Dagen en jaren op elke wereld

Op Venus draait de planeet zo langzaam dat een omwenteling langer duurt dan een reis rond de zon. Een dag is niet overal hetzelfde, en een jaar ook niet. Hier is hoe je beide kunt uitwerken, op elke wereld.

Een dag en een jaar zijn twee verschillende klokken, en elke wereld stelt ze anders in.

Kijk.

Een dag is de tijd die een wereld nodig heeft om één keer rond te draaien. Een jaar is de tijd die het duurt om eenmaal rond de Zon te gaan. Op aarde zijn dit ongeveer 24 uur en 365 dagen. Andere werelden zijn heel anders.

Wereld	Lengte van de dag	Lengte van het jaar
Kwik	176 aarddagen	88 aarddagen
Venus	117 aarddagen	225 aarddagen
Aarde	24 uur per dag	365 dagen per jaar
Mars	24 uur 40 minuten	687 aarddagen
Jupiter	9,9 uur	11,9 Aardjaren
Saturnus	10,7 uur	29,4 aardjaren
Uranus	17,2 uur	84 aardse jaren
Neptunus	16,1 uur	164,8 aardjaren

Enkele verrassingen:

• Aan Kwik, een dag (zonsopgang tot zonsopgang) duurt twee van zijn jaren.
• Venus draait achteruit en heel langzaam.
• De reuzenplaneten draaien het snelst van allemaal, ook al zijn ze de grootste.
• Een Mars dag is bijna hetzelfde als de onze, wat handig is voor rover teams op aarde.

Gebruik het vergelijkingspaneel onder de orrery om twee werelden te vergelijken.

Begrijp je?

Er zijn twee soorten dagen, en het verschil is belangrijk.

• De siderische dag is één rotatie gemeten tegen de verre sterren. De aardse is 23 uur 56 minuten 4 seconden.
• De zonnedag is van de ene middag tot de volgende. Terwijl de aarde draait, beweegt ze ook ongeveer 1/365 van haar baan rond de zon, dus moet ze een beetje extra draaien (ongeveer 1 graad) voordat de zon weer boven je hoofd staat. Dat duurt nog eens 4 minuten, dus 24 uur.

Voor de meeste planeten zijn de twee dagen bijna hetzelfde. Voor slow spinners zijn ze heel anders. Mercurius draait één keer per 58,6 aarddagen en zijn jaar is 88 dagen. De twee bewegingen combineren zodat een zonnedag 176 aarddagen duurt: precies twee Mercuriusjaren. Mercurius draait precies drie keer voor elke twee banen, een vergrendeling veroorzaakt door de getijden van de Zon.

Venus draait achteruit (retrograde), eenmaal per 243 aarddagen. Omdat de rotatie en de baan tegenovergesteld zijn, tellen ze bij elkaar op en is de zonnedag korter dan de rotatie: ongeveer 117 aarddagen.

Jaren worden langer met afstand om twee redenen: het pad is langer en de planeet beweegt langzamer. De aarde beweegt met ongeveer 29,8 km/s; Neptunus met ongeveer 5,4 km/s over een pad dat 30 keer langer is.

Meester

De zonnedag volgt uit de twee hoeksnelheden. Met de siderische rotatieperiode P_rot (negatief voor retrograde) en de baanperiode P_orb, beide gemeten in dezelfde richting:

1 / P_solar = 1 / P_rot − 1 / P_orb

Controleer Aarde: 1/0.99727 − 1/365.256 = 1.00274 − 0.00274 = 1.00000 per dag, dus P_solar = 1 dag.

Check Mercurius: 1/58.646 − 1/87.969 = 0.017052 − 0.011368 = 0.005684, dus P_solar = 175.9 dagen.

Check Venus (retrograde, P_rot = −243.018 dagen): 1/(−243.018) − 1/224.701 = −0.004115 − 0.004450 = −0.008565, dus |P_solar| = 116.75 dagen. Het minteken geeft aan dat de zon in het westen opkomt op Venus.

De jaren volgen de derde wet van Kepler: T² ∝ a³ voor alles wat om de zon draait. Met T in jaren en a in au, is T = a^1.5. Neptunus op a = 30,07 au geeft T = 30,07^1,5 = 164,9 jaar, overeenkomend met de waargenomen 164,79. Het kleine verschil komt door afronding en de kleine massa’s van de planeten, die in Newtons versie van de wet zijn opgenomen.