Wie kann ich eine totale Sonnenfinsternis auf einem erdähnlichen Planeten verlängern?

Ich hatte das Glück, Zeuge der totalen Sonnenfinsternis zu werden, die im vergangenen August die USA überquerte, aber obwohl sie beeindruckend war, war sie auch ziemlich kurz – sie dauerte an meinem Standort knapp zwei Minuten. Ich möchte die Intensität der Erfahrung für eine weniger technologisch fortgeschrittene Zivilisation erhöhen, indem ich die Dauer der Sonnenfinsternis so weit wie möglich hinausziehe.

Ich sehe, dass totale Sonnenfinsternisse auf der Erde bis zu etwa siebeneinhalb Minuten dauern können, wenn sich die Erde in der Nähe des Aphels befindet, der Mond in der Nähe des Perigäums ist und die Sonnenfinsternis in der Nähe des Äquators stattfindet.

Aber können wir das noch länger ausziehen?

Gibt es angesichts eines Planeten und Mondes, die ungefähr wie Erde und unser Mond sind, Modifikationen, die wir an der Umlaufbahn, Größe oder Rotationsgeschwindigkeit eines der beiden Körper vornehmen können, um dies zu verlängern und gleichzeitig ein stabiles System aufrechtzuerhalten?

Mein Ziel sind 15 Minuten für einen einzelnen Ort auf dem Planeten, um Zeuge einer Sonnenfinsternis zu werden, idealerweise während ich die Korona der Sonne sehen kann. Vorzugsweise wird die Sonnenfinsternis eher von einem Mond als von einem großen Planeten verursacht.

Bonuspunkte, wenn diese lange totale Sonnenfinsternis für ein bestimmtes Gebiet relativ häufig auftreten kann, wobei "häufig" als irgendwo zwischen einem Monat und einem Jahrzehnt definiert ist (damit eine Generation von Menschen mehrere solcher Ereignisse während ihres Lebens erlebt).

Wenn es nicht das Erde-Mond-System sein muss, stell dir einfach einen wirklich weit entfernten, massereichen Mond vor, oder?
Ich würde es vorziehen, den Radius des Planeten "Erde" nach Möglichkeit innerhalb von 75% -125% des Radius der Erde zu halten. Wie massiv könnte ein Mond sein, bevor er nicht mehr als „nur ein Mond“ betrachtet wird?
Ja, wenn Sie sich in einem JET-Flugzeug befinden, das je nach Standort zwischen 1500 und 2400 Meilen pro Stunde fliegt, kann es genau den Durchmesser der Erde zurücklegen, wenn Sie Glück haben. Übrigens, was hat es mit Worldbuilding zu tun?
Dies wird besser in Astronomy Stack Exchange gefragt
@ user6760 Das wäre nicht für einen einzelnen Standort. Ich nehme an, Sie könnten die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten verlangsamen, aber vermutlich hat es Konsequenzen, wenn Sie dies zu drastisch tun.
@L.Dutch Es ist kein Thema in der Astronomie, weil es eine hypothetische Frage ist. Die schicken sie hierher.
Das ist ziemlich schwierig, versuchen wir, den Mond zu verlangsamen: Die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes beträgt beispielsweise 1000 m / s, und die Energie, die zum Ändern seiner Bahn benötigt wird, beträgt beispielsweise 4 x 10, gefolgt von 28 Nullen! Das entspricht 10 Milliarden* Zarenexplosionen (Lang- und Kurzfassung macht keinen Unterschied mehr)
Wie lange meinst du, wenn du länger sagst? Es ist besser, wenn Sie das erwähnen, damit die anderen diese Frage leichter beantworten können.
Diese Frage wird auf meta diskutiert .

Antworten (2)

Am einfachsten und effektivsten ist es, Ihren Mond näher an den Planeten zu ziehen, damit er eine größere scheinbare Größe hat und Sie sowohl häufigere als auch länger anhaltende Finsternisse bekommen.

Sie werden durch das Roche-Limit eingeschränkt , aber es gibt einen großen Spielraum, da das reale Erd- / Mondsystem einen knappen Radius von 34.638 km hat, während die reale Mondumlaufbahn etwa 384.399 km entfernt ist, was dem 21-fachen des Roche-Limits entspricht.

Beachten Sie, dass Sie drei Effekte zusammen erhalten, wenn Sie Moon hineinziehen:

  • es wird einen größeren Teil des Himmels einnehmen (Finsternisse dauern länger und treten häufiger auf)
  • es scheint sich langsamer zu bewegen (wenn es sich immer noch außerhalb von GEO befindet, sonst steigt seine scheinbare Geschwindigkeit wieder an, in die andere Richtung) (Finsternisse dauern länger)
  • Gezeitenwellen werden viel höher sein (die Situation kann instabil werden, wenn der Mond aufgrund der Energiedissipation von Gezeiten, die ihn zur Erde ziehen, zu sehr innerhalb von GEO ist).

Ich denke, Ihre beste Wette wäre, einen Mond in der Nähe von GEO zu haben, der ziemlich hohe Flutwellen hat, die sich sehr langsam bewegen.

Über die Häufigkeit der Sonnenfinsternis: Diese hängt streng vom Winkel zwischen den Bahnebenen für die Systeme Sonne-Erde und Erde-Mond ab; Wenn dieser Winkel kleiner als die scheinbare Größe des Mondes ist, haben Sie in jeder "Neumond" -Phase eine Sonnenfinsternis.

Wenn Sie uns Ihr Ziel mitteilen, können wir versuchen zu berechnen, ob dies mit der Orbitalphysik vereinbar ist.

Bearbeiten :

Ich werde versuchen, die genauen Parameter zu berechnen (ich bin mit Orbitalmathematik nicht vertraut, daher kann es etwas dauern); in qualitativer Hinsicht denke ich, dass wir Folgendes tun können:

  • Beginnen Sie mit dem "echten" Erde-Mond-Sonne-System.
  • ziehen Sie den Mond näher an den Planeten heran (daher wird seine scheinbare Bewegung langsamer sein; Sie müssen etwa die Hälfte der scheinbaren Geschwindigkeit erreichen; beachten Sie : "Mondmonate" werden entsprechend länger sein).
  • Reduzieren Sie den Monddurchmesser, damit seine scheinbare Größe gleich bleibt (~= 0,5°; erforderlich, um die Sonnenkorona zu sehen).
  • Winkel zwischen Planetenbahnebene und Mondbahnebene verringern, so dass Sie bei jedem "Neumond" irgendwo eine Sonnenfinsternis haben (dieser Winkel sollte kleiner sein als das Winkelmaß des Mondes ~= .5°).
  • Ich würde es vermeiden, zu viel Rotationsgeschwindigkeit des Planeten zu ändern (es würde die Tageslänge ändern).
  • Ich habe keine Ahnung (Vorschläge sind willkommen), wie man die Auswirkungen von Änderungen auf Flutwellen berechnet (ein näheres Ziehen würde die Wirkung erhöhen, aber ein schrumpfender Satellit würde sie verringern; Quadrat / Würfel könnten zutreffen, da die Schwerkraft mit dem umgekehrten Quadrat abnimmt, während die Masse ein Würfel der Dimensionen ist und wir können annehmen s ich n a ≃ a )
Je näher Sie dem Mond kommen, desto schneller bewegt er sich auch am Himmel.
@L.Dutch: nein, der Mond "fällt derzeit zurück", da die Rotationsbewegung der Erde "schneller" ist als die Umlaufgeschwindigkeit; Wenn Sie es näher bewegen, scheint es am Himmel langsamer zu werden, obwohl es sich tatsächlich "schneller" gegen das Fixstern-Referenzsystem bewegt. Bei GEO erscheint es fixiert und bewegt sich dann wieder in die andere Richtung (von West nach Ost).
@ZioByte Ich habe mit einigen Zeitzielen aktualisiert. Ziel ist es, die Sonnenfinsternis für einen einzelnen Ort in die Länge zu ziehen. Eine Sonnenfinsternis anstreben, die 15 Minuten dauert, idealerweise, während die Korona der Sonne noch sichtbar ist.
Wenn Sie die scheinbare Größe des Mondes erhöhen, erhalten Sie nicht die gleiche Art von totaler Sonnenfinsternis - das heißt, der Mond verdeckt nur die Sonne, sodass Sie die Korona usw. sehen. Du wirst nur eine Zeit der Dunkelheit haben.

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie dies erreicht werden kann:

  • Erstens können Sie die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten sehr langsam und die Rotationsgeschwindigkeit des Mondes langsam machen, um diesen Effekt zu erzielen. Aber ich glaube kaum, dass man dadurch eine sehr lange Sonnenfinsternis bekommen kann. Auch wenn Sie dies tun, bedeutet dies, dass die Stunden an einem Tag für diesen Planeten stark zunehmen werden. Und auch diesen Effekt immer wieder zu bekommen, so dass eine Person ihn in einem Intervall von Monaten erleben kann, ist sehr unwahrscheinlich. Ein Jahrzehnt ist eher eine angemessene Zeitspanne.

  • Zweitens können Sie diesen Effekt erzielen, indem Sie Planeten vor den Planeten kommen lassen. Beachten Sie, dass der Planet, der nach vorne kommt, groß genug sein muss, um eine Sonnenfinsternis zu verursachen, da die Planeten zwischen ihnen einen großen Abstand haben. Ein Planet, der so groß ist wie der Planet (auf dem die Sonnenfinsternis stattfindet), der vor den Planeten kommt, wird also nicht funktionieren. Deshalb verursacht Merkur keine Sonnenfinsternis, wenn er zwischen Sonne und Erde kommt, aber wenn Saturn oder Jupiter zwischen Sonne und Erde kommen, könnte er eine Sonnenfinsternis verursachen. Auch durch die Verwendung dieses Prozesses können Sie die Sonnenfinsternis viele Male erhalten. Lassen Sie einfach immer wieder andere Planeten davor kommen.

Ich hoffe es hilft.

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