Pitanje:
Ksenon vs hidrazin, "Trebam li ostati ili bih trebao ići?" Odluke o misiji u zoru
uhoh
2017-06-18 16:13:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

uredi 2: Čini se da je NASA objavila najavu / proširenje (20. listopada 2017.), možda će ovo baciti više svjetla na probleme u ovom pitanje.

uredi 1: Prošlo je nekoliko mjeseci od postavljanja ovog pitanja, vjerojatno je donesena odluka o tome kako najbolje rasporediti i ksenon i hidrazin. Ipak, problemi vrlo različitih uloga koje svaki pogon ima u orbiti oko Cerere zanimljivi su i nisu neposredni zbog nehomogenosti Ceresovog gravitacijskog polja na različitim visinama.


Članak o Spaceflight Now Upravitelji misija Dawn čekaju NASA-inu odluku o budućnosti svemirskih letjelica kaže:

Primarna misija Dawn završila je u lipnju 2016., a NASA-ini službenici odobrili su jednogodišnje produljenje koje istječe 30. lipnja. sudbina Zore nakon 30. lipnja i dalje je neizvjesna, ali očekuje se da će viši menadžeri u NASA-inom sjedištu uskoro odlučiti treba li svemirsku letjelicu isključiti, nastaviti istraživati ​​Ceresu ili napustiti patuljasti planet i možda letjeti asteroidom.

[...]

Stručnjaci iz JPL-a i Orbital ATK-a osmislili su hibridnu metodu upravljanja Dawnovim stavom s dva preostala reakcijska kotača i hidrazinskim potisnicima, letjelica se sada mora u potpunosti osloniti na svoje raketne mlaznice, napisao je Marc Rayman, Dawnin glavni inženjer u JPL-u, objavljeno je u ažuriranju misije na NASA-inoj web stranici.

Ne mogu ga sasvim slijediti, ali prema članku, sekvencijalni kvar nekih, ako ne i Dawnovih u početku četiri reakcijskih kotača zahtijevali su upotrebu hidrazinskih potisnika za kontrolu stava.

Zanima me da li se hidrazin koji se koristi za kontrolu stava troši uglavnom na prebacivanje između stanja usmjerenog na Zemlju i Cerere, gdje potonje zahtijeva brže rotirajuće stanje stava? Zašto bi niža orbita koristila više hidrazina za kontrolu stava? Ili bi to zapravo bilo za zadržavanje stanica u neravnomjernom gravitacijskom polju?

Tada je pitanje visoke u odnosu na nisku orbitu.

“Posljedica je to što Dawn koristi više hidrazina u orbiti oko Veste i Cerere nego kad putuje između svjetova, kružeći oko sunca i manevriranje svojim ionskim motorom. I koristi više hidrazina u nižim orbitama nego u višim ", napisao je Rayman.

" Jedan dan na našoj orbiti za mapiranje male nadmorske visine, koja je bila na 385 kilometara, bio bi ekvivalentan oko 18 dana (od hidrazinsko gorivo) na većoj nadmorskoj visini, što je ono u čemu smo sada ", rekao je Raymond.

" Životni vijek na nižoj nadmorskoj visini u ovom bi trenutku vjerojatno bio ograničen na nekoliko tjedana ", rekla je.

Može li netko pojasniti pitanja proračuna hidrazina:

  • koliko je reakcijskih kotača ostalo?
  • zašto je Dawnova kontrola stava toliko skuplja u niskoj orbiti oko Cerere?
  • bi li Dawnova postaja koja se nalazi u niskoj orbiti oko Ceres zapravo bila usporediv odvod s kontrolom stava?
  • ima li Dawnov ionski potisnik premali potisak za zadržavanje stanice u orbiti s niskom Ceresom?

i kako bi to utjecalo na odluku da "ostanemo visoki", "nisko padnemo" ili jednostavno odemo negdje drugdje i bolje iskoristimo ksenon?

Tražim odgovor specifičan za ovu situaciju - Zora , u trenutnom stanju, oko Ceres . Opće izjave o tome čemu su namijenjene samo kontrola stava i zadržavanje stanice nisu dovoljne. Pitam o konkretnim aspektima u ovom slučaju koje će NASA razmotriti kao dio svoje odluke o tome što će Dawn sljedeće učiniti. Hvala!

napomena: Napredno pitanje iz 2013. Ima li letjelica Dawn potencijal za produženu misiju? ima nekoliko dobrih odgovora koje vrijedi pročitati .

Sukob - "Trebam li ostati ili trebam ići" (Uživo na Shea stadionu): https://youtu.be/oGIFublvDes
Ako u Ceresu postoje maskone, održavanje stabilne niske orbite može zahtijevati dodatno gorivo. Proces mapiranja zahtijevat će gorivo za kontrolu stava kako bi se dobili dobre i precizno preklapajuće slike.
Nemam dovoljno znanja o misiji Zora, ali preporučio bih odgovore na nesigurnost Ceresova gravitacijskog polja (a gravitacija je proporcionalna 1 / r ^ 2), razliku između zadržavanja stanica i držanja stava (prva s ionskim osloncem potreban je mali potisak nekoliko dana, potonji kratki rafal za bacanje impulsa da bi se kotači okrenuli prema dolje), a time i (stavke 1 i 2) vjerojatna nemogućnost korištenja ionskog oslonca za kontrolu stava kada je u orbiti oko malog tijela ali više moguće kada je daljnji put. (Usput, izvrsno pitanje!)
@ChrisR Hvala! Vidim da cijenite složenost trenutne situacije. Jedino što bih dodao jest da mislim da su problem višepolne komponente gravitacijskog polja višeg reda, a ne bilo kakva nesigurnost u sferno simetričnom (monopolnom) $ GM / r ^ 2 $ dijelu, a one bi se povećale brže sa smanjenjem udaljenosti. Do sada bi u $ GM_ {Ceres} $ trebalo biti više nego dovoljno preciznosti.
Tri odgovori:
Mark Adler
2017-10-27 20:43:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Postoji još jedan kotačić koji može raditi (barem je bio funkcionalan posljednji put kad su ga upravljali), ali ga Dawn više ne koristi. Kvar trećeg kotača dogodio se u travnju ove godine (2017. za one koji ovaj odgovor čitaju tisućama godina).

Da, gravitacijsko povlačenje vrlo dugačkih poluga nazvanih solarni paneli značajan je pokretač hidrazina upotreba, pogoršala što je niža orbita. (Plimne sile idu kao $ 1 / r ^ 3 $ ili više snage od $ r $, tako da su snage snažna funkcija nadmorske visine.)

Taj se trošak hidrazina uglavnom odnosi na stav, a ne na održavanje parametara orbite . Još uvijek koriste ionske motore za podešavanje orbite. Ali ta operacija također troši hidrazin za usmjeravanje ionskih motora u željenom smjeru i za kontrolu kotrljanja tijekom manevara.

Ovaj Marc-ov blog blog objašnjava više o situaciji s reakcijskim kotačićem . Ako želite saznati više o proračunu hidrazina za kraj igre, možete pokušati poslati Marcu e-poštu sa svojim pitanjima. Kladio bih se da će odgovoriti jer voli razgovarati o tim stvarima. Njegov e-mail možete pronaći na people.nasa.gov.

Blog je zaista temeljit i ispunjen je blagodatima uvida, svih "objavljenih 275 000 riječi". Trebat će malo vremena da sve to pročitate i probavite. Hvala na pomoći!
Julio
2017-10-27 13:14:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mislim da je vaša pretpostavka rješavanja opadajućeg s radijusom orbite $ (1 / r) ^ n $, $ n = 3 ... \ infty $ nesferičnih izraza za gravitacijski potencijal vjerojatno trag za problem. Ovaj se učinak povećava kada ste bliže glavnom tijelu.

Bilo bi zanimljivo analizirati vlastite vrijednosti rotacijskog dinamičkog sustava. Kad se razmatra oblik vozila, mogu se pronaći ovakve parcele enter image description here

Ova je ploha generirana uporabom sfernog gravitacijskog modela, ali uzimajući u obzir asimetrije u orbiti. $ k_1, k_3 = f (I_1, I_2, I_3) $ i vlastite vrijednosti proporcionalne su $ \ sqrt {\ mu / a ^ 3} $, pa ako smo u nestabilnom slučaju, nestabilnosti rastu brže kad se približimo središnje tijelo. Slična analiza mogla bi se provesti uključujući tijelo sfernog gravitacijskog polja.

Više komentar nego odgovor. Usput, lijepo pitanje.

EDIT: veza do video objašnjenja

https://es.coursera.org/learn/spacecraft-dynamics-kinetics/lecture/DAQum/3-gravity-gradient -linearna-stabilnost-oko-ravnoteža

Hvala na odgovoru! Mislio sam da je upotreba hidrazina potrebna za prebacivanje između orijentacije okrenute prema Zemlji i prema nariru ili održavanja okrenute prema nariru za nekružnu orbitu, ali nikada nisam prestao razmišljati o zakretnim momentima izravno na letjelici iz gravitacijskog polja , tako da je ovo stvarno korisno! Možete li dodati kredit za ovu brojku? Kreditiranje izvornih izvora uvijek je dobro u JI. Također, ako možete dodati vezu na neko mjesto na kojem mogu pročitati više o tome što znači $ k_1, k_3 = f (I_1, I_2, I_3) $ i možda kako napraviti neke izračune?
Pa, da biste održali okrenutost nadir u kružnoj orbiti, morate uzeti u obzir svoje satelitske asimetrije inercije. Kako sam proučavao, ovo je prvi termin kada pokušavam zadržati stav. Analiza stabilnosti korisna je, jer ako je sustav nestabilan, morat ćete izgubiti više upravljačkih radnji (npr. RCS ili reakcijski kotačići) da biste nastavili pokazivati. Međutim, također se slažem s vama da prebacivanje između okrenute prema Zemlji i nadirane strane također doprinosi smanjenju proračuna za kontrolu.
Ovdje sam pronašao lijep video koji objašnjava temu, s malo drugačijim zapisom (slika koju sam objavio je iz mojih starih tečajeva dinamike svemirskih vozila čiji su dijapozitivi na španjolskom) https://es.coursera.org/learn/spacecraft-dynamics -kinetika / predavanje / DAQum / 3-gravitacijski gradijent-linearna stabilnost-oko-ravnoteže
OK ovo je stvarno zanimljivo! Sad ću pogledati video i malo pročitati ...
Dodao sam drugu nagradu, htio sam vam zahvaliti što ste prva osoba koja je objavila odgovor objašnjavajući što se događa. Srećom po vas, sučelje SE zahtijeva da svaka nagrada bude veća od prethodne :-)
Hobbes
2017-11-05 15:26:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Da biste odgovorili na pitanje o boravku na Ceresu ili odlasku negdje drugdje:

Dawn nema dovoljno ksenonskog goriva za ulazak u orbitu oko drugog asteroida. Može napustiti Ceres, ali može proći samo nakon toga.

Obećavajući potencijal za promatranje Cerere u eliptičnim orbitama iz bližih no ikad prije, čini drugu tamošnju misiju izuzetno privlačnom. NASA i panel znanstvenika i inženjera sazvani kako bi pružili neovisnu, objektivnu procjenu zaključili su da bi daljnje istraživanje Ceresa bilo najvrijedniji zadatak svemirske letjelice. Znakovito je da je Dawn jedina svemirska letjelica koja je ikad kružila oko dva izvanzemaljska odredišta, a čak i sada, nakon što je znatno premašila svoje prvobitne ciljeve, ima mogućnost napustiti Ceres i posjetiti treći kratak posjet (iako nema dovoljno ksenona za orbiti treću), ali izgledi za nova otkrića u Ceresu preveliki su da bi se propustili.

Za drugo produženje misije, NASA traži stavljanje Zore u eliptičnu orbitu koja ima niži periapsis od prethodnih orbita:

Već nekoliko mjeseci letački tim proučava izvedivost letenja svemirskim brodom bliže Ceresi nego što se ikad ozbiljno razmišljalo. Zora je provela više od osam mjeseci u 2015.-2016. Kružeći oko 385 kilometara iznad planeta patuljaka. Imao je spektakularne poglede na tajanstvene krajolike i prikupio je mnoštvo podataka daleko iznad onoga što je tim očekivao. Tada je Zora poletjela na veću visinu tijekom svoje prve produžene misije za nova promatranja. Sada inženjeri napreduju u načinima upravljanja svemirskom letjelicom u eliptičnoj orbiti koja bi joj omogućila da se spusti ispod 200 milja (200 kilometara) na nekoliko minuta pri svakoj revoluciji. Njihovi dosadašnji rezultati vrlo su ohrabrujući.

U redu, ovo su važne informacije i zapravo se direktno obraćaju pitanju "Trebam li ostati ili treba ići"! Možete li dodati vezu ili navod odakle potječu navodnici? Ne nalazim ovaj tekst na vezama u svom pitanju.
To je iz jednog od ovotjednih postova na blogu Planetary Society. http://www.planetary.org/blogs/


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...