รูปที่ 1 แสดงวงโคจรของโลกเทียบกับของดาวอังคาร

C               คือ จุดศูนย์กลางของวงรี

a               คือ ครึ่งแกนยาวของรูปวงรี หรือระยะห่างเฉลี่ยของดาวเคราะห์จากดวงอาทิตย์

F₁ F₂ คือ โฟกัส 2 จุดของรูปวงรี เป็นตำแหน่งของตะปูที่อยู่ห่างกันเป็นระยะ F₁ F₂ เท่ากับ  2 ae

P               เป็นปลายดินสอ

F₁ P  F₂ คือ ความยาวของเส้นด้ายเท่ากับ  2a

รูปที่ 2  รูปวงรี

ในกรณีของโลก

ระยะระหว่างจุดโฟกัส 2 จุด คือ 2 ae เท่ากับ  2 x 1 x 0.0167  = 0.0334  หน่วยดาราศาสตร์

ความยาวของเส้นด้าย                                            2a  =  2         หน่วยดาราศาสตร์

ในกรณีของดาวอังคาร

ระยะระหว่างจุดโฟกัส                                                  =     2 x 1.5 x 0.0934      หน่วยดาราศาสตร์

=     0.2802                    หน่วยดาราศาสตร์

ความยาวของเส้นด้าย                                                 =     2 x 1.5                   หน่วยดาราศาสตร์

=     3.0                          หน่วยดาราศาสตร์

จากรูปที่ 1  วงรีวงในคือ วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์

โลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด  ณ  จุด  P (perihelion) ในวันที่  4  มกราคม  (Jan.)  โดยอยู่ห่าง  a –ae  เท่ากับ  0.9833   หน่วยดาราศาสตร์

โลกอยู่ไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ณ จุด A (aphelion)  ในวันที่  4 กรกฎาคม (Jul.)  โดยอยู่ห่าง  a + ae  เท่ากับ 1.0167  หน่วยดาราศาสตร์

สัญลักษณ์   r  คือทิศทาง หรือตำแหน่งปรากฏของดวงอาทิตย์ในวันที่  21  มีนาคม ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวปลา (Psc – Pisces)

วงรีวงนอก คือ  วงโคจรของดาวอังคารรอบดวงอาทิตย์  ดาวอังคารอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ณ จุด P ในกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ (Aqr – Aquarius)  โดยอยู่ห่าง 1.3599  หน่วยดาราศาสตร์ ดาวอังคารอยู่ไกลดวงอาทิตย์ที่สุด ณ จุด A  ในกลุ่มดาวสิงโต (Leo) โดยอยู่ห่าง  1.6401  หน่วยดาราศาสตร์

คำย่อในภาษาอังกฤษ คือ กลุ่มดาวที่ดาวอังคารหรือดวงอาทิตย์ปรากฏผ่านได้แก่

Cap         ย่อมาจาก  Capricornus    (กลุ่มดาวมกร  หรือ แพะทะเล)

Aqr          ย่อมาจาก  Aqruarius        (กลุ่มดาวกุมภ์  หรือ คนแบกห้อมน้ำ)

Psc          ย่อมาจาก  Pisces            (กลุ่มดาวมีน    หรือ  ปลา)

Ari           ย่อมาจาก  Aries              (กลุ่มดาวเมษ    หรือ แกะ)

Tau         ย่อมาจาก  Taurus            (กลุ่มดาวพฤษภ หรือ  วัว)

Gem        ย่อมาจาก  Gemini            (กลุ่มดาวมิถุน   หรือ  คนคู่)

Cnc         ย่อมาจาก  Cancer             (กลุ่มดาวกรกฎ หรือ  ปู)

Leo         ย่อมาจาก                         (กลุ่มดาวสิงห์  หรือ สิงโต)

Vir          ย่อมาจาก  Virgo               (กลุ่มดาวกันย์  หรือ หญิงสาว)

Lib          ย่อมาจาก  Libra                (กลุ่มดาวตุล    หรือ  คันชั่ง)

Sco         ย่อมาจาก  Scorpius           (กลุ่มดาวพฤศจิก   หรือ แมงป่อง)

Goh        ย่อมาจาก  Gohiuchus        (กลุ่มดาวคนแบกงู)

Sgr         ย่อมาจาก  Sagittarius         (กลุ่มดาวคนยิงธนู)

ตัวเลขที่มีหน่วยเป็นองศา (^๐) หมายถึงมุมห่างจากเส้นศูนย์สูตรฟ้าของดาวอังคารโดยประมาณ

ตัวเลขคร่อมเส้นระหว่างวงโคจรของโลกกับของดาวอังคารบอกปีค.ศ และระยะทางเป็นหน่วยดาราศาสตร์ที่ดาวอังคารอยู่ใกล้โลกที่สุด เช่น 2010 หมายถึงใน ค.ศ 2010 ดาวอังคารอยู่ใกล้โลก 0.66
ที่สุด 0.66  หน่วย ดาราศาสตร์  ปลายเส้นที่ชี้มาทางวงโคจรของโลกบอกวันที่บนโลก คือปลายเดือนมกราคม  ปลายเส้นที่เล็งไปทางโคจรของดาวอังคารบอกกลุ่มดาวที่ดาวอังคารปรากฏซึ่งเป็นกลุ่มดาวปู และเป็นฤดูใบไม้ผลิ (Spring)ของดาวอังคาร

วงกลมที่สว่างครึ่งหนึ่งและมืดครึ่งหนึ่งพร้อมวงกลมเล็ก ๆ อยู่ข้างใน คือ ขนาดปรากฏของดาวอังคาร ขณะอยู่ไกลโลกที่สุด วงกลมเล็ก ๆ    หมายถึงขั้วเหนือของดาวอังคาร  แกนของดาวอังคารเอียง  25^๐.2  เทียบกับ  23^๐.4  สำหรับโลก  จึงเกิดฤดูต่าง ๆ บนดาวอังคารเช่นเดียวกับฤดูต่าง ๆ บนโลก  เช่นในขณะที่ดาวอังคารอยู่ในกลุ่มดาวปลา ขั้วเหนือเบนออกจากดวงอาทิตย์ จึงเป็นฤดูหนาว (Winter)

เมื่อดาวอังคารอยู่ตรงข้ามดวงอาทิตย์ในกลุ่มดาวคนคู่  ดาวอังคารหันด้านข้างเข้าหาดวงอาทิตย์ ซีกเหนือของดาวอังคารเป็นฤดูใบไม้ผลิ (Spring)

เมื่อดาวอังคารอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ในกลุ่มดาวผู้หญิงสาว  ดาวอังคารหันขั้วเหนือเข้าหาดวงอาทิตย์ จึงเป็นฤดูร้อน (Summer) ในซีกเหนือของดาวอังคาร

ดาวอังคารหันด้านข้างเข้าหาดวงอาทิตย์อีกครั้งหนึ่งเมื่อมาอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ในกลุ่มดาวคนแบกงูจึงเป็นการเริ่มฤดูใบไม้ร่วง (Autumn)  บนดาวอังคาร

ความยาวของแต่ละฤดูบนดาวอังคารจะยาวกว่าฤดูบนโลกเกือบ 2 เท่า เพราะ คาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ยาวกว่าของโลกเกือบ 2 เท่า (1.88 ปี เทียบกับ 1  ปีสำหรับโลก)

ดาวอังคารใกล้โลกที่สุดในพ.ศ. 2553

ระยะเวลาระหว่างการอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ครั้งแรกถึงครั้งถัดไปของดาวอังคารเรียกว่า คาบซินอดิก (Synodic) ซึ่งยาวนาน 780  วัน (2.135 ปี)  หรือเกือบ 2  ปี  2 เดือน  คาบซินอดิกของดาวอังคารยาวกว่าคาบดาราคติ (Sidereal) ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ดาวอังคารโคจรรอบดวงอาทิตย์ 1  รอบ เทียบกับดาวฤกษ์ (1.88 ปี) เพราะภายหลังปรากฏอยู่ใกล้กันที่สุดแล้ว โลกจะโคจรห่างจากดาวอังคารมากขึ้น  ทำให้ผู้สังเกตบนโลกเห็นดาวอังคารอยู่ห่างไปทางตะวันออกของดวงอาทิตย์ และมีมุมห่างดวงอาทิตย์ลดลงเรื่อย ๆ เป็นระยะเวลาที่เห็นดาวอังคารตั้งแต่เวลาหัวค่ำและปรากฏสว่างลดลง  เมื่อครบ 1 ปี โลกจะกลับมายังจุดตั้งต้น  แต่ผู้สังเกตจะเห็นดาวอังคารเริ่มห่างไปอยู่ทางทิศตะวันตกของดวงอาทิตย์เป็นมุมห่างน้อย ๆ แต่จะห่างมากขึ้นเรื่อย ๆ ตามจังหวะที่โลกวิ่งเข้าหาดาวอังคารด้วยความเร็วที่มากกว่า  ดาวอังคารสว่างขึ้นในช่วงที่โลกวิ่งไล่ตาม  เมื่อโลกเดินทางกลับมาถึงจุดเริ่มต้นเป็นครั้งที่ 2  หมายถึงเวลาผ่านไป 2 ปี  ดาวอังคารจะอยู่เลยตำแหน่งตรงข้ามกับโลกไปทางตะวันออก เพราะดาวอังคารกลับมาถึงตำแหน่งตรงข้ามครั้งแรกในเวลา 1.88 ปี โลกวิ่งตามดาวอังคารต่อไปอีกประมาณ 50 วัน ก็จะอยู่ใกล้กันที่สุด  โดยเห็นดาวอังคารอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์อีกครั้งหนึ่ง  ระยะเวลาระหว่างการเห็นดาวอังคารอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ครั้งแรกถึงครั้งถัดไปจึงยาวนาน 2 ปี  50 วัน หรือ 780  วัน หรือ 2.135 ปี

ผู้สังเกตวัดคาบซินอดิกของดาวอังคารได้โดยตรงแต่ไม่อาจวัดคาบดาราคติ เพราะผู้สังเกตบนโลกบอกไม่ได้ว่าดาวอังคารกลับมาถึงตำแหน่งเดิมเทียบกับดาวฤกษ์เมื่อใด  การหาคาบดาราคติของดาวอังคารจึงต้องวัดคาบซินอดิก (S) เพื่อคำนวณหาคาบดาราคติ (P)   จากความสัมพันธ์ที่ว่า   1/S  +  1/P  =  1   เมื่อ  P และ S  มีหน่วย

เป็นปี

ในกรณีของดาวอังคาร   S    =    780                 วัน

=   2.135                ปี

จะได้    1/S       =  1-  1/20135

=  1.135/ 2.135

P                    =     2.135/1.135     ปี

=   1.88                   ปี

นอกจากนี้ยังอาจใช้กฎเคปเลอร์ข้อ 3 หา  P   ได้

จาก ความสัมพันธ์  P² =  a³ เมื่อหน่วยของ P  เป็นปี  และ a  มีหน่วยเป็นหน่วยดาราศาสตร์

กรณีดาวอังคาร    a  =  1.5    หน่วยดาราศาสตร์

P² =  (1.5) ³

P   =  1.5   1.5    ปี

=   1.84         ปี

อนึ่งระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ของดาวอังคารที่ละเอียดกว่านี้ คือ  1.523  หน่วยดาราศาสตร์ เมื่อคำนวณโดยให้     a  =  1.523  หน่วยดาราศาสตร์ จะได้  P  =  1.88  ปี

ในปีพ.ศ. 2553  ดาวอังคารอยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ในวันที่ 30  มกราคม  ในกลุ่มดาวปู  มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุม  14.1  พิลิปดา  มีโชติมาตร  -1.3  และอยู่ห่างโลก 0.66  หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 99  ล้านกิโลเมตร  ระยะนี้จึงเห็นดาวอังคารสีแดงส้ม ปรากฏสว่างมากในกลุ่มดาวปู ซึ่งประกอบด้วยดาวริบหรี่ทั้งนั้น แต่สังเกตจากกลุ่มดาวข้างเคียง คือ ทางตะวันออกเป็นกลุ่มดาวสิงโต ซึ่งมีดาวหัวใจสิงห์(โชติมาตร 1.36) ปรากฏสว่างเห็นได้ชัดเจน  และทางตะวันตกเป็นกลุ่มดาวคนคู่ ที่มี ดาวคาสเตอร์ (1.93) และ ดาวพอลลักซ์ (1.16)  ปรากฏสว่างเห็นได้ชัดเจน  ดาวอังคารขึ้นทางตะวันออกเฉียงไปทางเหนือเล็กน้อยในเวลาหัวค่ำ เมื่อขึ้นไปสูงสุดในเวลาเที่ยงคืนจะอยู่เกือบเหนือศีรษะและตกในเวลารุ่งเช้า

ขณะอยู่ใกล้โลกดาวอังคารจะปรากฏถอยหลัง ซึ่งเริ่มมาตั้งแต่วันที่ 20  ธันวาคม  พ.ศ. 2552  จนถึงวันที่ 10 มีนาคม   พ.ศ. 2553 หลังจากนั้นจึงจะปรากฏเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออกตามปกติ ช่วงที่ปรากฏถอยหลังดาวอังคารขึ้นเร็วขึ้นทุกคืน ๆ ละ 4 นาที หรือ เดือนละ  2  ชั่วโมง เพราะโลกเคลื่อนรอบดวงอาทิตย์

ดาวอังคารจะอยู่ใกล้ดาวเสาร์มาก (1.9 องศา) ในวันที่ 2  สิงหาคม  พ.ศ. 2553  เวลา  3  นาฬิกา  ขณะทั้งคู่อยู่ห่างไปทางตะวันออกดวงอาทิตย์  52  องศา

ในวันที่ 24  สิงหาคม   พ.ศ.  2553 ดาวอังคาร จะปรากฏอยู่ใกล้ ดาวศุกร์ (ดวงสว่างกว่า) โดยอยู่ห่างกัน 2.5 องศา เมื่อเวลา 4 นาฬิกา  ขณะที่ดาวทั้ง 2 ดวงอยู่ห่างไปทางตะวันออกของดวงอาทิตย์ 46 องศา

อนึ่งในช่วงเวลาหัวค่ำของเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2553  นอกจากดาวอังคารจะปรากฏอยู่ใกล้ดาวศุกร์ซึ่งเป็นดาวประจำเมืองอยู่ทางตะวันตกแล้วยังมีดาวเสาร์ อยู่ใกล้ ๆ ด้วย  ดาวเคราะห์เหล่านี้อยู่ในกลุ่มดาวมกร

ดาวอังคารปรากฏใกล้ดาวศุกร์เป็นครั้งที่ 2  ในวันที่ 29  กันยายน  2553  โดยอยู่ห่างกัน 6.5^๐ ขณะที่ดาวทั้งคู่อยู่ห่างดวงอาทิตย์ไปทางตะวันออก 36^๐

ในเดือนพฤศจิกายน และ ธันวาคม  พ.ศ. 2553  ดาวอังคารจะปรากฏใกล้ดาวพุธ  2  ครั้ง  คือ  วันที่ 21 พฤศจิกายน  อยู่ห่างกัน 1.7  องศา ขณะอยู่ห่างดวงอาทิตย์ไปทางตะวันออก 19^๐ และวันที่ 14  ธันวาคม  อยู่ห่างกัน  1  องศา  ขณะอยู่ห่างดวงอาทิตย์ไปทางตะวันออก  13^๐ ในเดือนพฤศจิกายน – ธันวาคม  พ.ศ. 2553  ดาวอังคารจะอยู่ในแสงพลบค่ำ

ปีหน้าดาวอังคารจะอยู่ทางทิศตะวันตกของดวงอาทิตย์และปรากฏสว่างลดลงเพราะโลกเคลื่อนที่ห่างจากดาวอังคารมากขึ้น

บรรณานุกรม

Kelly, Patrick  ed. (2009).  Ubserver’s Handbook. …………

สมาคมดาราศาสตร์ไทย.  รอบรู้ดูดาว   คู่มือชมฟ้าสำหรับคนไทย