Движение планет. Тест

Важную роль в формировании представлений о строении Солнечной системы сыграли также законы движения планет, которые были открыты Иоганном Кеплером (1571-1630) и стали первыми естественнонаучными законами в их современном понимании. Работы Кеплера создали возможность для обобщения знаний по механике той эпохи в виде законов динамики и закона всемирного тяготения, сформулированных позднее Исааком Ньютоном. Многие ученые вплоть до начала XVII в. считали, что движение небесных тел должно быть равномерным и происходить по «самой совершенной» кривой- окружности. Лишь Кеплеру удалось преодолеть этот предрассудок и установить действительную форму планетных орбит, а также закономерность изменения скорости движения планет при их обращении вокруг Солнца. В своих поисках Кеплер исходил из убеждения, что «в мире правит число», высказанного еще Пифагором. Он искал соотношения между различными величинами, характеризующими движение планет, - размеры орбит, период обращения, скорость. Кеплер действовал фактически вслепую, чисто эмпирически. Он пытался сопоставить характеристики движения планет с закономерностями музыкальной гаммы, длиной сторон описанных и вписанных в орбиты планет многоугольников и т.д. Кеплеру необходимо было построить орбиты планет, перейти от экваториальной системы координат, указывающих положение планеты на небесной сфере, к системе координат, указывающих ее положение в плоскости орбиты. Он воспользовался при этом собственными наблюдениями планеты Марс, а также многолетними определениями координат и конфигураций этой планеты, проведенными его учителем Тихо Браге. Орбиту Земли Кеплер считал (в первом приближении) окружностью, что не противоречило наблюдениям. Для того чтобы построить орбиту Марса, он применил способ, который показан на рисунке ниже.

Пусть нам известно угловое расстояние Марса от точки весеннего равноденствия во время одного из противостояний планеты - его прямое восхождение «15 которое выражается углом g(гамма)Т1М1, где T1 - положение Земли на орбите в этот момент, а M1 - положение Марса. Очевидно, что спустя 687 суток (таков звездный период обращения Марса) планета придет в ту же точку своей орбиты.

Если определить прямое восхождение Марса на эту дату, то, как видно из рисунка, можно указать положение планеты в пространстве, точнее, в плоскости ее орбиты. Земля в этот момент находится в точке Т2, и, следовательно, угол gT2M1 есть не что иное, как прямое восхождение Марса - a2. Повторив подобные операции для нескольких других противостояний Марса, Кеплер получил еще целый ряд точек и, проведя по ним плавную кривую, построил орбиту этой планеты. Изучив расположение полученных точек, он обнаружил, что скорость движения планеты по орбите меняется, но при этом радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади. Впоследствии эта закономерность получила название второго закона Кеплера.

Радиусом-вектором называют в данном случае переменный по своей величине отрезок, соединяющий Солнце и ту точку орбиты, в которой находится планета. АА1, ВВ1 и CC1 - дуги, которые проходит планета за равные промежутки времени. Площади заштрихованных фигур равны между собой. Согласно закону сохранения энергии, полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют силы тяготения, остается неизменной при любых движениях тел этой системы. Поэтому сумма кинетической и потенциальной энергий планеты, которая движется вокруг Солнца, неизменна во всех точках орбиты и равна полной энергии. По мере приближения планеты к Солнцу возрастает ее скорость, увеличивается кинетическая энергия, но вследствие уменьшения расстояния до Солнца уменьшается энергия потенциальная. Установив закономерность изменения скорости движения планет, Кеплер задался целью определить, по какой кривой происходит их обращение вокруг Солнца. Он был поставлен перед необходимостью сделать выбор одного из двух возможных решений: 1) считать, что орбита Марса представляет собой окружность, и допустить, что на некоторых участках орбиты вычисленные координаты планеты расходятся с наблюдениями (из-за ошибок наблюдений) на 8"; 2) считать, что наблюдения таких ошибок не содержат, а орбита не является окружностью. Будучи уверенным в точности наблюдений Тихо Браге, Кеплер выбрал второе решение и установил, что наилучшим образом положения Марса на орбите совпадают с кривой, которая называется эллипсом, при этом Солнце не располагается в центре эллипса. В результате был сформулирован закон, который называется первым законом Кеплера. Каждая планета обращается вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Как известно, эллипсом называется кривая, у которой сумма расстояний от любой точки Р до его фокусов есть величина постоянная. На рисунке обозначены: О - центр эллипса; S и S1 - фокусы эллипса; АВ - его большая ось. Половина этой величины (а), которую обычно называют большой полуосью, характеризует размер орбиты планеты. Ближайшая к Солнцу точка А называется перигелий, а наиболее удаленная от него точка В - афелий. Отличие эллипса от окружности характеризуется величиной его эксцентриситета: е = OS/OA. В том случае, когда эксцентриситет равен О, фокусы и центр сливаются в одну точку - эллипс превращается в окружность.

Примечательно, что книга, в которой в 1609 г. Кеплер опубликовал первые два открытых им закона, называлась «Новая астрономия, или Физика небес, изложенная в исследованиях движения планеты Марс...». Оба этих закона, опубликованные в 1609 г., раскрывают характер движения каждой планеты в отдельности, что не удовлетворило Кеплера. Он продолжил поиски «гармонии» в движении всех планет, и спустя 10 лет ему удалось сформулировать третий закон Кеплера:

Т1^2 / T2^2 = a1^3 / a2^3

Квадраты звездных периодов обращения планет относятся между собой, как кубы больших полуосей их орбит. Вот что писал Кеплер после открытия этого закона: «То, что 16 лет тому назад я решил искать, <... > наконец найдено, и это открытие превзошло все мои самые смелые ожидания... » Действительно, третий закон заслуживает самой высокой оценки. Ведь он позволяет вычислить относительные расстояния планет от Солнца, используя при этом уже известные периоды их обращения вокруг Солнца. Не нужно определять расстояние от Солнца каждой из них, достаточно измерить расстояние от Солнца хотя бы одной планеты. Величина большой полуоси земной орбиты - астрономическая единица (а. е.) - стала основой для вычисления всех остальных расстояний в Солнечной системе. Вскоре был открыт закон всемирного тяготения. Все тела во Вселенной притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:

F = G m1m2/r2

Где m1 и m2 - массы тел; r - расстояние между ними; G - гравитационная постоянная

Открытию закона всемирного тяготения во многом способствовали законы движения планет, сформулированные Кеплером, и другие достижения астрономии XVII в. Так, знание расстояния до Луны позволило Исааку Ньютону (1643 - 1727) доказать тождественность силы, удерживающей Луну при ее движении вокруг Земли, и силы, вызывающей падение тел на Землю. Ведь если сила тяжести меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, как это следует из закона всемирного тяготения, то Луна, находящаяся от Земли на расстоянии примерно 60 ее радиусов, должна испытывать ускорение в 3600 раз меньшее, чем ускорение силы тяжести на поверхности Земли, равное 9,8 м/с. Следовательно, ускорение Луны должно составлять 0,0027 м/с2.

Сила, удерживающая Луну на орбите, есть сила земного притяжения, ослабленная в 3600 раз по сравнению с действующей на поверхности Земли. Можно убедиться и в том, что при движении планет, в соответствии с третьим законом Кеплера, их ускорение и действующая на них сила притяжения Солнца обратно пропорциональны квадрату расстояния, как это следует из закона всемирного тяготения. Действительно, согласно третьему закону Кеплера отношение кубов больших полуосей орбит d и квадратов периодов обращения T есть величина постоянная: Ускорение планеты равно:

A= u2/d =(2pid/T)2/d=4pi2d/T2

Из третьего закона Кеплера следует:

Поэтому ускорение планеты равно:

A = 4pi2 const/d2

Итак, сила взаимодействия планет и Солнца удовлетворяет закону всемирного тяготения и имеются возмущения в движении тел Солнечной системы. Законы Кеплера строго выполняются, если рассматривается движение двух изолированных тел (Солнце и планета) под действием их взаимного притяжения. Однако в Солнечной системе планет много, все они взаимодействуют не только с Солнцем, но и между собой. Поэтому движение планет и других тел не в точности подчиняется законам Кеплера. Отклонения тел от движения по эллипсам называют возмущениями. Возмущения эти невелики, так как масса Солнца гораздо больше массы не только отдельной планеты, но и всех планет в целом. Наибольшие возмущения в движении тел Солнечной системы вызывает Юпитер, масса которого в 300 раз превышает массу Земли.

Особенно заметны отклонения астероидов и комет при их прохождении вблизи Юпитера. В настоящее время возмущения учитываются при вычислении положения планет, их спутников и других тел Солнечной системы, а также траекторий космических аппаратов, запускаемых для их исследования. Но еще в XIX в. расчет возмущений позволил сделать одно из самых известных в науке открытий «на кончике пера» - открытие планеты Нептун. Проводя очередной обзор неба в поиске неизвестных объектов, Вильям Гершель в 1781 г. открыл планету, названную впоследствии Ураном. Спустя примерно полвека стало очевидно, что наблюдаемое движение Урана не согласуется с расчетным даже при учете возмущений со стороны всех известных планет. На основе предположения о наличии еще одной «заурановой» планеты были сделаны вычисления ее орбиты и положения на небе. Независимо друг от друга эту задачу решили Джон Адамс в Англии и Урбен Леверье во Франции. На основе расчетов Леверье немецкий астроном Иоганн Галле 23 сентября 1846 г. обнаружил в созвездии Водолея неизвестную ранее планету - Нептун. Это открытие стало триумфом гелиоцентрической системы, важнейшим подтверждением справедливости закона всемирного тяготения. В дальнейшем в движении Урана и Нептуна были замечены возмущения, которые стали основанием для предположения о существовании в Солнечной системе еще одной планеты. Ее поиски увенчались успехом лишь в 1930 г., когда после просмотра большого количества фотографий звездного неба был открыт Плутон.

В конце XVI в. датский астроном И. Кеплер, изучая движение планет, открыл три закона их движения. На основании этих законов И. Ньютон вывел формулу для закона всемирного тяготения. В дальнейшем, используя законы механики, И. Ньютон решил задачу двух тел - вывел законы, по которым одно тело движется в поле тяготения другого тела. Он получил три обобщенных закона Кеплера.

Первый закон Кеплера

Под действием силы притяжения одно небесное тело движется в поле тяготения другого небесного тела по одному из конических сечений - кругу, эллипсу, параболе или гиперболе .

Планеты движутся вокруг Солнца по эллиптической орбите (рис. 15.6). Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием , самая далекая - афелием . Линия, соединяющая какую-либо точку эллипса с фокусом, называется радиус-вектором

Отношение расстояния между фокусами к большой оси (к наибольшему диаметру) называется эксцентриситетом е . Эллипс тем сильнее вытянут, чем больше его эксцентриситет. Большая полуось эллипса а - среднее расстояние планеты до Солнца.

По эллиптическим орбитам движутся и кометы и астероиды. У окружности е = 0, у эллипса 0 < е < 1, у параболы е = 1, у гиперболы е > 1.

Движение естественных и искусственных спутников вокруг планет, движение одной звезды вокруг другой в двойной системе также подчиняются этому первому обобщенному закону Кеплера.

Второй закон Кеплера

Каждая планета движется так, что радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади.

Планета проходит путь от точки А до А" и от В до В" за одно и то же время.

Другими словами, планета движется быстрее всего в перигелии, а медленнее всего - когда находится на наибольшем удалении (в афелии). Таким образом, второй закон Кеплера определяет скорость движения планеты. Она тем больше, чем планета ближе к Солнцу. Так, скорость кометы Галлея в перигелии равна 55 км/с, а в афелии 0,9 км/с.

Третий закон Кеплера

Куб большой полуоси орбиты тела, деленный на квадрат периода его обращения и на сумму масс тел, есть величина постоянная.

Если Т - период обращения одного тела вокруг другого тела на среднем расстоянии а то третий обобщенный закон Кеплера записывается как

а 3 /[Т 2 (М 1 + М 2)] = G/4π 2

где М 1 и М 2 - массы притягивающихся двух тел, a G - гравитационная постоянная. Для Солнечной системы масса Солнца массы любой планеты, и тогда

Правая часть уравнения - постоянная для всех тел Солнечной системы, что и утверждает третий закон Кеплера, полученный ученым из наблюдений.

Третий обобщенный закон Кеплера позволяет определять массы планет по движению их спутников, а массы двойных звезд - по элементам их орбит.

Движение планет и других небесных тел вокруг Солнца под действием силы тяготения происходит по трем законам Кеплера. Эти законы позволяют рассчитывать положения планет и определять их массы по движению спутников вокруг них.

Астрономия. 11 класс - Конспекты по учебнику «Физика-11» (Мякишев, Буховцев, Чаругин) - Класс!ная физика

Все космогонические гипотезы можно разделить на несколько групп. Согласно одной из них Солнце и все тела Солнечной системы: планеты, спутники, астероиды, кометы и метеорные тела - образовались из единого газовопылевого, или пылевого облака. Согласно второй Солнце и его семейство имеют различное происхождение, так что Солнце образовалось из одного газовопылевого облака (туманности, глобулы), а остальные небесные тела Солнечной системы - из другого облака, которое было захвачено каким-то, не совсем понятным, образом Солнцем на свою орбиту и разделилось каким-то, еще более непонятным образом на множество самых различных тел (планет, их спутников, астероидов, комет и метеорных тел), имеющих самые различные характеристики: массу, плотность, эксцентриситет, направление обращения по орбите и направление вращения вокруг своей оси, наклонение орбиты к плоскости экватора Солнца (или эклиптики) и наклон плоскости экватора к плоскости своей орбиты.
Девять больших планет обращаются вокруг Солнца по эллипсам (мало отличающимся от окружностей) почти в одной плоскости. В порядке удаления от Солнца - это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон . Кроме них в Солнечной системе множество малых планет (астероидов), большинство которых движется между орбитами Марса и Юпитера. Пространство между планетами заполнено крайне разреженным газом и космической пылью. Его пронизывают электромагнитные излучения.
Солнце в 109 раз больше Земли по диаметру и примерно в 333 000 раз массивнее Земли . Масса всех планет составляет всего лишь около 0,1% от массы Солнца, поэтому оно силой своего притяжения управляет движением всех членов Солнечной системы.

Конфигурация и условия видимости планет

Конфигурациями планет называют некоторые характернее взаимные расположения планет, Земли и Солнца.
Условия видимости планет с Земли резко различаются для планет внутренних (Венера и Меркурий), орбиты которых лежат внутри земной орбиты, и для планет внешних (все остальные).
Внутренняя планета может оказаться между Землей и Солнцем или за Солнцем. В таких положениях планета невидима, так как теряется в лучах Солнца. Эти положения называются соединениями планеты с Солнцем. В нижнем соединении планета ближе всего к Земле, а в верхнем соединении она от нас дальше всего.

Синодические периоды обращения планет и их связь с сидерическими периодами

Период обращения планет вокруг Солнца по отношению к звездам называется звездным или сидерическим периодом.
Чем ближе планета к Солнцу, тем больше ее линейная и угловая скорости и короче звездный период обращения вокруг Солнца.
Однако из непосредственных наблюдений определяют не сидерический период обращения планеты, а промежуток времени, протекающий между ее двумя последовательными одноименными конфигурациями, например между двумя последовательными соединениями (противостояниями). Этот период называется синодическим периодом обращения. Определив из наблюдений синодические периоды, путем вычислений находят звездные периоды обращения планет.
Синодический период внешней планеты - это промежуток времени, по истечении которого Земля обгоняет планету на 360° при их движении вокруг Солнца.

Законы Кеплера

Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся немецкому ученому Иоганну Кеплеру (1571 -1630). В начале XVII в. Кеплер, изучая обращение Марса вокруг Солнца, установил три закона движения планет.

Первый закон Кеплера . Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Второй закон Кеплера (закон площадей). Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади.

Третий закон Кеплера . Квадраты звездных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Среднее расстояние всех планет от Солнца в астрономических единицах можно вычислить, используя третий закон Кеплера. Определив среднее расстояние Земли от Солнца (т. е. значение 1 а.е.) в километрах, можно найти в этих единицах расстояния до всех планет Солнечной системы.Большая полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу расстояний (=1 a.e.)
Классическим способом определения расстояний был и остается угломерный геометрический способ. Им определяют расстояния и до далеких звезд, к которым метод радиолокации неприменим. Геометрический способ основан на явлении параллактического смещения .

Параллактическим смещением называется изменение направления на предмет при перемещении наблюдателя .

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Задача . Противостояния некоторой планеты повторяются через 2 года. Чему равна большая полуось ее орбиты?

Размер и форма Земли

На фотоснимках, сделанных из космоса, Земля выглядит как шар, освещенный Солнцем.
Точный ответ о форме и размере Земли дают градусные измерения , т. е. измерения в километрах длины дуги в 1° в разных местах на поверхности Земли. Градусные измерения показали, что длина 1° дуги меридиана в километрах в полярной области наибольшая (111,7 км), а на экваторе наименьшая (110,6 км). Следовательно, на экваторе кривизна поверхности Земли больше, чем у полюсов, а это говорит о том, что Земля не является шаром. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21,4 км. Поэтому Земля (как и другие планеты) вследствие вращения сжата у полюсов.
Шар, равновеликий нашей планете, имеет радиус, равный 6370 км. Это значение принято считать радиусом Земли.
Угол, под которым со светила виден радиус Земли, перпендикулярный к лучу зрения, называется горизонтальным параллаксом.

Масса и плотность Земли

Закон всемирного тяготения позволяет определить одну из важнейших характеристик небесных тел - массу, в частности массу нашей планеты. Действительно, исходя из закона всемирного тяготения, ускорение свободного падения g=(G*M)/r 2 . Следовательно, если известны значения ускорения свободного падения, гравитационной постоянной и радиуса Земли, то можно определить ее массу.
Подставив в указанную формулу значение g = 9,8 м/с 2 , G =6,67 * 10 -11 Н * м 2 /кг 2 ,

R =6370 км, найдем, что масса Земли М=6 x 10 24 кг. Зная массу и объем Земли, можно вычислить ее среднюю плотность.

Чаша из Рогозенского клада

Движение Луны по орбите

В видео есть фраза period lunar of revolution - период лунной революции . Это полный оборот (революция луны), который составляет 27,3 земных суток или так называемый называется сидерический месяц .
Сравните Лунную Революцию и Менструальный цикл.
Полнолуние и овуляция на 12-14 день. Поэтому и женщина Инь-Луна ("революционерка").

РЕТРОГРАДНЫЕ ПЛАНЕТЫ

Все планеты нашей солнечной системы располагаются в определённом порядке и находятся на определённом расстоянии от Солнца. Наблюдая с Земли за положением планет, мы можем заметить, что периодически они как бы останавливаются и затем начинают двигаться вспять по своей орбите. На самом деле, конечно же, планеты не движутся назад. Просто наша Земля «обгоняет» по своей орбите ту или ную планету. Вот и кажется наблюдателю с Земли, что планета-сосед начала «пятиться» назад.
Такое явление астрологи и астрономы подметили много веков назад и назвали его «ретроградным движением» .
Так как каждая планета имеет своё влияние на Землю и, сответственно, на всё живое на Земле, то каждой из планет присвоены определёные свойства (качества) её влияния на людей, события, течение процессов.
Ретроградное (попятное) движение имеют все небесные светила, кроме Солнца и Луны .

Так выглядит видимое движение Меркурия и Венеры

Видимое движение Марса, Юпитера, Сатурна и Урана

А так бы видели если находились на Солнце.

Ретроградное движение Меркурия.

Ретроградное движение Марса.

Примерно так движется Марс относительно земли. Там где переход цвета с одного на другой, планета делает петлю, это происходит когда мы догоняем Марс, а потом он начинает отставать от Земли.

В центе наблюдатель-Мы Люди жители планеты Земля.

Вот откуда эти "диски-тарелки" на иллюстрации это орбиты Марса!

Если августовским вечером, вскоре после захода Солнца, вы поглядите на восток, то увидите очень яркую красноватую "звезду". По яркости ее можно было бы принять за Венеру, но вечером Венеры на востоке не бывает. Это Марс, а столь яркий он потому, что сейчас идет противостояние Земли и Марса, причем не простое. (2003 год).
Примерно каждые два года Земля и Марс, двигаясь по своим орбитам, сближаются друг с другом. Подобные сближения называются противостояниями. Если бы орбиты Земли и Марса были круговыми и лежали строго в одной плоскости, то противостояния происходили бы строго периодически (между ними бы проходило чуть больше двух лет) и Марс приближался бы к Земле всегда на одно и то же расстояние. Однако это не так. Хотя плоскости орбит планет достаточно близки и орбита Земли почти круговая, но эксцентриситет марсианской орбиты достаточно велик. Поскольку интервал между противостояниями не совпадает ни с земным, ни с марсианским годом, то максимальное сближение планет происходит в разных точках их орбит. Если противостояние случается вблизи афелия . (από «апо» - из, от = отрицание и отсутствие чего-либо, ηλιος «гелиос» - Солнце) орбиты Марса (это приходится на зиму в северном полушарии Земли), то расстояние между планетами оказывается достаточно велико - около 100 млн. км. Противостояния вблизи перигелия марсианской орбиты (которые происходят в конце лета) гораздо более тесные. Если Марс и Земля сближаются на расстояние меньшее 60 млн. км, то подобные противостояния называют великими. Они случаются каждые 15 или 17 лет и всегда использовались астрономами для интенсивных наблюдений красной планеты. (Истории наблюдений Марса посвящена подробная .)
Однако противостояние 2003 года оказывается не просто великим, а величайшим, событием , подобного которому не было несколько тысяч лет!

Рассмотрим подробнее, что происходит во время противостояния.

По определению противостоянием называется такая конфигурация (взаимное расположение) Солнца, Земли и планеты, когдаэклиптическая широта планеты, отличается от широты Солнца на 180o. Ясно, что такая ситуация возможна только для внешних планет.
Внешние планеты- планеты юпитеровой группы, планеты Солнечной системы, обращающиеся за пределами орбиты Марса (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон); имеют ряд сходных физических характеристик. Термин «В. п.» иногда отождествляют с термином «верхние планеты».
Если спроецировать планету на плоскость эклиптики (а Земля и Солнце всегда находятся в этой плоскости), то в момент противостояния центры всех трех тел окажутся на одной прямой (Земля между Солнцем и планетой). В момент противостояния достигается максимальная фаза Марса, наступает "полномарсие" (этот искусственный термин введен по аналогии с полнолунием). Отличие фазы Марс от единицы связано только с тем, что он движется не в плоскости эклиптики.
Поскольку орбиты Марса и Земли не круговые, а их плоскости не совпадают, то момент противостояния близок, но не совпадает с моментом максимального сближения планет. С расстоянием между планетами однозначно связан видимый угловой размер Марса, который достигает максимума при наибольшем сближении.
Блеск (видимая звездная величина) Марса зависит как от его удаления от Земли, так и от фазы. Таким образом этот момент также будет близок к противостоянию, но в общем случае не будет совпадать ни с ним, ни с моментом максимального сближения планет.
Еще два важных события - прохождение Марса через перигелий своей орбиты и прохождение Земли через точку ближайшую к перигелию орбиты Марса. Земля проходит ближайшую к перигелию орбиты Марса точку всегда в одно и то же время года - примерно 28 августа. Слово примерно здесь появилось из-за того, что земной год не кратен суткам, поэтому дата прохождения этой точки меняется от года к году в пределах суток. В 2003 году марс пройдет свой перигелий 30 августа. Чем ближе к перигелию орбиты Марса оказываются планеты в противостоянии, тем сильнее они сближаются и тем более великим будет противостояние. Приведенный ниже рисунок служит этому иллюстрацией.

Противостояния Марса с 1997 г. по 2010 г. Вдоль орбиты Земли (внутренняя окружность) указаны месяцы ее прохождения по данному участку. У орбиты Марса (наружная окружность) указаны точки перигелия (Р) и афелия (А). На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса в астрономических единицах. (Рисунок взят изстатьи В.Г.Сурдина).Вид от Солнца.

Планетарное движение

Видимые с Земли движения Марса по своей орбите. Чтоб оказаться в исходной точке, Марсу нужно сделать 7 кругов-7 орбит, тогда он займёт практически первоначальное положение.

Семиконечная звезда может быть только при взаимном движении Земли и Марса.

Вот так тоже выглядит видимое движение Марса с Земли. Земля в центре рисунка.
Цифрами обозначены точки соединений и противостояний Марса, в центре синим цветом показана Земля.

Трек марса.

Видимый путь Марса относительно Земли вычерченный с помощью птоломеевых эпициклов и деферентов. Малый пунктирный круг - главный эпицикл, большой - деферент.
Действительное движение Марса относительно Земли в предположении неподвижности Земли.

Сравнение этой кривой с той, которая видна на соседнем рисунке, показывает, насколько хорошо птоломеева система представляла наблюдаемое нами движение планет. Различие этих кривых заключается, главным образом, в том, что в кривой, соответствующей действительным отношениям, вторая петля меньше первой, тогда как, по Птоломею, все петли обязательно должны быть одинаковой величины.

Объяснение сложного видимого движения «верхней» (внешней) планеты, по Копернику. Когда Земля занимает положение Т1, а планета положение P1, то планета должна казаться на небосводе в точке P"1. Планета движется медленнее Земли; когда Земля переместится из положения Т1 в Т2, планета передвинется из точки P1 в P2 и мы ее увидим в направлении Т2-P2 в точке небосвода P"2, т. е. планета передвинется между звездами справа налево, по направлению стрелки № I. Когда Земля занимает положение Т3, то планету мы увидим по направлению Т3-P3 в точке небосвода P"2, так что планета в точке небосвода P"2 как бы остановилась, а затем пошла вспять, слева направо, по стрелке № 2. Таким образом, стояние и обратное движение планеты - кажущиеся явления, происходящие вследствие движения Земли по орбите.

Видимое движение Марса,временной промежуток 15 лет.

В центре треугольника Земля и Луна, это то самое (всевидящее око) только это не на нас смотрят, а наоборот мы ведём свои наблюдения с планеты Земля.

Для наблюдателя с Земли,движение Солнца, выглядит именно так.

Венере чтоб занять своё первоначальное положение нужно сделать оборотов- 5 орбит. Движение Венеры относительно Земли. Круг внутри пятигранника это эклиптика Солнца,звезда и пятиугольник получаются при взаимном вращении Земли и Венеры относительно друг друга. График движения Венеры относительно Земли.

Тоже видимое движение Венеры,только у неё 5 лепестков, 5 орбит, 5 лучей, другие планеты подобного не нарисуют, подобный рисунок получается из за взаимного движения Солнца -Земли и Венеры. Из за разного расстояния и скорости движения, а так же из за местоположения планеты относительно Земли (рисунки-графики имеют существенное отличие).

Схема показывающая сближение и расхождение Венеры с Землёй.

Связь пирамид Хеопса, Хефрена и Микерина, их малых спутниц и Сфинкса с Солнечной системой. Сфинкс символизирует собой Солнце в созвездии Льва . Пирамиде Хеопса соответствует планета Венера, пирамиде Хефрена – планета Земля, пирамиде Микерина – планета Марс, а малым спутницам пирамид – спутники планет.
Мексика
И так пирамида это инструмент для наблюдения за небесными объектами, вершина пирамиды указывает на самую верхнюю точку, наблюдаемого объекта, над уровнем горизонта,в случае с Венерой это верхнее соединение, произойдёт оно 15 августа. А например с Солнцем это зенит в день летнего солнцестояния, есть пирамида солнца в Мексике, такие инструменты расставлены по всему миру.

Вид планеты Венеры с Земли. Credit: Carol Lakomiak

Наблюдение планеты Венеры с Земли.

Поскольку Венера ближе к Солнцу чем Земля, она никогда не кажется слишком удалённой от него: максимальный угол между ней и Солнцем составляет 47.8°. Вследствие таких особенностей положения на небе Земли своей максимальной яркости Венера достигает незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца. В течение 585 суток периоды её вечерней и утренней видимости чередуются: в начале периода Венера видна только по утрам, затем – спустя 263 дня, она подходит очень близко к Солнцу, и его яркость не позволяет видеть планету в течение 50 дней; затем наступает период вечерней видимости Венеры, продолжительностью 263 дня, пока планета снова не скроется на 8 дней, оказавшись между Землёй и Солнцем. После этого чередование видимости повторяется в том же порядке.
Распознать планету Венеру легко, ведь на ночном небе она – самое яркое после Солнца и Луны светило, достигающее в максимуме -4,4 звёздной величины. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет.
При наблюдении Венеры, даже в небольшой телескоп, можно увидеть как со временем меняется освещенность её диска, т.е. происходит смена фаз, которую первым наблюдал Галилео Галилей в 1610 г. При наибольшем сближении с нашей планетой, освященной остаётся лишь малая часть Венеры и она принимает вид тоненького серпа. Орбита Венеры в это время находится под углом 3,4° к орбите Земли, так что обычно она проходит чуть выше или чуть ниже Солнца на расстоянии до восемнадцати солнечных диаметров.
Но иногда наблюдается ситуация, при которой планета Венера располагается приблизительно на одной линии между Солнцем и Землёй и тогда можно увидеть крайне редкое астрономическое явление – прохождение Венеры по диску Солнца, при котором планета принимает вид маленького тёмного «пятнышка» с диаметром 1/30 солнечного.

Явление это происходит примерно 4 раза за 243 года: сначала наблюдаются 2 зимних прохождения с периодичностью 8 лет, затем длится промежуток продолжительностью 121,5 год, и происходит ещё 2, на этот раз летних, прохождения с той же периодичностью 8 лет. Зимние прохождения Венеры затем можно будет наблюдать только через 105,8 лет.
Необходимо отметить, что если продолжительность 243-годового цикла – величина относительно постоянная, то периодичность между зимними и летними прохождениями внутри него меняется, вследствие небольших несоответствий в периодах возвращения планет к точкам соединения их орбит.
Так, до 1518 года внутренняя последовательность прохождений Венеры выглядела как «8-113,5-121,5», а до 546 года произошло 8 прохождений, промежутки между которыми равнялись 121,5 году. Существующая сейчас последовательность сохранится до 2846 года, после чего её сменит другая: «105,5-129,5-8».
Последнее прохождение планеты Венеры, длительностью 6 часов, наблюдалось 8 июня 2004 года, следующее состоится 6 июня 2012 года. Затем наступит перерыв, окончание которого будет только в декабре 2117 года.

Движение Солнца и планет по небесной сфере.

Движения Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.
Солнце движется почти равномерно (почти - из-за эксцентриситета орбиты Земли) по большому кругунебесной сферы, называемому эклиптикой, с запада на восток (то есть в сторону, противоположную вращению небесной сферы), совершая полный оборот за один тропический год.

Изменение экваториальных координат Солнца

Когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его прямое восхождение и склонение равны нулю. С каждым днём прямое восхождение и склонение Солнца увеличиваются, и в точке летнего солнцестояния прямое восхождение становится равным 90° (6h), а склонение достигает максимального значения +23°26". Далее, прямое восхождение продолжает увеличиваться, а склонение уменьшается, и в точке осеннего равноденствия они принимают значения 180° (12h) и 0°, соответственно. После этого, прямое восхождение по-прежнему увеличивается и в точке зимнего солнцестояния становится равным 270° (18h), а склонение достигает минимального значения −23°26", после чего вновь начинает расти.

Верхние и нижние планеты

В зависимости от характера движения по небесной сфере, планеты делятся на две группы: нижние (Меркурий, Венера) и верхние (все остальные планеты, кроме Земли). Это исторически сохранившееся деление; также используются более современные термины - внутренние и внешние (по отношению к орбите Земли) планеты.
Во время видимого движения нижних планет у них происходит смена фаз, как у Луны. При видимом движении верхних планет, смены фаз у них не происходит, они всё время повёрнуты к земному наблюдателю своей освещенной стороной. Если же наблюдатель, например, АМС, находится, скажем, не на Земле, а за орбитой Сатурна, то кроме смены фаз у Меркурия и Венеры, он сможет наблюдать смену фаз у Земли, Марса, Юпитера и Сатурна.

Движение нижних планет

В своём движении по небесной сфере Меркурий и Венера никогда не уходят далеко от Солнца (Меркурий - не дальше 18° - 28°; Венера - не дальше 45° - 48°) и могут находиться либо к востоку, либо к западу от него. Момент наибольшего углового удаления планеты к востоку от Солнца называется восточной или вечерней элонгацией; к западу - западной или утренней элонгацией.
При восточной элонгации планета видна на западе вскоре после захода Солнца. Двигаясь с востока на запад, то есть попятным движением, планета сначала медленно, а потом быстрее, приближается к Солнцу, пока не скрывается в его лучах. Этот момент называется нижним соединением (планета проходит между Землёй и Солнцем). Спустя некоторое время её становится видно на востоке незадолго до восхода Солнца. Продолжая попятное движение, она достигает западной элонгации, останавливается и начинает двигаться с запада на восток, то есть прямым движением, догоняя Солнце. Догнав его, она снова становится невидимой - наступает верхнее соединение (в этот момент Солнце оказывается между Землёй и планетой). Продолжая прямое движение, планета вновь достигает восточной элонгации, останавливается и начинает попятное движение - цикл повторяется

Движение верхних планет

У верхних планет также чередуются прямое и попятное движение. Когда верхняя планета видна на западе вскоре после захода Солнца, она движется по небесной сфере прямым движением, то есть в ту же сторону, что и Солнце. Однако скорость движения верхней планеты по небесной сфере всегда меньше, чем у Солнца, поэтому наступает момент, когда оно догоняет планету - происходит соединение планеты с Солнцем (последнее оказывается между Землёй и планетой). После того, как Солнце обгонит планету, её становится видно на востоке, перед восходом Солнца. Скорость прямого движения постепенно уменьшается, планета останавливается и начинает перемещаться среди звёзд с востока на запад, то есть попятным движением. В середине дуги своего попятного движения планета находится в точке небесной сферы, противоположной той, где в этот момент находится Солнце. Это положение называется противостоянием (Земля находится между Солнцем и планетой). Через некоторое время планета снова останавливается и меняет направление своего движения на прямое - и цикл повторяется.

Расположение планеты на 90° к востоку от Солнца называется восточной квадратурой, а на 90° к западу - западной квадратурой.

(1)-Летнее солнцестояние 21июня, (2)-16августа,(3)-равноденствие 23сентября, (4)-зимнее солнцестояние 21декабря.

Круги на полях 麥田怪圈