שְׁאֵלָה:
מדוע חלון ההשקה של TESS היה פתוח למשך 40 שניות בלבד ביום?
uhoh
2018-04-13 02:43:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

פודקאסט החדשות של ה- BBC מדע בפעולה משימת הציד הפלנטה החדשה מכסה את משימת TESS הקרובה בין 01:00 עד 07:15 עם שרה סיגר, סגנית מנהלת TESS מדע, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, קיימברידג ', מסצ'וסטס.

לאחר 03:30 ד"ר סיגר מזכיר ש חלון ההשקה נמשך רק 40 שניות , עם (לפחות אחד) חלון ההשקה שלאחר מכן מתרחש למחרת.

חזרה על חלון ההשקה לאחר יום אחד בערך מרמזת (בעיני לפחות) ש צרות החלון קשורה מאוד לסיבוב כדור הארץ . מסלולו של TESS תמיד קשור לכדור הארץ, אך דורש סנכרון זהיר עם מסלול הירח בעל תהודה 2: 1 כפי שנדון ב תשובה זו, כמו גם הווידאו וקישורים אחרים בו.

בתוך 40 שניות, קייפ קנוורל מסתובבת כ- 0.17 מעלות סביב ציר כדור הארץ, ונעה רק כ- 16 ק"מ במסגרת גיאוצנטרית.

שאלה:

האם ההשקה ממש בקצה מה שמסוגל הפלקון 9 אנרגטית, או שמא מאתגר חישובית או ניווט מכדי להכניס לסדרת התמרונים המורכבת מחוץ לחלון זה של 40 שניות, 16 ק"מ, 0.17 מעלות, החוזר על הדברים הבאים יום?

או שמא זה יכול להיות חלק מאומץ SpaceX או עודף כפי שניתן להסיק בעקיפין מהשאלה, התשובות וההערות הקשורות ל מדוע שמשימה לשמש -לארץ L1 יש חלון הפעלה מיידי?. זה לא נראה סביר מכיוון שלחלון יש משך סופי וסופי של 40 שניות, ולא על החלון המיידי של השניה 1 הנדון שם.


עוד על חזרה יומית אפשרית של החלון. מוצע על ידי מאמר החלל 101 TESS Orbit Design:

בגלל המספר הרב של אילוצים ושונות גבוהה בתנאי ההתחלה שנמצאו בגיאומטריה היחסית של המסלול הראשוני ושל הירח, מעצבי מסלולים פיתחו אלגוריתם אוטומטי של תכנון מסלול המתחשב בפרמטרים של חללית, סטטיסטיקה של שגיאות, מודלים של כוח והאילוצים השונים כמו ליקויי חמה, גבולות עליונים לתושב, אפוגי ותקופה וכו '. התהליך האוטומטי מספק פיתרון אופטימיזציה לכל תאריך השקה אפשרי, אשר יועבר לאחר מכן לתהליך אבטחת איכות בכדי לוודא כי כל הדרישות מתקיימות - יצירת חמישה בדידים השקת חלונות לחודש, כל אחד מהם בין יום לארבעה ימים.

פסקה זו אינה מתייחסת ישירות לחלון של 40 שניות, אלא מציעה שהחלון עשוי לחזור על עצמו עד ארבעה ימים רצופים כמה פעמים, אם אני מבין נכון.


קישורים שימושיים להסברים ודיונים על הפרמטר $ C_3 $ (מחדש "האם ההשקה ממש בקצה f למה הפלקון 9 מסוגל אנרגטית, או ... "):

לא תשובה, אבל אולי רמז: זה יכול להיות בגלל התחכום, או היעדרה, של מערכת ההדרכה. 14 ק"מ עשויים להיות "מחוץ למסלול" עד כמה שהוא יכול להתחיל ועדיין לתפוס את המסלול הסופי. אין ראיות ספציפיות, אך שים לב כי הפרשנות מציינת מדי פעם כי אטלס יכול להתמודד עם רוחות גבוהות יותר מאשר פלקון בגלל "הדרכה גמישה יותר", והיה סיקור של אטלס העמסת המון (1000) של "תוכניות הדרכה" להתמודדות. עם אחיזות.
@BobJacobsen אם הייתה להם תוכנית אחת טובה וגמישה, הם לא היו זקוקים ל -1000 מהם (הומור!) זה נשמע כאילו הפרשנות נוטה לאפשרות "... או שהיא מאתגרת מדי חישובית או ניווט ...".
במערכות בקרה "תוכנית" פירושה לפעמים רצף: יש להגדיר נקודות פרמטרים ולולאה לאורך זמן זה, ואז לעבור לאלה עד למצב זה ואז לעבור לאלה. בדרך כלל יהיה לזה טווח תוקף לפני שתצטרך להחליף אותו באחר.
@BobJacobsen נכון, לכן התווית "הומור". אין "טייס אוטומטי" של AI לרקטות בעשור הזה (אני מקווה).
אני מסכים עם @BobJacobsen שזה קשור להנחיות. התחרות אוהבת להשוויץ עד כמה יש יותר מתוחכם. https://mobile.twitter.com/torybruno/status/774073361047572480?lang=en
ואני מהמר שמחזור פיתוח התוכנה הנוסף אינו שימושי ל- SpaceX בגלל הזמן הקצר עם דלק צפוף.
@BobJacobsen מצאתי זאת רק על ידי כריס גבהארט ב- NasaSpaceflight: ["בכל יום שיגור, החלון היומי ימשך מספר שניות בלבד בהתבסס על דרישות טעינת הדלק של פלקון 9. תקופת ההשקה הכוללת היא, בדרך כלל, כדלקמן: כ -10 ימים של הזדמנויות גב אל גב. בערך 5 ימים של אופציות לעמוד. חזור על פי הצורך. "] (Https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=45038.msg1790758#msg1790758)
@uhoh ממצא מעניין! מעלה את השאלה כיצד מתעוררות אותן "דרישות העמסת דלק" למשימה זו. IIRC, היו משימות אחרות עם חלונות ארוכים יותר, כך שזה לא לגמרי הרכב עצמו.
הערות בכתובת https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=36349.260 מראות שחלק מהתשובה קשורה לחישוב הימנעות מהתנגשות. אין אזכור למה זה הכרחי.
אחד תשובה:
Jack
2018-06-15 22:11:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

נראה כי חלון ההשקה הקצר נובע משילוב של דרישות מסלול מדויקות מאוד של נטיית TESS ו- SpaceX להתגבר.

מקורות אחרים:

המידע על הסיבות המדויקות הוא דק בשטח וקראתי כמה סתירות (או אולי יש רק מספר סיבות):

מכאן (מ- OP בתגובות ):

בכל יום השקה, החלון היומי ימשך מספר שניות בלבד בהתבסס על דרישות טעינת הדלק של פלקון 9.

עם זאת כאן קובע:

פלקון 9 הוסר בדיוק בשעה 22:51:31 UTC, פתיחת חלון של 30 שניות המוגבלת על ידי דרישות העיתוי הקשות של TESS ליירט את הירח שלה חלון מעופף חודש לאחר היציאה לטיסה

אז בואו ננסה להגיע למסקנה סבירה באמצעות מידע בסיסי יותר.

ניתוח

עיצוב מסלול

זמן ההשקה האופטימלי אינו נקבע בדיוק על ידי סיבוב כדור הארץ, מו מחדש את הגובה של הירח בזמן השיגור (שהוא כמובן קשור באופן הדוק לסיבוב כדור הארץ).

קריאה מדוקדקת של מסמך זה נותנת לנו את ההנמקה הבאה:

  1. כדי להגיע למסלול המשימה הסופי שלה בדיוק גבוה, TESS צריך לבצע את סיוע הירח שלה בדיוק גבוה - המסלול הסופי יהיה רגיש מאוד הן לנטייה והן לוויכוח של פריאפסיס של הנדנדה. -על.
  2. על מנת למקד במדויק את הסיוע לירח, יש לתזמן במדויק את מסלולי השלבים ולהטות אותם כראוי.
  3. מסלולי השלבים משתמשים ב גבול יציבות חלשה סדרה של תמרוני אפוגי מתחלפים והעלאת חלפים:

... החללית תוביל דחיפה משמעותית כאשר תתקרב כדור הארץ שוב בתוך שישה ימים כדי להרים את נקודת השיא של מסלולו בצורת ביצה כדי להתאים למסלול מסלול הירח. שני המסלולים הבאים ימולאו בתמרוני תיקון כדי לחדד את נתיב המעוף

אולם 'דחיפה גדולה' זו כלולה בתקציב delta-v של לכל סדרת התמרונים, כולל תמרון התאמת התקופה הסופי .

מסלולי הדרגה המוצגים בירוק:

בהתחשב בכך, ל- TESS היה תקציב של רק:

8 מ 'לשנייה לשמירה על פריגי מסלול בהדרגה, 28 מ' לשנייה לפיזור שיגור ו- 25 m / s לתמרוני תיקון מסלולים,

עם תקציב כה קטן, התאמות אורך פרדיג 'אינן בא בחשבון. באמצעות צריבת הזרקה אחת ממסלול חניה מסוג LEO כזה, הטיעון של פריגיני נקבע לחלוטין על ידי עיתוי צריבת ההזרקה. הנטייה נקבעת על ידי אזימוט ההשקה, אך ניתן לכוונן אותה באמצעות doglegs.

מכל אלה אנו יכולים להסיק כי צריבת ההזרקה הייתה צריכה להתבצע בצורה מדויקת מאוד ( 43 דקות לאחר ההשקה) ותוזמן לחפוף לנטייה ולגובה היחסי הנכון של הירח מכיוון של- TESS הייתה יכולת מוגבלת לתקן אותו באופן רטרואקטיבי.

במהלך השיגור, עם זאת, ניתן היה לבצע תיקון כלשהו, ​​כל עוד פלקון 9 היה מסוגל.

יכולת פלקון 9

זה היה מתועד היטב שהפלקון 9 היה גדול מדי להפעלת TESS. קיבולת ה- GTO הנחיתה האופיינית ל- F9 היא ~ 5500 ק"ג. עם זאת, מסלול ההזרקה של TESS 248 ק''מ x 270000 ק''מ גבוה משמעותית מ- GTO טיפוסי. מחשבון זה מציע דרישת delta-V של ~ 3080 $ ms ^ {- 1} $ עבור מסלול זה - עלייה של 26%. אני מעריך שזה ייתן ל- F9 קיבולת למסלול של TESS של ~ 3600 ק"ג בעת התחשבות בנחיתה של ASDS.

זה הרבה יותר גדול מ- 325 ק"ג של TESS, כך שאנחנו יודעים שהשלב העליון עדיין היה הרבה דלק פנוי.

עם זאת, חלק גדול מאותו דלק רזרבי שימש להוצאת הבמה העליונה למסלול הליוצנטרי לאחר הפרדת מטען כאמור ב ציר זמן מפורט זה של ההשקה.

מכאן, אנו יכולים לשער כי פלקון 9 לא יכול היה לבצע תיקוני קורס ענקיים במהלך ההשקה, אך בוודאי מספיק כדי לא להצדיק כזה חלון הדוק.

לסיכום

מסלול ההזרקה היה כפוף ל מגבלות חזקות מאוד על מנת שהמשימה תצליח, אך השיגור פחות לכן. SpaceX, בסגנון הרגיל שלה, רצתה ככל הנראה לכוון ל פרופיל ההשקה הנומינלי בדיוק רב כדי להבטיח שוליים גדולים יותר לנחיתה של ספינת מזל"ט.

קריאה נוספת

  • מסמך זה נותן ניתוח מעמיק של עיצוב המסלול של TESS, אך מתמקד בהפרדת רכבי שיגור לאחר.
  • סקוט מנלי נתן הערה טובה על עיצוב המסלול.

הערה: ברור שיש כאן ספקולציות מסוימות מצידי, אבל ניסיתי להסתמך על משאבים חזקים.

אני מודע לניתוח שלי כאן די ארוך ומתפתל, אנא יידע אותי אם אוכל להבהיר.
תשובה זו די * יסודית * ומקורית היטב! *
תודה @uhoh, הוספתי קצת הבהרות לגבי תמרוני התיקון, אך אל תהסס לערוך אם אתה חושב שניתן להבהיר את זה. אני מתחיל להסתכל על כל מסלולי המסלול האלה!
לא מצאתי * מידע * נוסף על הימנעות מההתנגשות ולכן החלטתי להשאיר את זה בחוץ עד שמשהו נוסף יתעורר
נראה מצויין, תודה רבה שהתעמקת בזה!


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...