equações orbitais e potência necessária para executá-los

Question

Devido a uma discussão sobre SO IRC hoje o, estou curioso sobre mecânica orbital, e

• As equações necessárias para resolver problemas orbitais
• O poder de computação necessário para resolver problemas complexos

A questão, em particular, está a calcular quando a terra lavra para o Sol (ou vice-versa, dependendo da estrutura de referência).

Eu suspeito que todas as forças gravitacionais dentro de nosso sistema solar pode ter de ser calculado, o que me faz pensar que tipo de cluster de computadores é necessária, ou isso pode ser feito em uma única caixa?

Eu não tenho a experiência de fazer uma volta do teste guardanapo aqui, mas talvez você faz?

Além disso, grande thx para Gortok para a inspiração original (ver comentários).

-Adam

Answer 1

Três Problema Corpo na Wikipedia. Quando você tem mais de dois corpos em um campo gravitacional e você não pode simplificar o problema, é muito difícil:)

Answer 2

Com mais de três corpos, não há solução de forma fechada. Existem vários métodos de aproximação (veja os artigos de simulação N-corpo aqui ou < a href = "http://www.scholarpedia.org/article/N-body_simulations" rel = "nofollow noreferrer"> aqui ). Dependendo da quantidade de precisão você vai exigir, você vai precisar em qualquer lugar de sete a centenas de corpos. Por causa da escala relativa (em comparação com, por exemplo, simulações de galáxias), você não será capaz de ficar muito simplificação de clustering.

No que respeita à pergunta específica, no entanto, você também tem que trabalhar em estimativas de alterações no diâmetro do Sol. Eu acho que a fase de gigante vermelha iria acontecer mais cedo do decaimento orbital, e que vai fazer o diâmetro do Sol maior do que a órbita da Terra atual.

Answer 3

Embora o problema que você colocou, sem dúvida exige computação significativa com grande precisão (ignorando questões fase de gigante vermelha, seria / será a órbita da decadência Terra para o Sol?), Existem ferramentas de software facilmente disponível para executar outro caminho celestial / órbita cálculos. Aqui estão apenas alguns:

• OrbFit
• ORSA - Orbit Reconstrução, simulação e análise

Por último, embora o software que utiliza NASA para calcular futuras órbitas e trajetórias de nave espacial, etc, cai sob noreferrer restrições ITAR , que aparentemente faz algum passado informações trajetória publicamente disponíveis para vários órgãos do nosso sistema solar, bem como grande passado e missões atuais. Isso é tratado através do Navegação e Auxiliar Informação Facility (NAIF) .

NAIF fornece software e dados com a finalidade acima:

• SPICE kit de ferramentas (para não ser confundido com o outro ferramenta SPICE familiar para cada EE major)
• dados SPICE kernels

Se você experimentar todos os itens acima, você pode aprender algo sobre equações orbitais e do poder de computação envolvido. ; -)

Answer 4

Em uma das palestras de Feynman, ele fala sobre fazer cálculos orbitais com computadores 1960-era, e como bom que foi. Nenhum computador a partir do início dos anos 1960 tem em qualquer lugar perto o poder do meu telefone ou DS, e as coisas que eu realmente comprar para uso como computadores é muito mais poderoso.

Você tem o computrons, amigo. As forças são fáceis de calcular, também, uma vez que é tudo gravitacional e os planetas podem ser tratados como massas pontuais. Pode ser mais fácil para calcular as órbitas planetárias analiticamente, e tratar perturbações gravitacionais como empurrões discretos. Vá em frente. Se você quiser ajudar, encontrar algo em mecânica orbital ou falar com um físico ou um astrônomo.

Isso não vai ajudá-lo a encontrar quando a Terra atinge o Sol, desde a nossa órbita é extremamente estável. No entanto, em alguns bilhões de anos, o Sol vai se expandir muito, e pode chegar a nossa órbita. Ainda assim, ele pode ser um projeto divertido.