Pitanje:
Zašto se čini da orbitalni elementi LRO-a neprestano osciliraju - osim nedavno?
uhoh
2017-03-10 15:28:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nacrtao sam neke od orbitalnih elemenata Lunar Reconnaissance Orbiter iz JPL-ove baze podataka Horizons i vidim da postoje stalne oscilacije. Čini se da razdoblje polu-glavne osi i parametara povezanih s ekscentričnošću iznosi oko 27,25 dana (vidi posljednju plohu), što odgovara orbitalnom razdoblju od oko 27,32 dana. Čini se da oscilacije u nagibu osciliraju dvostruko većom frekvencijom.

Zašto se čini da orbitalni elementi LRO-a neprestano osciliraju?

Također, iznenada epizode vrlo stalne ekscentričnosti "stvarne" ili samo artefakti spajanja / šivanja / lijepljenja različitih simulacija? Čak i kad se ekscentričnost čini konstantnom, oscilacije se vide u nagibu, a u manjem stupnju u glavnoj osi.

uredi: Upravo sam dodao neke povijesne podatke o razne putanje koje su spojene. "Razdoblje mirne ekscentričnosti" traje od 2016-Oct-21 do 2016-Dec-07 , pa dok započinje sredinom 558day_20160907_01.bsp_V0.2 , završava istog zloglasnog datuma kad i taj segment završava.

Ali upamtite, pitam onoliko o samim vrckanjima koliko i ja o njihovoj odsutnosti.

enter image description here

  PROMETNA VOZILA: Ažurirano neredovito (na Obzorima) ili na zahtjev. Povezane povijesne (rekonstruirane) putanje su iz PDS-a. Naziv putanje Start (TDB) Zaustavi (TDB) ---------------------------- ------------- ---- ----------------- Rekonstruisana putanja 2009. 18. lipnja 22:16 2016. 15. rujna 00:01 558dan_20160907_01.bsp_V0.2 2016. rujna 15. 00:01 2016. 07. prosinca 00 : 01 predvidjeti 558day_20161207_01.bsp_V0.2 2016 07. decembar 00:01 2017. 04. januar 00:01 predviđajte 558.dan_20170104_01.bsp_V0.1 2017. 4. januar 00:01 2018. 16. jul. 2018. 28. kolovoza 00:01 predvidjeti  

enter image description here

enter image description here

Ispod: Nacrtana ekscentričnost u odnosu na vrijeme (dani) za dva intervala pomaknuta za 327 dana, pokazujući razliku od 12 oscilacija. Izdvojeno razdoblje je 27,25, blizu mjesečevog orbitalnog razdoblja od oko 27,32 dana.

enter image description here

Izgleda da je aktivirana aktivna stabilizacija pomoću RCS-a.
Moj novac je na telemetrijskom prekidu, što bi sinusni val u podacima o nagibu učinio artefaktom Kalmanova filtra.
@Schlusstein Baza podataka JPL Horizons sadrži * izračunate * orbite, izlaz numeričkih simulacija putanja svemirskih letjelica na temelju modela gravitacije i drugih sila. Uzmite u obzir da se podaci protežu na 2018. godinu - za preuzimanje telemetrije iz budućnosti nisu korišteni vremenski strojevi! Sad ću uzeti taj novac - koliko ste rekli? :)
@uhoh Da, i budući podaci izgledaju baš kao podaci o kojima se pita, što je velik dio mog zaključka.
@Schlusstein ne postoji Kalmanov filtar. Ne mogu razumjeti vaš komentar. Kako možete zaključiti da postoji Kalmanov filtar? Oni se obično koriste za * bučne izmjerene podatke * za poboljšanje interpretacije mjerenja u prisutnosti značajnih količina eksperimentalne buke. To su precizne numeričke simulacije, očekivao bih da će bilo kakav šum biti veći od petnaeste decimale ili tako nešto.
@uhoh Koji su ulazni podaci korišteni za izvedbu ovih simulacija? Gdje ste pronašli podatke koje ste zacrtali?
@uhoh Čitam o HORIZONTIMA. Nije to samo numerička simulacija. Podaci generirani stvarnim (vjerojatno filtriranim) mjerenjima, numeričkom simulacijom korištenom za popunjavanje praznina u podacima. Ovo je naravno puno preciznije od numeričke simulacije, jer omogućuje korekciju nakupljene pogreške i negravitacijskih orbitalnih poremećaja. ftp://ssd.jpl.nasa.gov/pub/ssd/Horizons_doc.pdf Također bih vas savjetovao da saznate više o Kalmanovom filtriranju, jer se numerička integracija može lako ugraditi.
@uhoh I da, zapravo sam bacio pogled na pitanje. U četiri dana koja sam prošla zaboravio sam da je ovo ipak web alat.
@Schlusstein ostanimo na * ovom pitanju kao što je postavljeno. * Prema izlazu Horizons, počevši od `15. Rujna 2016 00: 01`, ovi su podaci samo prediktivni ako ih dobro razumijem. Dakle, sve što je prikazano u prvom skupu parcela počevši od 2016.7 je strogo numerička integracija (relativistički ispravne verzije) $ \ mathbf {F} = m \ mathbf {a} $. Nije li to točno?
@uhoh Nisam siguran da je to istina. Nećete primijetiti da regije neobičnog ponašanja završavaju upravo na datumima završetka ovih redaka: "558day_20160907_01.bsp_V0.2 2016 15. rujna 00:01 2016 07. prosinca 00:01 predviđajte" Smatram da ovo vjerojatno nije slučajnost. Možda su datumi završetka tamo gdje faze predviđanja završavaju. Međutim, također ne vidim ravne odjeljke u neobrađenim podacima.
@Schlusstein Diskusija s vama je vrlo korisna - radili smo istu stvar u isto vrijeme! Dok ste pisali svoj komentar, ažurirao sam pitanje istim informacijama. Pogledao sam izlaznu datoteku Horizons spremljene na moj disk - u svakom retku, odmah nakon JD-a i kalendarskog datuma, prvi broj s pomičnom zarezom je ekscentričnost i naglo počinje lebdjeti na oko 3.23 ili 3.24E-02 za vrijeme trajanja stana datumi spotova (JD `2457682.5` do` 2457729.5`).
Što podrazumijevate pod "Pitam o samim vrckanjima koliko i o njihovoj odsutnosti"? Misli li se to na periodično ponašanje vrijednosti nagiba tijekom vremena kada je ekscentričnost u biti fiksna?
@Schlusstein Jednako me zanima - na primjer - zašto nagib LRO oscilira s amplitudom od 1 stupnja svakih 14 dana, kao i ja zašto se to kolebanje neko vrijeme naglo spušta na 0,1 stupanj, a zatim započinje ponovno. O tim izletima pitam koliko i o njihovim iznenadnim zaustavljanjima i startima.
Dva odgovori:
Schlusstein
2017-03-20 09:07:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

JPL HORIZONS sadrži orbite interpolirane iz stvarnih podataka, a ne iz čistih simulacija. Pretpostavljam da se ovdje dogodilo to što ne postoje orbitalni podaci za tri odjeljka podataka koji ne pokazuju oscilacije. Čvrsto znamo da za jedan od tih odjeljaka nema sirovih podataka jer je to u budućnosti. Razgovarao sam sa stručnjakom za kontrolu i rekao je da je moja sumnja vjerojatno točna.

Kada upotrebljavate webtool, on kaže da postoji nekoliko serija podataka sa svima, osim s prvom koja na kraju retka predviđa riječ. Datumi na kraju tih serija podataka odgovaraju vraćenom osciliranju podataka. Pretpostavljam da je započela nova serija podataka kad se obnovi kontakt s letjelicom.

Vjerujem da razdoblje oscilacija od ~ 14 dana odgovara polovici mjesečevog orbitalnog razdoblja. Tada bi gravitacijsko perturbacija Zemlje bila glavni pokretač ovog ponašanja. Činjenica da se ove oscilacije događaju prilično vidljivo u nedostatku stvarnih podataka ukazuje na to da model radi pristojan posao obračunavanja ove smetnje. Što se tiče amplitude zašto znatno opada, ne mogu sa sigurnošću reći jer ne znam dovoljno o modelu koji se koristi, ali mogu pretpostaviti da je to povezano s neravnomjernom gustoćom mjeseca i ne gravitacijskim poremećajima povezanim s njegova orijentacija u odnosu na sunce, poput laganog pritiska i ispuhavanja.

Ako pogledate podatke o ekscentričnosti, vidjet ćete oscilaciju u razdoblju od ~ 14 dana na vrhu oscilacije u razdoblju od ~ 27 dana, s raštrkanim nekim višim harmonikama. Također postoje snažne oscilacije u razdoblju od ~ 27 dana u podacima o periapsi i apoapsi. Moglo bi biti zanimljivo primijeniti Fouierovu transformaciju na sve ovo. Mogli biste pogledati relativne veličine perturbacije po razdoblju i možda pokušati izolirati neko ponašanje s razdobljem od jedne godine.

Interpolirano nije baš prava riječ, možda bi bilo bolje uklopiti. * Uobičajeno *, jedini visoko precizni podaci koje dobivamo iz svemirskih letjelica koje kruže oko drugih tijela je doppler odgode. Posebno kodirani / modulirani signal prenosi se iz [Deep Space Network] (https://www.jpl.nasa.gov/deepspace/) (DSN) u svemirsku letjelicu koja ga ponovno emitira natrag na Zemlju drugom frekvencijom, ali pažljivo faza zaključana na dolazni nosač. Doplerov pomak i apsolutno kašnjenje daju relativnu brzinu i udaljenost u odnosu na zemaljsku stanicu, ali to još nisu istinski vektori stanja s tijelom oko kojeg je orbita.
Simulacije se koriste za generiranje rezultata simuliranog kašnjenja-doppler-a i oni se iterativno prilagođavaju dok ne mogu reproducirati izmjerene podatke o kašnjenju-dopleru. Ponekad se mogu uključiti i podaci o svemirskim letjelicama (kamere, akcelerometri), ali oni obično ne nude dovoljno preciznosti kako bi se podudarali s podacima doppler kašnjenja. Tri zemaljske stanice DSN-a [zauzete su i danju i noću] (https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html) i * prate * svemirske letjelice. Evo nekoliko [kul podataka o kašnjenju-doppleru] (http://space.stackexchange.com/q/20582/12102) s letjelice oko Mjeseca, ali u ovom slučaju to je pasivni radar.
uhoh
2017-05-17 08:49:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Na temelju nekoliko vrlo korisnih odgovora Jona Giorginija iz JPL-a i malo dodatnog čitanja, mogu sažeti kako slijedi:

Stvarni proračun orbita svemirskih letjelica, kombinirajući i učinke gravitacije i drugih sila u Sunčevom sustavu plus orbitalni manevri same letjelice kombiniraju se / usklađuju s dostupnim radarom i telemetrijom. Rezultat je naravno tablica vektora stanja.

Oscilirajući elementi izvedeni su iz vektora stanja samo radi praktičnosti. Nisu zamišljeni kao primarni izvori podataka o orbiti, a svaki skup točaka namijenjen je samo za definiranje položaja svemirske letjelice u tom trenutku .

Čini se da je na kratko vrijeme dok se čekalo više podataka ili odluka o nadolazećem manevru primijenjen zamjenski algoritam za oscilirajuće elemente na kratak raspon datuma, što je rezultiralo glatkiji izgled nekih crteža.

To ne znači da su nužno manje precizni u položaju, jer su elementi namijenjeni samo tome da se koriste za definiranje položaja u blizini trenutka za koji su izračunati. Prava putanja svemirske letjelice zapravo uopće nije konusni presjek, pogotovo uzimajući u obzir komplicirano gravitacijsko polje sustava Zemlja-Mjesec.

Nakon ažuriranog izračuna, izgled se vratio u očekivano stanje, iako ovo još uvijek jednako valjana.

Što se tiče samih periodičnih varijacija: Mjesečne i dvomjesečne periodike su manifestacije stvarnosti kruženja kvrgavog gravitacijskog polja Mjeseca pod gravitacijskim učincima Zemlje. Budući da je Mjesečeva putanja znatno eliptična, a ne kružna, taj snažno uznemirujući učinak je periodičan. Ti su učinci posebno vidljivi u ovim crtežima jer za početak nisu jednostavne keplerovske putanje, a pokušaj njihovog izražavanja istaknut će razliku.

Ispod je brza usporedba izvedenih oscilirajućih elemenata prije i nakon redovito zakazanog ažuriranja. Sve je u redu.

enter image description here



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...