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Baryzentrische Ephemeriden

Baryzentrische Ephemeriden

Leitung:  Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
E-Mail:  mueller@ife.uni-hannover.de
Team:  Dr.-Ing. habil. Enrico Mai
Jahr:  2012
Förderung:  DFG FOR1503 Reference Systems
Ist abgeschlossen:  ja

Motivation

Baryzentrische Ephemeriden repräsentieren dynamische Realisierungen des baryzentrischen Himmelsreferenzsystems (BCRS). Das BCRS ist nicht nur für die Navigation interplanetarer Raumsonden fundamental, sondern auch durch seine enge Verknüpfung mit dem geozentrischen Himmelsreferenzsystem (GCRS), sowie jeglichem hoch-präzisen geozentrischen Referenzsystem, und damit für die Modellierung der globalen Geodynamik. Innerhalb der DFG-Forschergruppe FOR1503 zu Referenzsystemen wird dieses Projekt den Zugang zu einer neuen Ephemeride ermöglichen.

Ziel

Es sollen Grundlagen für eine neue (deutsche) Ephemeride des Sonnensystems geschaffen werden, um strukturelle sowie prinzipielle Defizite moderner Ephemeriden anderer Institutionen zu überwinden. Die Arbeit fokussiert auf die Organisation von Beobachtungsdaten und deren Speicherung, die Verbesserung des Kräftemodells, eine entsprechende Softwareentwicklung und Parameterschätzung.

Bezüglich des Kräftemodells wird sich die Arbeit auf die Libration des Mondes sowie Störeinflüsse von Asteroiden konzentrieren. In Hinblick auf die künftige Prozessierung und Analyse wird ein Datenpool angelegt, in dem alle für die Realisierung des baryzentrischen dynamischen Referenzsystems (BDRS) notwendigen Daten in einem einheitlichen Format gespeichert sind. Letztendlich werden verbesserte Schätzungen fundamentaler Parameter, wie planetare Massen, Anfangspositionen und -geschwindigkeiten der Planeten sowie die Sonnenabplattung, verfügbar sein.

Verfahren

Theoretisch startet man mit der Metrik des BCRS. Für dessen Materialisierung werden jedoch die post-Newton'schen Bewegungsgleichungen für die Ephemeriden des Sonnensystems verwendet. Was die gravitationellen Wechselwirkungen zwischen Punktmassen anbelangt, kommen die gewöhnlichen relativistischen (post-Newton'schen) Einstein-Infeld-Hoffmann Gleichungen zum Einsatz. Höhere Störeffekte werden zusätzlich berücksichtigt, z.B. Figur-Figur Wechselwirkungen. Die resultierenden Bewegungsgleichungen werden simultan numerisch integriert. Auf iterative Weise werden die Startwerte sowie ausgewählte Parameter des Systems mittels planetarer Beobachtungen ausgeglichen. Die kombinierte Planeten-Mond Ephemeride wird der kollaborativen Forschergruppe in nachgefragtem/n Format/en zur Verfügung gestellt.