Справочное руководство по небесной механике и астродинамике. Под редакцией Г.Н. Дубошина, страница 5

Сделаны некоторые дополнения и в других частях справочника. Мы внесли также все исправления, любезно присланные нам пользователями, за что выражаем им искреннюю благодарность, Авторы Декабрь !974 г. ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ В последние годы появилось довольно много отечественных и переводных изданий, предназначенных для широкого круга научных и инженерно-технических работников, занимающихся классической и современной небесной механикой и астродинамикой, а также для студентов н аспирантов, специализирующихся в этих научных направлениях.

Читателя, желающего приобрести глубокие и систематические знания в этой области науки, мы отсылаем прежде всего к двухтомному изданию Г. Н. Дубошина «Небесная механика», посмертно изданному сочинению М. Ф. Субботина «Введение в теоретическую астрономию», «Аналитическим и численным методам небесной механики» Г. А. Чеботарева, а также к переведенным на русский язык «Методам небесной механики» Д. Брауэра и Дж. Клеменса, «Аналитическим основам небесной механики» А. Уинтнера и другим работам. Предлагаемый справочник преследует иную цель, По замыслу авторов он должен выполнять функции «оперативного помощника» в практической повседневной работе уже сложившегося специалиста.

Именно эта идея и была положена в основу справочника; поэтому его содержание составляют основные уравнения движения небесных тел для различных систем координат н оскулирующих элементов, методы и результаты небесной механики н астродинамики, приведенные без подробных выкладок и выводов. Мы ограничивались только минимальным количеством необходимых пояснений и комментариев. Мы сочли необходимым включить в настонщее издание не относящиеся по традиции к небесной механике основные соотношения и формулы сферической и эфемерндной астрономии, необходимые в расчетах по небесной механике н астродинамике, новую систему астрономических постоянных, утвержденную Международным Астрономическим союзом в 1964 г., различные системы счета времени, а также основы вариационного исчисления и математической теории оптимальных процессов, на которых базируются методы решения астродинамических задач. Эти вопросы составляют содержание частей 1 и Ч111.

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПВРВОМР ИЗДАНИЮ Остальные части Справочника посвящены традиционным аналитическим, численным и качественным методам классической и современной небесной механики, Мы разделили работу между собой следующим образом: В. К. Абалакиным написаны часть 1 и $10.02 иэ части 1Ч, Е. П. Аксеновым — части 11 и Ч1, Е. А.

Гребениковым — главы 1 — 8 иэ части 1У, части Ч, Ч!11, !Х, Ю. А. Рябовым — части 111 и ЧП, а также главы 9 — 11 из части 1Ч (за исключением % 10.02). В каждой части введена трехступенчатая нумерация формул. В номере формулы первое число соответствует части, второе— главе, третье — порядковому номеру формулы внутри главы. В ссылке на параграф из данной части указывается лишь его номер; если же делается ссылка на параграф иэ другой части, то указывается и номер части. Каждан часть сопровождается библиографией. Авторы заранее приносят благодарность читателям, которые сообщат критические соображения и замечания, В заключение мы благодарим профессора Г, Н.

Дубошина за многочисленные обсуждения содержания и стиля изложения справочника, оказавшиеся для нас весьма полезными. яиварь !это г, Авторы Часть 1 СФЕРИЧЕСКАЯ И ЭФЕМЕРИДНАЯ АСТРОНОМИЯ, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ФОРМУЛЫ Изучение движения небесных объектов в Солнечной системе связано в той или иной степени с двумя проблемами астрономии — проблемой точного предвычисления положения небесного объекта в определенной системе координат на заданный момент времени и проблемой обработки наблюдений этого объекта. Для правильного решения этих проблем необходимо знать не только закон движения небесного объекта, но и законы изменения ориентировки в пространстве систем координат, относительно которых происходит рассматриваемое движение, необходимо уметь найти путем подходящего преобразования координат такую систему отсчета, в которой уравнения движения имеют наиболее выгодную для поставленных целей форму.

С необходимостью учета изменений положения основных элементов координатных систем во времени связана также задача сравнения наблюденных положений объекта с теоретически предвычисленнымн, особенно при больших промежутках времени наблюдения. К ней тесно примыкают вопросы фиксации физических моментов наблюдений в различных системах измерения времени и перехода от одной системы к другой.

Наконец, совершенствование теории движения небесного объекта, сопутствующее повышению точности наблюдений, требует улучшения числовых значеяий параметров теории, к которым относятся астрономические постоянные — универсальные величины, соотношения между которыми следуют из основных законов механики неба. Изложению этих вопросов с конечной целью дать читателю возможность применения рабочих формул в конкретных случаях посвящена эта часть настоящего «Справочного руководства».

Гл ива ! СИСТЕМЫ КООРДИНАТ $1.01. Небесная сфера Наблюдения и предвычисления положений небесных тел, а также изучение их движения, всегда связаны с определенной системой отсчета (системой координат и системой измерения времени). 22 Ч. Ь СФГРИЧЕСКАЯ И ЗФЕМЕРИДНАЯ АСТРОНОМИЯ !з 1лй Все системы астрономических (и ас родинамическнх) координат строятся по одному и тому же принципу: всегда выбирают основную (фундаментальную) плоскость и указывают направление основной (главной) оси системы координат. За начало координат принимают обычно либо точку наблюдения на земной поверхности, либо центр Земли, Солнца или планеты и т.

д. В основу сферической астрономии положено понятие небесной сферы, центр которой совпадает с началом рассматриваемой системы отсчета, а радиус может быть выбран совершенно произвольным (обычно его полагают равным единице). Таким образом, вводится понятие тоноценгрической небесной сферы с центром в точке наблюдения (в топоцентре), геоцентрической небесной сферы с центром, совпадающим с центром масс Земли, гелиоцентрической небесной сферы с центром в центре масс Солнца, планетоцентрической небесной сферы с центром в центре масс планеты. Аналогично вводятся соответствующие различные системы координат: топоцентричесная, геоцентрическая, гелиоцентрическая, плинегоцентрическая и т, д. Иногда вводят барицентрическую систему координат, начало которой совпадает с центром масс (барицентром) системы нескольких небесных тел (например, системы Солнце + внутренние планеты).

Необходимо всегда иметь в виду, что термином «планетоцентрическая (селеноь вли луноцентрическая) система координат» обозначается система, основная плоскость которой параллельна плоскости небесного экватора для Земли, и проводить четкое различие между этим термином и термином «планетографическая (селенографическая) система координат», относящимся к системам, основной плоскостью которых является плоскость экватора собственного осевого вращения планеты (Луны).

В случае планетографических систем координат латинское название небесного тела заменяется в наименовании координат соответствующим греческим эквивалентом (например, юпитероцентрические координаты, но зенографические координаты, марсоцентрические координаты, но ареографические координаты и т. д.). Планетографические системы координат применяются большей частью для определения положений точек и деталей поверхности соответствующих планет (1). $1.02. Главные круги, линии и точки небесной сферы В любой точке земной поверхности существует основное направление, которое в первом и р и бл иж ен ни можно считать неизменным: это — направление линии отвеса, или вертикали, совпадающее с направлением линии действия силы тяжести в данном топоцентре. гл. 1.

системы коогл1мелт 23 % 1.021 Прямая, проведенная через центр Т небесной сферы, параллельно местной линии отвеса, пересекает небесную сферу в точке Я, расположенной над головой наблюдателя и называемой зенитом места наблюден мь диаметрально противоположная точка пересечения Фа называется надиром (рис. 1). Плоскость, проведенная через центр Т перпендикулярно к вертикали Я)еа, пересекает небесную сферу по большому кругу, называемому математическим, или астрономическим горизон- Х том. Прямая, проведенная че- нм сг рез центр Т параллельно оси суточного вращения Земли, называется осью мира и пересекает небесную сферу в ло- ---.Ф, ','..=- люсах мира.