 27 февраля 2009

В связи с сегодняшним обсуждением SO IRC мне интересно узнать об орбитальной механике и

  • Уравнения, необходимые для решения орбитальных задач
  • вычислительная мощность, необходимая для решения сложных задач

В частности, вопрос заключается в расчете, когда Земля будет пахать на Солнце (или наоборот, в зависимости от системы отсчета).

Я подозреваю, что все гравитационные притяжения в нашей солнечной системе, возможно, потребуется рассчитать, что заставляет меня задуматься, какой тип компьютерного кластера требуется, или это можно сделать на одной коробке?

У меня нет опыта, чтобы пройти тест на салфетку, но, возможно, у вас есть?

Также большое спасибо Гортоку за оригинальное вдохновение (см. Комментарии).

-Adam

Ответы [ 4 ]

2 голосов
/ 10 июня 2010

Хотя проблема, которую вы поставили, несомненно, требует значительных вычислений с большой точностью (игнорируя проблемы фазы красного гиганта, затухнет ли орбита Земли или превратится в Солнце?), Существуют программные инструменты, доступные для выполнения других небесных траекторий / орбит. расчеты. Вот только некоторые из них:

Наконец, хотя программное обеспечение, которое НАСА использует для расчета будущих орбит и траекторий для космических кораблей и т. Д., Подпадает под ограничения ITAR , оно, по-видимому, делает некоторые мимо информация о траектории, общедоступная для различных тел в нашей солнечной системе, а также для основных прошлых и текущих миссий. Это обрабатывается с помощью Средство навигации и вспомогательной информации (NAIF) .

НАИФ предоставляет программное обеспечение и данные для вышеуказанной цели:

Если вы попробуете все вышеперечисленное, вы можете узнать кое-что об орбитальных уравнениях и вычислительной мощности. ; -)

2 голосов
/ 27 февраля 2009

При наличии более трех тел решение в замкнутой форме отсутствует. Существуют различные методы аппроксимации (см. Статьи по моделированию N-тела здесь или здесь ). В зависимости от степени точности вам потребуется от семи до сотен тел. Из-за относительного масштаба (по сравнению, скажем, с моделированием галактики) вы не сможете получить много упрощений от кластеризации.

Что касается конкретного вопроса, то вам также придется поработать над оценками изменений диаметра Солнца. Я думаю, что фаза красного гиганта случится раньше, чем распад орбиты, и это сделает диаметр Солнца больше текущей орбиты Земли.

2 голосов
/ 27 февраля 2009

См. Проблема трех тел в Википедии. Когда у вас есть более двух тел в гравитационном поле, и вы не можете упростить задачу, это очень сложно:)

1 голос
/ 27 февраля 2009

В одной из лекций Фейнмана он рассказывает о выполнении орбитальных расчетов с компьютерами эпохи 1960-х и о том, как хорошо это было. Ни один компьютер начала 1960-х годов не обладал такой мощью, как мой телефон или DS, и то, что я покупаю для использования в качестве компьютеров, гораздо мощнее.

У тебя есть компутроны, друг. Силы также легко рассчитать, поскольку все они гравитационные, и планеты можно рассматривать как точечные массы. Возможно, было бы легче рассчитать планетарные орбиты аналитически, и рассматривать гравитационные возмущения как дискретные толчки. Действуй. Если вам нужна помощь, найдите что-нибудь об орбитальной механике или поговорите с физиком или астрономом.

Это не поможет вам определить, когда Земля падает на Солнце, поскольку наша орбита чрезвычайно стабильна. Однако через несколько миллиардов лет Солнце значительно расширится и может достичь нашей орбиты. Тем не менее, это может быть веселый проект.

...