火星自转的相对论贡献

背景：火星的定向与自转可由一组欧拉角描述，其通过射电科学数据估计，并用于推断火星内部性质。数据分析采用在太阳系质心天球参考系（BCRS）内表达的模型。目的：我们提供新的且更精确（达到 $0.1$ 毫角秒水平）的相对论修正估计，这些修正需包含在火星定向与自转的 BCRS 模型中，以避免对数据的误读。方法：火星自转与定向中存在两类相对论贡献：(i) 直接影响欧拉角的贡献；(ii) 由局部火星参考系与 BCRS 之间时间变换引起的贡献。前者本质上对应于测地效应。我们假设火星沿开普勒轨道运动来计算它们。对于后者，我们计算时间变换的效应，并比较由星历表描述的实际轨道所得旋转角修正。结果：经度上的相对论修正主要来自测地效应，导致测地进动（6.754 毫角秒/年）和测地年章动（0.565 毫角秒振幅）。对于自转角，修正主要由时间变换效应主导。主要的年、半年和三分之一年项振幅分别为 166.954 毫角秒、7.783 毫角秒和 0.544 毫角秒。年项振幅与学界通常采用的估计相差约 9 毫角秒。我们识别出火星-木星和火星-土星会合周期的新项（振幅 0.567 毫角秒和 0.102 毫角秒），考虑到当前测量的不确定度水平这些是相关的，以及对自转速率的贡献（7.3088 毫角秒/天）。对黄赤交角无显著修正。