太阳系轨道图

**JUNE 10 2019 | TABLETOP WHALE **

这幅地图显示了太阳系中超过18000小行星的轨道。这包括我们所知道的直径超过10千米的所有东西——大约10000颗小行星——以及8000个未知大小的随机物体。这张地图显示了1999年新年前夜每颗小行星的确切位置。 这张地图的所有数据都由NASA共享,并向公众开放。然而,数据存储在几个不同的数据库中,因此我必须进行大量的数据清理。我已经在开源代码和教程中(https://github.com/eleanorlutz/asteroids_atlas_of_space)详细解释了所有的步骤,所以这篇博文只写一下过程的梗概:

img

这张地图最具挑战性的部分之一就是如何让所有东西都清晰可见。事实证明,太阳系里的事物在某种程度上是对数分布的。离太阳近的物体呈指数增长,小的物体相比大的也呈指数增长。所以我用径向对数比例尺把大的,远的,小的,近的都画在同一幅地图上。对数地图不是特别常见,但在这种情况下,我认为这是可以的,因为没有人会使用这个地图导航。

img

对于这张地图,我使用了NASA HORIZONS服务器来生成以太阳为中心的轨道路径。但是HORIZONS也可以产生以其他任何地方为中心的轨道。从左到右,这些花状图案显示了从地球上看到的水星、金星、火星、木星、土星和天王星令人惊讶的美丽路径。特别的是金星在历史上曾被描述为五角金星或玫瑰金星。

在这种大小的数据集中,有太多的异常,所以我使用设计“指导原则guidelines”而不是规则rule来设计这个地图。例如,一开始我想绘制每颗小行星的轨道尾迹追溯到10年前。但许多小行星没有足够的数据,而且内部小行星的移动速度如此之快,以至于从重叠的线条看不清地图。所以最后,小行星的轨迹追溯到最后一个可能的数据点,或是10年,或是该物体轨道的四分之一——以最小的为准。

名称标签也是相当随意的。我试着给所有最大最重要的小行星贴上标签,比如我们用宇宙飞船研究过的那些小行星。我还包括了太阳系外的所有已命名天体,因为这些数据非常稀少。由于我没有足够的空间留给其他天体,我选择了个人最喜欢的,比如Moomintroll, O ‘Keefe和Sauron。遗憾的是,并没有命名为我的名字Eleanor的小行星,但你可以通过搜索the JPL Small-Body Database Browser(https://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi)来确定你自己的名字是不是小行星。

img

一些早期的Python实验是关于轨道路径的可视化。在这些草稿中,我使用了来自海王星、木星和土星卫星的数据,因为几十颗卫星比几千颗小行星更容易管理。虽然代码最终没有使用,但我仍然非常喜欢轨道带状图(带状厚度显示了轨道在z轴上的运动)。

关于这张地图的最后一个有趣的事实是——你可能会注意到冥王星出现在海王星的轨道内。结果发现,==大约有10%的时间,冥王星实际上比海王星离太阳更近==。在1999年12月31日冥王星在远日点附近,但它却比海王星离太阳更近,因为海王星的轨迹尾巴在近日的时候缩短回一个点。(实际上,在项目开始之前,我并不知道这一点,所以我花了很长时间试图在代码中找到bug,直到最终意识到地图在正常工作)。

.

Sources

Data: NASA HORIZONS, NASA Jet Propulsion Laboratory. © 2019 California Institute of Technology. Object Classification, NASA PDS: Small Bodies Node. © JPL Solar Dynamics Group. Planets and Pluto: Physical Characteristics, NASA Jet Propulsion Laboratory. © 2001 California Institute of Technology. Planetary Satellite Physical Parameters, NASA Jet Propulsion Laboratory. © California Institute of Technology. [NEO Earth Close Approaches](http://tabletopwhale.com/2019/06/10/(https://cneos.jpl.nasa.gov/ca/), NASA Jet Propulsion Laboratory. © 2019 California Institute of Technology, CNEOS Center for Near Earth Object Studies. TNO and Centaur Diameters, Albedos, and Densities V1.0, W.R. Johnston. © 2018 NASA Planetary Data System. Reference texts: Astronomy, Andrew Fraknoi, David Morrison, Sidney C. Wolff et al. © 2016 OpenStax. Fonts: The labels on this map are typeset in Moon by Jack Harvatt. The title font is RedFlower by Type & Studio. Advice: Thank you to Jeff Heer, Chloe Pursey, and Leah Willey for their helpful advice in making this map.

page.title

http://tabletopwhale.com/2019/06/10/the-solar-system.html?utm_campaign=Spatial%20Awareness&utm_medium=email&utm_source=Revue%20newsletter

comments powered by Disqus