Bilim adamları, Ay’daki GPS benzeri bir sistem için en uygun parametreleri hesaplamak amacıyla Fibonacci spiralini kullanarak, ay navigasyonu için yeni bir yöntem geliştirdiler. Yenilikçi yaklaşım, Ay’ın ayırt edici yarı ana ve yarı küçük eksenleriyle karakterize edilen benzersiz elipsoidal şekline dayalı olarak daha doğru haritalama sunarak, ay araç navigasyonunun modernleştirilmesine yardımcı oluyor.
Gelecek seferlerin haritasını çıkarmak için ay yüzeyinin araştırılmasına uygun navigasyon sistemleri.
Eötvös Loránd Üniversitesi (ELTE) Fen Fakültesi’nde jeofizik öğrencisi olan Kamilla Cziráki, ay yüzeyi keşiflerine uygun navigasyon sistemlerini incelemek için yeni bir yaklaşıma öncülük ediyor. Jeofizik ve Uzay Bilimleri Bölümü başkanı Profesör Gábor Timár ile işbirliği içinde, Dünya’nın parametrelerini uyarlamak için 800 yaşındaki matematikçi Fibonacci’nin metodolojisini uyguladılar. Küresel Konumlama Sistemi Ay için sistem.
Bulguları dergide yayınlandı Acta Geodaetica ve Geophysica.
Şimdi, insanlık yarım yüzyıl sonra Ay’a dönmeye hazırlanırken, odak noktası Ay’da gezinmenin olası yöntemleri üzerinde. Apollo misyonlarındaki ay araçlarının modern haleflerinin artık Dünya’daki GPS sistemine benzer bir tür uydu navigasyonu ile desteklenmesi muhtemel görünüyor.
Dünya söz konusu olduğunda, bu sistemler gezegenimizin gerçek şeklini, jeoidi, hatta deniz seviyesiyle tanımlanan yüzeyi bile hesaba katmaz, ancak jeoide en iyi uyan dönme elipsoidini hesaba katar. Kesişimi, ekvatorda Dünya’nın kütle merkezinden en uzak ve kutuplarda ona en yakın olan bir elipstir. Dünyanın yarıçapı 6400 kilometrenin biraz altındadır ve kutuplar merkeze ekvatordan yaklaşık 21,5 kilometre daha yakındır.
Ay’a en iyi uyan elipsoidin şekli neden ilginçtir ve onu tanımlamak için hangi parametreler kullanılabilir? Ay’ın ortalama 1737 kilometrelik yarıçapıyla karşılaştırıldığında kutuplarının kütle merkezine ekvatordan yarım kilometre daha yakın olması neden ilginçtir? GPS sisteminde denenip test edilen yazılım çözümlerini Ay’a uygulamak istersek, programların Dünya’dan kolayca aktarılabilmesi için bu elipsoidin yarı ana ve yarı küçük ekseni olmak üzere iki sayı belirtmemiz gerekir. Ay’a.
Ay, Dünya etrafındaki yörünge periyoduna eşit bir dönüş periyoduyla daha yavaş döner. Bu, Ay’ı daha küresel hale getirir. Neredeyse bir küre ama tam olarak değil. Ancak şimdiye kadar yapılan Ay haritalamaları için, bir küre şekline yaklaşmak yeterli olmuş ve gök arkadaşımızın şekliyle daha fazla ilgilenenler, daha karmaşık modeller kullanmışlardır.
İlginç bir şekilde, Ay’ın şeklinin dönen bir elipsoid ile yaklaşıklaştırılması daha önce hiç yapılmamıştı.
Bu tür hesaplamalar en son 1960’larda Sovyet uzay bilimciler tarafından Ay’ın Dünya’dan görülebilen tarafındaki veriler kullanılarak yapılmıştı.
Jeofizik alanında uzmanlaşmış ikinci sınıf yer bilimleri öğrencisi Kamilla Cziráki, Ay’ın teorik şekline en iyi uyan dönen elipsoidin parametrelerini hesaplamak için danışmanı Jeofizik ve Uzay Bilimleri Bölüm başkanı Gábor Timár ile birlikte çalıştı.
Bunu yapmak için, ay selenoid adı verilen mevcut bir potansiyel yüzeyin veri tabanını kullandılar; buradan yüzeydeki eşit aralıklı noktalarda bir yükseklik örneği aldılar ve bir dönüşe en iyi uyan yarı ana ve yarı ana eksenleri aradılar. elipsoid. Örnekleme noktalarının sayısı kademeli olarak 100’den 100.000’e çıkarılarak iki parametrenin değerleri 10.000 noktada sabitlendi.
Çalışmanın ana adımlarından biri, çeşitli olası çözümlerle N noktalarının küresel bir yüzey üzerinde düzgün bir şekilde nasıl düzenleneceğini araştırmaktı; Kamilla Cziráki ve Gábor Timár en basit olanı olan Fibonacci küresini seçtiler. Fibonacci spirali çok kısa ve sezgisel kodlarla uygulanabilmektedir ve bu yöntemin temelleri 800 yaşındaki matematikçi Leonardo Fibonacci tarafından atılmıştır. Yöntem aynı zamanda GPS tarafından kullanılan WGS84 elipsoidinin iyi bir yaklaşımını yeniden oluşturarak bir doğrulama olarak Dünya’ya da uygulandı.
Referans: “GRAAIL’in selenoid modeline dayalı en uygun ay elipsoidinin parametreleri”, Kamilla Cziráki ve Gábor Timár, 27 Haziran 2023, Acta Geodaetica ve Geophysica.
DOI: 10.1007/s40328-023-00415-w