home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Our Solar System / Our Solar System.iso / simul / grndtr / manual.doc < prev    next >
Text File  |  1991-07-18  |  32KB  |  649 lines

  1.                               
  2.                               
  3.                               
  4.                                 GrandTour
  5.                               
  6.                          Voyager and Giotto Space
  7.                             Mission Simulator
  8.                               
  9.                      For IBM PC, XT, AT or compatible
  10.                      with 512K RAM, DOS 2.0 or higher,
  11.                     and CGA, EGA, or Hercules graphics
  12.                               
  13.                               
  14.                           GrandTour User Manual
  15.                               (Version 2.0)
  16.                               
  17.                Copyright (C) 1990, 1991 by John D. Callahan
  18.                               P.O. Box 1281
  19.                             LaCanada, CA 91012
  20.                        
  21.                               
  22.                         Program and manual written
  23.                            by John D. Callahan
  24.  
  25.                                                             
  26.                               
  27.                                  CONTENTS
  28.  
  29.  
  30. 1    Introduction                                        
  31.  
  32. 2    Getting Started                                        
  33.      2.1  Your Computer                                
  34.      2.2  Installing GrandTour                                  
  35.      2.3  Control Files                                
  36.      2.4  Program Start Up                                  
  37.  
  38. 3    The Display                                            
  39.  
  40. 4    Running GrandTour                                     
  41.      4.1  Field of View                                
  42.      4.2  Scene Complexity                                  
  43.      4.3  Observer                                     
  44.      4.4  Pointing                                     
  45.      4.5  Time                                         
  46.      4.6  Tips for Animation                           
  47.  
  48.      Appendix                                          
  49.      A.1  Interesting Facts About Voyager and Giotto        
  50.      A.2  Outer Solar System Data                      
  51.  
  52.                                                             
  53.                               
  54.                              1. Introduction
  55.                               
  56.                               
  57.      GrandTour is a fascinating, state-of-the-art computer program which
  58. can simulate space as seen from the Voyager and Giotto spacecraft. In
  59. addition, GrandTour can generate scenes from arbitrary points in space or
  60. the Earth, with the spacecraft visible to the observer. The planet, moons,
  61. and rings of interest (or comet, nucleus, and tail), stars, the sun, and
  62. the spacecraft are all accurately drawn with wireframe representations.
  63. Hidden line removal is done for the body surfaces. For color EGA devices,
  64. stars are color coded according to spectral type.
  65.  
  66.      The motions of the bodies themselves are highly accurate, with errors
  67. no greater than 500 kilometers. Oblate bodies are given their true shape
  68. and it is possible to place landmarks on most of the bodies. Landmarks are
  69. fictitious and only designed to help visualize the bodies. For this
  70. reason, Titan and Uranus have no landmarks, because Voyager observed
  71. heavy, largely featureless atmospheres for them.
  72.  
  73.      The program was originally developed at the Jet Propulsion Laboratory
  74. (MIP program) to assist in the analysis of science and optical navigation
  75. data. It was under continual development for a 5 year period (1982 to
  76. 1987) and generated considerable interest among several groups at JPL. In
  77. addition, the program was filmed by the BBC as part of a NOVA documentary
  78. on the Voyager Uranus encounter, and by the Four Point Entertainment
  79. Company for a commercially available video on Halley's Comet (with William
  80. Shatner).
  81.  
  82.      The program was often demonstrated to technical groups within JPL and
  83. to visitors. Also, it played a critical role in obtaining a contract to
  84. develop Space Telescope solar system planning software (from Goddard Space
  85. Flight Center). Since the program was highly transportable, it ended up
  86. running on many computers -- from micros to minis. Computer animation at
  87. several frames per second is possible on fast machines. The program is
  88. interactive and user friendly with much flexibility and many options and
  89. features.
  90.  
  91.                                                                       
  92.                                    
  93.                             2. Getting Started
  94.                                    
  95.                                    
  96. 2.1 Your Computer
  97.  
  98.      GrandTour requires an IBM PC, XT, AT or compatible with 512K of RAM,
  99. DOS 2.0 or higher, and a CGA, EGA, or Hercules graphics board. Only one
  100. disk drive is required, and the program comes on two 5.25", 360K
  101. diskettes.
  102.  
  103.    Both diskettes are copyrighted. However, diskette #1 is shareware and
  104. may be copied without any restrictions. Diskette #2, on the other hand,
  105. may not be copied, and all copyright rights are reserved. IF YOU DO NOT
  106. HAVE DISKETTE #2, it may be ordered by sending $25 to John D. Callahan,
  107. P.O. Box 1281, LaCanada, CA 91012. The $25 charge includes postage and
  108. handling and any tax.
  109.  
  110.      If your computer has a math coprocessor, GrandTour will utilize it,
  111. and the program will run significantly faster. However, a coprocessor is
  112. not required.
  113.  
  114.      The program itself takes up 413K of RAM when loaded, so it is
  115. important not to have too many memory-resident programs (in addition to
  116. DOS) when GrandTour is run.
  117.  
  118.      GrandTour utilizes the high resolution B/W mode of the CGA. For the
  119. Hercules board, advantage is taken of its improved resolution, and scenes
  120. are noticeably sharper. Also, for those with a Hercules graphics card, it
  121. is important to make sure the card is in a graphics mode. Check the
  122. documentation which comes with your Hercules graphics card. GrandTour
  123. takes advantage of the capabilities of the EGA's high resolution color
  124. graphics. The board must have 128K of memory in order to run in the EGA
  125. mode. If your EGA has less than 128K, then you must use the CGA mode.
  126.  
  127.      On slower machines, it may take several seconds to generate one
  128. scene. However, on faster machines with math coprocessors, several frames
  129. per second can often be generated -- providing animation capability.
  130. Nevertheless, the amount of time required to calculate scenes will vary
  131. widely, and even on faster machines it may take several seconds to
  132. generate one difficult (for the computer) scene. This usually happens when
  133. the central body is quite large and there is some chance of seeing it in
  134. the field of view.
  135.      
  136.      
  137. 2.2 Installing GrandTour
  138.      
  139.      To install GrandTour, first back up your 360K diskettes. This may be
  140. done by copying all the files on the diskettes to other diskettes. The
  141. files are not in any special form -- such as compressed -- nor are they in
  142. any special subdirectories on the diskettes. The distribution diskettes
  143. should never be used to run the program.
  144.  
  145.      Diskette #1 contains the executable GrandTour program, grndtr.exe.
  146. Diskette #1 also contains mission data for Voyager 1 at Jupiter and
  147. Voyager 2 at Neptune. Diskette #2 contains mission data for Voyager 1 at
  148. Saturn, and Voyager 2 at Jupiter, Saturn, and Uranus, and Giotto at
  149. Halley's Comet. There are 3 duplicate files on the diskettes; these are
  150. milk.dat, lm.dat, and readme.doc.
  151.  
  152.      If you have a hard disk on your computer, then it is recommended that
  153. you make one directory (from which you plan to run GrandTour) and then
  154. copy all the files on the two diskettes into this directory. If you have
  155. only a disk drive or (drives) then make exact duplicate copies of the
  156. GrandTour diskettes. These will be the diskettes you will use to run the
  157. program.
  158.  
  159.  
  160. 2.3 Control Files
  161.  
  162.      For each of the seven missions there is a control file, shown below.
  163.      
  164. Control file                    Mission            Diskette
  165.  
  166.   v1j.ctr                Voyager 1 at Jupiter          #1
  167.   v1s.ctr                Voyager 1 at Saturn           #2
  168.   v2j.ctr                Voyager 2 at Jupiter          #2
  169.   v2s.ctr                Voyager 2 at Saturn           #2
  170.   v2u.ctr                Voyager 2 at Uranus           #2
  171.   v2n.ctr                Voyager 2 at Neptune          #1
  172.   gio.ctr                Giotto at Halley's Comet      #2
  173.      
  174.      The control files contain instructions and reference other files
  175. needed by the GrandTour program. The control files are included along with
  176. the mission data on the appropriate diskette, as explained above. For
  177. example v1j.ctr is on Diskette #1 which contains mission data for Voyager
  178. 1 at Jupiter.
  179.  
  180.  
  181. 2.4 Program Start Up
  182.  
  183.      When GrandTour is run, the program will ask for the graphics board
  184. being used (CGA, EGA, or Hercules), and a control file. The default
  185. directory must contain the control file and mission data of the particular
  186. mission you wish to run. If you have copied all the data on the diskettes
  187. to one hard-disk directory, then make this directory the default. Now type
  188. grndtr at the DOS prompt and supply the desired control file when
  189. requested by the program.
  190.  
  191.      If you have two disk drives, then insert Diskette #1 into drive a:
  192. and Diskette #2 into drive b:. Then if you wish to run Voyager 1 at
  193. Jupiter or Voyager 2 at Neptune, make a: the default directory. Now type
  194. grndtr at the DOS prompt and supply the appropriate control file when
  195. requested. In order to run one of the other missions (Voyager 1 at Saturn,
  196. or Voyager 2 at Jupiter, Saturn, or Uranus, or Giotto) make b: the default
  197. directory. Now type a:grndtr at the DOS prompt and supply the appropriate
  198. control file when requested.
  199.  
  200.      If you have one disk drive, then make it the default and insert
  201. Diskette #1. Now type grndtr at the DOS prompt. When the program requests
  202. a control file, leave the diskette in if the mission you desire is Voyager
  203. 1 at Jupiter or Voyager 2 at Neptune. However, if you desire one of the
  204. other missions, replace Diskette #1 with Diskette #2 and then supply the
  205. appropriate control file.
  206.  
  207.  
  208.                               3. The Display
  209.  
  210.      
  211.      On the left hand part of the screen, you may bring up various help
  212. menus by using the function keys F2 through F7. The menus will be self
  213. explanatory when you run the program. The actual space scene (to the right
  214. of the help menus) is described below.
  215.      
  216.      The Universal (Greenwich mean) Time is in the upper left hand corner
  217. (UT=), followed by the distance to the observed body in kilometers (KM=),
  218. and the field of view in degrees (DEG=). In the lower left hand corner is
  219. given the right ascension and declination pointing (RA DEC=), followed by
  220. the phase angle of the observed body (PHASE=), and the observer latitude
  221. and longitude with respect to the observed body (LT LG=).
  222.  
  223.      If we were looking only at Uranus it would be labelled 7R1. The 7
  224. stands for the 7th planet of the solar system, and the R1 means that
  225. Uranus is the closest body to us (which can be seen). Moons are similarly
  226. labelled. When observations are made from a point other than the
  227. spacecraft itself and the spacecraft is visible, it is labelled with SC.
  228. The sun is labelled SUN. Two field of view boxes are drawn. The smallest
  229. box is the narrow angle camera for Voyager (.424 degrees) and the larger
  230. box is the wide field camera (3.18 degrees). For Giotto the boxes are .1
  231. and .25 degrees.
  232.  
  233.      A grid of 5 lines of longitude and the equator represents a body.
  234. The terminator is represented by an arc with short lines pointing in the
  235. sun direction and connected on the sun side. The sub-solar point (or where
  236. light from the sun first strikes a body) is represented by a small
  237. triangle. When rings are seen, they are unlike the other markings, because
  238. they can be seen behind the planet. However, their orientation can be
  239. inferred from the equator. If there were any landmarks drawn, they would
  240. be circles on the surface of the body, numbered 1 through 9.
  241.  
  242.      Suppose a 2.5 magnitude star were present in the scene. Then it would
  243. be labelled 25, for magnitude 2.5. Stars of greater magnitude are smaller
  244. in size. For example, if a star of 5.0 magnitude were visible, it would be
  245. smaller than the 2.5 star. Actually, the default star magnitude limit has
  246. been set at 4.0, because there would be many more stars visible if it were
  247. set at 5.0 (which is the limit for GrandTour).
  248.  
  249.      If the display were generated by a Hercules graphics card instead of
  250. CGA, it would be the same except for higher resolution. Also the body and
  251. star labels would be smaller. If the display were generated by an EGA
  252. graphics card, it would look similar to that generated by Hercules --
  253. except in color.
  254.  
  255.      A color EGA display would have the field of view boxes in green, and
  256. the stars would be color coded according to spectral class: blue for O-B,
  257. light blue for A, white for F, yellow for G, pink for K, red for M, and
  258. green for unknown spectral class. Rings and landmarks would be yellow, and
  259. the terminator and sub-solar point would be in white. The planet and moons
  260. would also be color coded by the following scheme. The first moon is
  261. colored blue, the second is green, the third is light blue, the forth is
  262. red, the fifth is pink, the sixth is yellow, the seventh is white, the
  263. eighth is pale blue, the ninth is pale green, and the tenth is pale light
  264. blue. Finally, the planet assumes the color of the next non-existent moon,
  265. and the spacecraft (if visible) the color of the non-existent moon after
  266. that. In other words, if a planet has only 2 moons (Neptune), then it
  267. takes on the color of light blue, and the spacecraft (if visible) takes on
  268. the color of red.
  269.           
  270.      
  271.                              4. Running GrandTour
  272.                                    
  273.                                    
  274.      GrandTour is controlled by the primary keys of your keyboard. THE
  275. KEYBOARD MUST BE IN LOWER CASE; however, some letters need to be given as
  276. capitals (hold down the shift key for these). Typically, striking a single
  277. key will produce a result, which may involve changing the scene directly
  278. or asking you for more information. Sometimes you will hear a beep if the
  279. keyboard buffer overflows, but this causes no effect on the program. The
  280. program switches between graphics and text when it is necessary to print
  281. messages and instructions, or receive certain data from you. A message is
  282. printed if the key you have struck has no function, and the program is
  283. designed not to "bomb" if incorrect data is input (you are simply given a
  284. message and asked to continue).
  285.  
  286.      In addition to on-screen help menus (F2 through F7), help may be
  287. obtained while the program is operating by hitting F1.  When this key is
  288. hit, the program goes into a help mode whereby an explanation is printed
  289. for the function of each key when it is hit. Also, keys grouped in
  290. specific subject areas will be shown. TO EXIT HELP, HIT F8.
  291.  
  292.      Since the exact ratio of horizontal to vertical dimensions will vary
  293. between different computers, the $ key is provided to allow you to adjust
  294. the screen dimensions. If the field of view boxes do not look square, then
  295. hit the $ key and input scale factors as instructed.
  296.  
  297.      The n key is an important key, and allows you to adjust the
  298. sensitivity, through 4 levels, of some of the keys. For instance making
  299. the c and v keys (zooming) more sensitive will cause larger changes in the
  300. field of view each time one of these keys is hit. Other keys affected by
  301. key n are e,r,d,f (pointing offsets), 3,4 (field twist), and 7,8 (external
  302. observer distance). These keys are explained below.
  303.  
  304.      The letter Z will give a summary of how the major parameters of the
  305. program are set, such as star magnitude limit, field orientation, observer
  306. position, etc. The letter A will give the right ascension and declination
  307. of the first 20 star (if any) plotted by the program.
  308.  
  309.      As you run GrandTour, you may wish to send scenes to your printer.
  310. For the CGA this is accomplished by running the DOS "graphics" program
  311. before running GrandTour, and then hitting the PrtSc key while GrandTour
  312. is operating. For the EGA and Hercules graphics boards, there are similar
  313. methods. Consult your computer documentation.
  314.  
  315.      In order to terminate operation of GrandTour, hit the letter y.
  316. After this letter is hit a message is printed asking you to input an s,
  317. carriage return. If you hit the y key by mistake you have only to hit
  318. carriage return (or another letter besides y and carriage return) to
  319. return to normal operation.
  320.  
  321.      A summary of the keys described above is given below. Major subject
  322. areas and the keys related to them are given in the following sections.
  323.  
  324. $ - Adjust screen dimensions
  325. n - Adjust sensitivity of certain keys
  326. Z - Parameter status summary
  327. A - Display R.A. and Dec. of first 20 stars
  328. y - Terminate program execution
  329.  
  330.  
  331. 4.1 Field of View
  332.  
  333.      The field of view keys are shown below. The allowable limits on the
  334. field are quite large -- from 50 degrees to .000001 degrees. This will
  335. allow you to see constellations at large fields of view, and to also zoom
  336. in on small moons of planets, from the Earth in particular, with small
  337. fields of view. There is a small amount of distortion for very large
  338. fields.
  339.  
  340.      The Voyager narrow and wide angle cameras are .424 and 3.18 degrees
  341. respectively. For Giotto, there were two possible field dimensions for one
  342. camera: .1 and .25 degrees. The x key will cycle different fields
  343. depending on whether the mission is Voyager or Giotto.
  344.  
  345.      For Voyager the field of view was oriented based on a coordinate
  346. system which used a "roll reference star" and the Earth. This orientation
  347. is what is meant by "normal field orientation" (see key N below).
  348.  
  349. c - Zoom the field in
  350. v - Zoom the field out
  351. ! - Print out the current field size (degrees), and
  352.     optionally input any field size
  353. x - Cycle through a set of exact field sizes (.424 or .1,
  354.     .848 or .2, 3.18 or .25, 15.0, 30.0, and 45.0 degrees)
  355. 3 - Rotate the field one way
  356. 4 - Rotate the field the opposite way as key 3 above
  357. 2 - Zero the effects of keys 3 and 4 above
  358. N - Sets either normal field orientation from the spacecraft
  359.     (Voyager only) or North Celestial up
  360.  
  361.  
  362. 4.2 Scene Complexity
  363.  
  364.      The scene complexity keys are very valuable in order to speed up the
  365. calculations. The simpler the scene, the faster GrandTour can calculate
  366. and display it. For instance, the default star magnitude limit is 4.0.
  367. Eliminating all stars (key Q) will cause a significant speed up. On the
  368. contrary, increasing the star magnitude limit to 5.0 (stars dimmer than
  369. 5th magnitude are not available) will cause an even more significant slow
  370. down.
  371.  
  372. a - Toggles grids on bodies on and off
  373. z - Toggles landmarks on bodies on and off
  374. w - Cycles through 3 levels of labelling -- none, around
  375.     border, around border and on objects
  376. q - Input a star magnitude limit
  377. Q - Remove all stars
  378. & - Change resolution to draw bodies (5 levels)
  379.  
  380.  
  381. 4.3 Observer
  382.  
  383.      The initial observation point when GrandTour is executed is the
  384. spacecraft. However, observations may be made from the Earth or an
  385. external observer. For the external observer, the observation point is
  386. with respect to the central body (a planet for Voyager and the nucleus of
  387. Halley's Comet for Giotto). Think of the external observer as being
  388. tethered to the central body. In other words, if the distance of the
  389. external observer is changed -- keys 7 and 8 -- then this means that the
  390. distance of the external observer is being changed with respect to the
  391. central body -- no matter what body is actually being observed.
  392.  
  393.      The North pole (+90 degrees latitude) for bodies is defined in a
  394. similar way as that for the Earth. And Jupiter, Saturn, and Neptune are
  395. all oriented within the solar system very roughly like the Earth.
  396. However, Uranus "rolls" on its spin axis as it orbits the sun, and there
  397. is some controversy as to which pole should be defined as North. For
  398. GrandTour, the North pole of Uranus is defined such that it points towards
  399. the inner part of the solar system. Since the orientation of Halley's
  400. nucleus is uncertain, its North pole is defined as being normal to the
  401. orbit motion and roughly in the same direction as the Earth's pole.
  402.  
  403.      The Earth observation point means "in the vicinity of the Earth":
  404. neither the exact Earth's center nor a specific point on the Earth's
  405. surface is actually used. Also North Celestial is always up, and the
  406. horizon is not taken into account. Day or night is also not taken into
  407. account; however, if the sun is visible, it will be drawn.
  408.  
  409.      When key # is used there is sometimes a small discrepancy in the
  410. displayed angles on the screen (LT LG=).
  411.  
  412. g - Observe from the spacecraft (default)
  413. 5 - Observe from the Earth
  414. 6 - Observe from any point in space, centered on the central
  415.     body. Once key 6 is hit the keys below can be used:
  416.      9 - Observe from over the N. pole of the central body
  417.      0 - Observe from the equator of the central body
  418.      7 - Increase the distance to the central body
  419.      8 - Decrease the distance to the central body
  420.      # - Observe from an adjustable central body longitude,
  421.          latitude, and distance
  422.  
  423. 4.4 Pointing
  424.  
  425.      When GrandTour is initially run, the default pointing is towards the
  426. central body. In order to change this to the 1st moon, simply hit key t
  427. once. Now to switch to the second moon, hit key t again, and so forth.
  428. When key = is hit nothing will happen until another key is hit. If this
  429. second key is 1, then the pointing will be changed to the 1st moon, and
  430. similarly for the other moons. If any key besides a "moon" key is hit
  431. after key =, then the pointing will be towards the central body.
  432.  
  433.      GrandTour will continue to track a body as time is run. If you desire
  434. to offset the pointing from the central body or moon, use keys d,f,r,e. If
  435. you desire to input an exact right ascension and declination, use key /.
  436. If you hit key / by mistake, then another / and carriage return must be
  437. input to return to normal operation.
  438.  
  439.      Key + will fix the current pointing in absolute right ascension and
  440. declination, and these angles will no longer be affected by time or any
  441. other keys. In other words, stars will now stay fixed and bodies will
  442. move. To return to the normal mode of operation (tracking a body) hit key
  443. + again. As with other keys, a message is printed explaining the procedure
  444. at the time + is hit.
  445.                               
  446. t - Cycles through the central body and any moons
  447. = - Hit this key and then the number of the moon you wish to
  448.     point at. To point at the central body, hit any other
  449. / - Input an exact right ascension and declination
  450. d - Offset the pointing left
  451. f - Offset the pointing right
  452. r - Offset the pointing up
  453. e - Offset the pointing down
  454. h - Zero pointing offsets
  455. + - Fix or unfix the absolute right ascension and
  456.     declination pointing
  457.  
  458.  
  459. 4.5 Time
  460.  
  461.      When GrandTour is run and a mission is input, a message will be given
  462. showing beginning and ending mission dates. It is impossible to run
  463. outside of these limits. If you try to, the program will stop at one of
  464. the limits and set the time step to zero.
  465.  
  466.      There are several keys which affect time, and once you are familiar
  467. with them you should have fine control over time. Key j will run the
  468. program and generate a new scene on your display. This will be done even
  469. if the time step is zero. Holding down key i will cause the time step to
  470. increase by one second each time a new frame is generated. Keys , and .
  471. will print instructions when hit (their functions are explained below).
  472.  
  473.      The s key is an important key because it prevents erasure of previous
  474. scenes. When it is hit, there will be no apparent change in the scene.
  475. However, when the next scene is generated (by any command) the previous
  476. scene will not be erased, and so forth. When you wish to return to normal
  477. operation, hit key s again. This will cause the entire display to be
  478. erased, leaving the last scene generated. The s key is included with the
  479. time keys because it is typically used to make a trace of the motion of
  480. bodies over time.
  481.                               
  482. u - Zero the time step
  483. j - Run GrandTour with the current time step
  484. i - Increase the time step by 1 second, and run
  485. o - Increase the time step by 10 seconds, and run
  486. p - Increase the time step by 100 seconds, and run
  487. [ - Increase the time step by 1000 seconds, and run
  488. k - Decrease the time step by 1 second, and run
  489. l - Decrease the time step by 10 seconds, and run
  490. ; - Decrease the time step by 100 seconds, and run
  491. ' - Decrease the time step by 1000 seconds, and run
  492. . - Input a calendar date, UT
  493. , - See time step, and optionally input any time step
  494. m - Change the sign of the current time step
  495. s - Toggles erase or no erase of previous scenes (makes a
  496.     trace)
  497.  
  498.  
  499. 4.6 Tips For Animation
  500.  
  501.      Animation is best achieved by simplifying the scene as much as
  502. possible and then running GrandTour with the appropriate function. For
  503. instance, suppose you are centered on a planet and wish to zoom out in
  504. order to see where the moons are. This would be best achieved by first
  505. removing all the stars (key Q) and the grids (key a). Further, you may
  506. wish to remove the labelling (key w) and draw the bodies with less
  507. resolution (key &). After the scene is simplified, hold down the v key to
  508. zoom out, and stop when you can see the moons. Now you may wish to re-add
  509. some detail.
  510.  
  511.      As another example, suppose you observe a bright star about to pass
  512. behind a planet, and you wish to create an animation sequence as the star
  513. approaches the limb. To simplify the scene you could eliminate all stars
  514. dimmer than the one you are interested in (key q) and remove grids (key
  515. a). Before the sequence starts, you may wish to adjust the field of view
  516. in order to get an optimal size for the planet on your screen (keys c,v,x
  517. and !), or you could adjust the position of the planet on the screen by
  518. changing the pointing slightly (keys e,r,d,f). Now to start the animation
  519. sequence, choose a suitable time step (see the time keys above), and then
  520. hold down key j to create the animation.
  521.  
  522.      Animation sequences where previous scenes are not erased are often
  523. very interesting (key s). This also speeds up the calculations.
  524.  
  525.      Math coprocessors significantly speed up the operation of GrandTour,
  526. and therefore are important when animation is attempted.
  527.  
  528.  
  529.                                  Appendix
  530.  
  531.  
  532. A.1 Interesting Facts About Voyager and Giotto
  533.  
  534.      The Voyager spacecraft each weigh one ton and were launched with
  535. Titan-Centaur boosters from Cape Canaveral in the summer of 1977. The
  536. first spacecraft launched was Voyager 2, because Voyager 1 would overtake
  537. it in flight. The mission was to take advantage of a rare alignment of the
  538. outer planets which occurs every 175 years and made it possible for
  539. Voyager 2 to encounter 4 different planets (Jupiter, Saturn, Uranus, and
  540. Neptune). Voyager 1 encountered Jupiter and Saturn and then continued on a
  541. path taking it out of the solar system. The gravity of one planet hurled
  542. the Voyagers on to the next.
  543.  
  544.      The spacecraft carried the most sophisticated cameras and scientific
  545. instruments ever flown into space. They returned spectacular photographs
  546. of the planets and invaluable scientific data. Never before had such high
  547. resolution photographs been made of the outer planets and their moons and
  548. rings. Our knowledge about a planet at least doubled every time a Voyager
  549. flew by it. Several new moons and rings, volcanos on Io, lightning on
  550. Jupiter, spoke features in the rings of Saturn, and many other discoveries
  551. are owed to the Voyager spacecraft.
  552.      
  553.      
  554.                          Voyager 1
  555.      
  556.           Launch                   September  5,  1977
  557.           Jupiter                  March      5,  1979
  558.           Saturn                   November  12,  1980
  559.  
  560.  
  561.                          Voyager 2
  562.      
  563.           Launch                   August    20,  1977
  564.           Jupiter                  July       9,  1979
  565.           Saturn                   August    25,  1981
  566.           Uranus                   January   24,  1986
  567.           Neptune                  August    24,  1989
  568.      
  569.      
  570.      The European spacecraft Giotto flew by the famous Halley's Comet on
  571. March 13, 1986. The spacecraft travelled deep into the coma of the comet
  572. and passed within 1,000 kilometers of the nucleus. Like Voyager, Giotto
  573. made important discoveries.
  574.  
  575.      Before the Giotto flyby -- and that of the Soviet Vega 1 and 2
  576. spacecraft, which passed within 10,000 kilometers of the nucleus -- it was
  577. thought that Halley's nucleus would be a "dirty snowball." It was thought
  578. that this "dirty snowball" had a reflectivity of 25%, and that it
  579. evaporated dust and gas uniformly from its surface.
  580.  
  581.      We now know that the nucleus is extremely dark, with a reflectivity
  582. of only 4% (similar to carbon black). Dust and gas are emitted from about
  583. half a dozen jets on the surface of the nucleus which account for about
  584. 10% of the total area. The nucleus itself is an irregularly shaped
  585. "potato" about 15 kilometers long, and it rotates and wobbles with a
  586. period of about 53 hours.
  587.  
  588.      Giotto also measured the composition of the coma, determining it to
  589. be 80% water and the rest mostly carbon dioxide.
  590.  
  591.  
  592. A.2 Outer Solar System Data
  593.      
  594.      Below is given a table containing information about the 4 outer
  595. planets and their moons which Voyager encountered. For the planets, the
  596. orbit period and distance are with respect to the sun. A planet's moons
  597. are grouped below it, and moon numbers are given in parentheses. For a
  598. tri-axial body, the radius given is representative.
  599.  
  600.      The rotation rates of the planets are: Jupiter and Saturn, 10 hours;
  601. Uranus and Neptune, 16 hours. Moons are typically locked in orbit and
  602. rotate at the same rate as they revolve.
  603.      
  604.      
  605. Body          Radius (km)       Orbit               Orbit
  606.                             Period (days)       Distance (km)
  607.  
  608. Jupiter            71,398        4337.00         778,300,000
  609.  
  610. Amalthea (5)          100            .50             181,000
  611. Io (1)              1,820           1.77             422,000
  612. Europa (2)          1,570           3.55             671,000
  613. Ganymede (3)        2,630           7.16           1,070,000
  614. Callisto (4)        2,400          16.69           1,880,000
  615.  
  616.  
  617. Saturn             60,000      10,760.00       1,427,000,000
  618.  
  619. Mimas (1)             200            .94             186,000
  620. Enceladus (2)         250           1.37             238,000
  621. Tethys (3)            520           1.89             295,000
  622. Dione (4)             560           2.74             377,000
  623. Rhea (5)              760           4.52             527,000
  624. Titan (6)           2,580          15.95           1,220,000
  625. Hyperion (7)          150          21.28           1,480,000
  626. Iapetus (8)           720          79.33           3,560,000
  627.  
  628.  
  629. Uranus             25,600      30,700.00       2,871,000,000
  630.  
  631. Miranda (5)           250           1.41             130,000
  632. Ariel (1)             630           2.52             191,000
  633. Umbriel (2)           590           4.14             260,000
  634. Titania (3)           820           8.71             436,000
  635. Oberon (4)            810          13.46             583,000
  636.  
  637.  
  638. Neptune            24,300      60,200.00       4,497,100,000
  639.  
  640. Triton (1)          1,350           5.88             354,000
  641. Nereid (2)            150         359.40           5,570,000
  642.  
  643.      
  644.      For Halley's Comet, the coma is approximately 50,000 kilometers in
  645. radius, and the nucleus measures 15 x 8 x 8 kilometers in radii. The
  646. orientation of the nucleus is uncertain, but it appears to rotate in 53
  647. hours. The comet orbits the sun every 74 to 79 years in the opposite
  648. direction as the planets, and its orbit takes it from the very outer part
  649. of the solar system to the very inner part.