etäisyysmuutokset

Etäisyysmuutokset tarkoittavat kahden pisteen tai kohteen välimatkan muuttumista ajan kuluessa. Ne voivat johtua liikkeestä, kappaleiden vuorovaikutuksesta tai tilan geometriasta, kuten taivaankappaleiden radan muutoksista, maan pinnan liikunnasta tai rakennusten sekä teknisten järjestelmien deformaatiosta. Ilmiö on tärkeä monilla aloilla, kuten fysiikassa, tähtitieteessä, geodesiassa ja kaukokartoituksessa.

Mechaniiikassa etäisyysmuutos määräytyy kahden kappaleen välisten nopeuksien suhteen. Jos r on kappaleiden välinen tasoruutu ja v on niiden relative velocity, etäisyyden muutosnopeus on dd/dt = (r · v)/|r|, eli nopeuden komponentti suoraan linjan pituuden suuntaisesti. Tämä on radial velocity -käsitettä vastaava idea projektiosta linjan kohtisuoraan nähden.

Taivaankappaleiden tutkimuksessa etäisyysmuutokset johtuvat sekä todellisista liikkeistä että maailmankaikkeuden laajenemisesta. Esimerkiksi Maapallon kiertoa Aurinkoa kiertävillä radoilla aiheutuvat säännölliset etäisyyden muutokset, kuun kiertoliike sekä vuorovaikutukset, jotka vaikuttavat planeettojen ja kaukoputkella havaittavien kohteiden etäisyyksiin. Suuret kosmologiset etäisyysmuutokset liittyvät universumin laajenemiseen ja ne vaikuttavat mittauksiin, kuten etäisyys- ja punasiirtymäarvoihin.

Mittausmenetelmät ja -menetelmien tarkkuus vaihtelevat sovelluksesta riippuen. Keskeisiä keinoja ovat:

- parallaksin mittaus, kolmiulotteisen etäisyyden ja muutosnopeuden arviointiin

- etäisyysmittaukset käyttämällä radaria, laser- tai time-of-flight -menetelmiä

- satelliitti- ja GNSS-ranganalyysi sekä etäisyyspäiväkirjat

- Doppler-vaihtelu radial velocityn tarkkaan määrittämiseen

Etäisyysmuutosten tarkka ymmärtäminen mahdollistaa muun muassa kohteiden sijainnin seuraamisen, rakenteiden ja infrarakenteiden kestävyyskartoitukset sekä tarkan avaruusmittaamisen.

---