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Titolo: Errori nelle DE118 e DE200

Lo scorso marzo, accennavo al fatto di aver letto che le effemeridi DE200 
(prodotte e pubblicate dal JPL) erano ritenute obsolete dallo stesso JPL, ma 
non ero più riuscito a trovare il documento in cui lo si affermava.
Siccome tali effemeridi vengono ancora utilizzate (nonostante siano state 
pubblicate effemeridi molto più recenti e precise), credo che possa 
interessare la lettura del paragrafo "Problems with DE118 and DE200" a pag. 
9 del file de403iom:
http://iau-comm4.jpl.nasa.gov/de403iom/
in cui viene spiegato il motivo per il quale l'errore sulla longitudine 
della Luna arriva a 40'' (un errore elevatissimo, considerando le effemeridi 
di cui si parla).
Non riesco a trattenere lo stupore che ho nel vedere un ente come il JPL 
mettere in circolazione decine di megabyte di "roba" bacata quà e là; prima 
le DE118 e 200, ora le 414!
Cristiano 

 Cristiano 
Dante fa dire a un diavolo infernale : "Forse non credevi ch'io loico fossi"
e io te lo ribadisco, qui, davanti a tutti.
         Eliseo
-- 
«Cher ami, je te remarque plus intelligent et profond» «Chère ami, ils sont 
les autres à être plus des stupides et superficiels». (Eliseo, "Pensées")
«L'humanité est ce qu'elle est. Le problème n'est pas de la changer, mais de 
la connaître.» (Gustave Flaubert)


A parte il fatto che le effemeridi DE200 non sono più utilizzate da diversi
anni (il conosciutissimo "The Astronomical Almanac" usa le effemeridi DE405
sin dall'edizione del 2003), mentre le DE414 sono effemeridi "di lavoro",
secondo me il problema non sta tanto nelle effemeridi e nelle loro vere o
presunte inesattezze, bensì nell'uso che ne viene fatto.
Prima dell'avvento dei calcolatori elettronici, dell'era spaziale e delle
effemeridi integrate numericamente, per il "calcolo" delle effemeridi
venivano utilizzate le teorie analitiche sviluppate tra la fine del 1800 e
la prima parte del 1900, in particolare quella sviluppata da Newcomb per i
pianeti e quella sviluppata da Brown per la Luna; entrambe sono basate
unicamente sulle posizioni apparenti ricavate dalle osservazioni.
Queste teorie, più volte aggiornate nel corso di oltre 50 anni, sono tuttora
validissime, purché ci si limiti ad un arco temporale di alcuni secoli a
cavallo dell'anno 2000 e non si pretenda di calcolare la posizione di Luna e
pianeti al millesimo di secondo d'arco.
Come già fatto notare da altri, è un compito arduo cogliere le differenze
tra due previsioni di occultazioni lunari calcolate con le teorie analitiche
e con le più recenti effemeridi del JPL.
L'ultima incarnazione di grande diffusione delle teorie analitiche si deve
agli astronomi francesi che negli anni ottanta hanno sviluppato la VSOP per
i pianeti e l'ELP (entrambe in diverse versioni) per la Luna.
Non bisogna dimenticare che le teorie analitiche nascono dallo studio
matematico dell'equazione del moto dei corpi celesti e le equazioni
risultanti vengono "accordate" in modo da poter descrivere al meglio le
posizioni osservate. Le effemeridi del JPL e la stragrande maggioranza di
quelle "moderne" partono anch'esse dalle equazioni del moto di Sole, Luna e
Pianeti ma, invece di svilupparle analiticamente, le integrano numericamente
con l'aiuto dei computer. In questo caso la massa di osservazioni viene
utilizzata nelle fasi di "avvio" dell'integrazione per ottenere, tramite
numerose approssimazioni successive, posizioni e velocità iniziali di tutti
gli oggetti considerati (più altro che in questa sede non mi sembra il caso
di discutere).
Sia nelle teorie analitiche sia nelle effemeridi "integrate" il punto di
partenza è costituito dalle equazioni del moto che altro non sono che un
modello matematico più o meno dettagliato dei movimenti e delle interazioni
reciproche dei corpi del Sistema Solare.
Ovviamente un modello della realtà, per quanto preciso e dettagliato, è
comunque solo un modello e non la realtà stessa e per di più rispecchia i
limiti delle nostre conoscenze scientifiche.
Tornando alle varie effemeridi sviluppate dal JPL, se contiamo solamente
quelle più diffuse, nel corso di vari decenni sono state rilasciate le
seguenti versioni "ufficiali"
DE102
DE118
DE200
DE403/404
DE405/406
nonché le versioni intermedie o di "sviluppo"
DE409
DE410
DE413
DE414
Questo gran numero di versioni testimonia il continuo lavoro di
aggiornamento del JPL e non significa assolutamente che le integrazioni più
vecchie siano palesemente errate.
Negli ultimi decenni, grazie alle missioni spaziali, si sono accumulate una
miriade di altre osservazioni di altissima precisione riguardanti sia i
pianeti del Sistema Solare sia il sistema di riferimento astronomico nel
quale vengono misurate/calcolate le posizioni degli oggetti celesti.
Il continuo incremento nella precisione dei dati ma anche nella potenza di
calcolo resa disponibile dai computer più recenti ha comportato un
affinamento del modello matematico, divenuto via via sempre più complesso e
dettagliato.
Ad esempio:
le effemeridi DE102/DE118 erano calcolate nel sistema di riferimento
FK4/B1950, le DE200, che sono state utilizzate nel "The Astronomical
Almanac" sin dal 1984, erano invece calcolate nel sistema di riferimento
FK5/J2000.
La DE403 (che comprendeva anche il calcolo della nutatione e delle
librazioni lunari) é stata la prima delle effemeridi "moderne" ad
utilizzare, come sistema di riferimento, l'International Celestial Reference
Frame (ICRF), seguita poi dalle DE405/DE406 che utilizzavano le osservazioni
di altissima precisione ottenute dalla sonda Magellan in orbita attorno a
Venere.
Quelle successive sono effemeridi calcolate appositamente per un ben
determinato obiettivo:
le DE409 e DE410 sono state utilizzate per dirigere i due Mars Exploration
Rover, le DE413 contenevano un aggiornamento specifico dell'orbita of
Plutone per poter pianificare l'osservazione di un'occultazione stellare da
parte del satellite di Plutone Caronte mentre le DE414 costituiscono per ora
l'ultimo aggiornamento e utilizzano osservazioni delle sonde MGS e Odyssey
in orbita attorno a Marte (ma c'è già una quantità di nuove osservazioni,
come quelle riguardanti la sonda Cassini, ancora non utilizzate!).
Per quanto riguarda "l'erroraccio" nelle DE118/DE200, nel documento interno
del JPL "DE403iom.ps" si legge (liberamente tradotto):
<< Per la Luna è oggi evidente che le DE118 e DE200 contengono un errore
significativo nella longitudine lunare per gli anni precedenti il 1750.
L'integrazione delle DE118 è stata compiuta in diversi passi (lanci del
programma di integrazione), in ognuno dei quali è stato necessario far
ripartire il processo di integrazione utilizzando ogni volta i risultati
dell'integrazione precedente.
(cut)
Poiché ad ogni lancio del programma il processo di ripartenza non era
automatico, è stato commesso un errore che ha interessato tutti i pianeti a
partire dall'anno 2169, mentre un altro errore, scoperto solo recentemente,
coinvolge il calcolo della longitudine lunare procedendo a ritroso dal 1750
e che nel 1600 risulta essere in errore di quasi 40 secondi d'arco.
Come risultato le DE118 e DE200 sono strettamente valide soltanto
nell'intervallo compreso tra il 1750 e il 2169.>>
Quindi, se utilizzata nell'intervallo indicato, la DE200 NON è ERRATA,
tant'è che fino a pochi anni fa veniva utilizzata, come già detto, nel "The
Astronomical Almanac" e non penso proprio che i responsabili di tale
pubblicazione non fossero a conoscenza dei limiti di tali effemeridi.
Per concludere: tutta la serie di effemeridi del JPL costituisce, ad oggi,
quanto di meglio sia possibile reperire. Ovviamente le versioni più
"vecchie" sono state soppiantate da quelle più recenti.
Qualsiasi versione venga utilizzata, è però indispensabile rispettarne i
limiti di utilizzo, altrimenti si corre il rischio di ottenere risultati
quanto meno discutibili.
E la colpa non è del JPL ...
Tiziano Magni
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 E la colpa non è del JPL ...
La "colpa" che io attribuisco al JPL è il non rendere facilmente 
rintracciabili aggiornamenti che riguardano errori o imprecisioni che 
saltano fuori nel corso degli anni. Nel caso delle DE200, a parer mio, 
sarebbe bastato emettere un documento facilmente rintracciabile (mi 
riferisco al nome del file) in cui si fa presente ciò che è scritto in 
de403iom; un nome di file che non ricorda in alcun modo le DE200.
In conclusione, comunque, vorrei precisare che lo scopo del mio messaggio 
iniziale non era certo quello di far polemica su un ente prestigioso come il 
JPL. Come dico all'inizio di questo messaggio, volevo solo indicare un 
documento che io ho reperito per puro caso in cui si fa presente un problema 
che potrebbe interessare qualcuno.
Cristiano 

 
Se vuoi, posso dare delle mie interpretazioni che sono in parte delle
attenuanti.
1) L'interesse primario del JPL è fornire effemeridi il più possibile
accurate per il presente e l'immediato futuro, per cui la cura e
l'attenzione con cui vengono controllati  i risultati che si
riferiscono al passato è sicuramente "rilassata".
2) Il JPL ottimizza il proprio modello e il proprio integratore sulle
osservazioni disponibili, in genere privilegiando quelle moderne
rispetto a quelle del passato per ovvii motivi di affidabilità e
precisione. Perciò è facile per loro identificare una discrepanza, un
errore o un "bug" se questi si manifestano entro
l'intervallo di "fitting" delle osservazioni (in genere
limitato al secolo 20mo, mentre non è altrettanto facile fare
altrettanto al di fuori di questo intervallo.
3) Infine non tralascerei il considerare che l'errore è
sempre in agguato
Per quanti sforzi si facciano per evitare gli errori, non si può mai
essere certi di averli completamente eradicati. Non darei la croce
addosso al JPL, soprattutto dopo aver verificato, in quindici anni di
esperienza "sul campo", quanto poco basti a creare un
"bug" infinitesimo, e quanta fatica ci voglia a scovarlo.
In altre parole, è facile trovare un bug che fa scarrucolare la Luna
dall'orbita terrestre, ma per scovarne uno che te la faccia deviare
di un paio di secondi d'arco al secolo, devi sudare sangue per giorni
interi, con ogni singolo neurone che alla fine si mette la pezza
bagnata in fronte !...
---------------------------
Posted via 
http://www.AstroForum.it
-- 
Posted via a free Usenet account from 
http://www.teranews.com

Par visitation du souffle d'en haut, *Tiziano Magni*, dans son message du
*28 Oct 2007* nous a fait l'honneur d'écrire: 

 
  Non taglio *intenzionalmente* il tuo interessante intervento. Faccio solo 
notare che qui un burlone mi attribuisce affermazioni al di fuori del loro 
contesto di appartenenza. Potrei avere scritto che se si è iniziato un lavoro 
scientifico dipendente dalle effemeridi DE200 può essere non consigliabile 
passare a una "versione" successiva, per almeno due motivi. Il primo consiste 
nel rispettare l'armonizzazione degli scarti che rimangono definiti 
all'interno delle DE200 e il secondo sta nel fatto che si conoscono meglio 
gli scarti, le incongruenze e i veri errori (accidentali) rispetto alle altre 
effemeridi proprio perché è stata la più studiata!
 Per quanto riguarda la Connaissance des Temps, porto a conoscenza che 
l'edizione del *2004* si fondava sull'uso delle DE200 (dal 2005, non so, 
dovrei documentarmi) elaborata sulla Teoria VSOP82 di Bretagnon, la TOP82 di 
Simon (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) e per finire, per la Luna, la ELP 
2000-82 di Chapront-Touzé. Per i pianetini Ceres, Pallas, Juno et Vesta si 
facevano effemeridi basate sull'integrazione numerica di Rocher (1984) del 
Bureau des Longitudes.
 Quindi il 2004 non è affatto epoca remota. E senza contare che qui:
 
http://www.imcce.fr/page.php?nav=en/ephemerides/formulaire/form_ephepos.php
"caso strano" ci troviamo la DE200. Ma quel tipo vede, ma finge di non 
vedere ciò che io propongo.
 Senza poi contare che le previsioni di future eclissi lunari di Espenak 
fanno ancora uso delle oramai centenarie Teorie di Brown e di Newcomb.
 Con quel calibro di istituzioni e studiosi mi reputo in ottima compagnia.
 Poi se uno deve spedire una navicella su Marte, allora è altro discorso :-)


 Non darei la croce addosso al JPL,
Questo speravo di non doverlo leggere, perché non era questo lo scopo del 
mio post; l'ho precisato anche nella replica a Tiziano. E ho anche precisato 
che la "colpa" del JPL (da notare le virgolette) non è quella di sbagliarsi, 
ma è quella di non pubblicare informazioni facilmente rintracciabili quando 
si accorgono di eventuali carenze.
L'email che hai mandato a Standish relativa all'errore nelle DE414, guarda 
caso, sempre sulla Luna, che fine ha fatto? D'accordo, ora se ne occupa 
Folkner, ma pubblicare due righe per far presente il problema si poteva pure 
fare.
Per evitare equivoci, concludo dicendo che un semplice appassionato di 
astronomia come me può solo essere grato al JPL che mette a disposizione di 
tutti gratuitamente il massimo della precisione che può esistere, salvo 
qualche eccezione. :-)
Cristiano 

 si accorgono di eventuali carenze.
Vero, tuttavia tieni presente che quel documento, che appare oggi con data
2004, è in realtà molto datato: io lo avevo letto e scaricato già nel 1997
..
Aldo
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 già nel 1997 ..
In effetti, la versione .ps è del '99, ma la data indicata all'interno del 
documento è maggio '95; però, se non ricordo male, le DE200 risalgono ai 
primi anni '80.
Cristiano