Если длинная орбита Юноны означает меньший уровень радиационного ущерба, то почему запланирована короткая орбита?

Космический корабль « Юнона » (также Википедия , запуск 05 августа 2011 г., вывод на орбиту Юпитера 05 июля 2016 г.) был запланирован на сжигание, чтобы сократить его период примерно с 54 дней до 14 дней, сохраняя при этом столь же сложный маловысотный период всего лишь 4000 км над экватором планеты. Среди технических проблем — интенсивное излучение вблизи Юпитера из-за частиц, захваченных сильным магнитным полем планеты. Это привело к некоторым крайним мерам, включая танталовое радиационное хранилище Juno толщиной 1 см для защиты электронного оборудования весом около 200 кг.

Он завершил свой первый периджоув 27 августа 2016 года, а во время второго периджова он должен был выполнить снижение орбиты 19 октября 2016 года. Из-за потенциальных проблем с двигательной установкой, обнаруженных в телеметрии до запланированного сжигания, оно было отложено. Запись не производилась во время последующих прожигов, и теперь, похоже, было принято решение оставить «Юнону» на более длинной орбите на время миссии, согласно « Джуно» из Space Daily, чтобы она оставалась на текущей орбите Юпитера .

В статье говорится:

Большая 53-дневная орбита Юноны позволяет использовать «дополнительную науку», которая не была частью первоначального плана миссии. Juno продолжит исследование дальних уголков магнитосферы Юпитера — области пространства, в которой преобладает магнитное поле Юпитера, — включая дальний хвост магнитосферы, южную магнитосферу и пограничную область магнитосферы, называемую магнитопаузой. Понимание магнитосфер и того, как они взаимодействуют с солнечным ветром, являются ключевыми научными целями научного отдела гелиофизики НАСА.

«Еще одно ключевое преимущество более длинной орбиты заключается в том, что «Юнона» будет проводить меньше времени в сильных радиационных поясах на каждой орбите», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь «Юноны» из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио. «Это важно, потому что радиация была основным фактором, ограничивающим жизнь Юноны».

Вопрос: Какова была цель запланированного изменения с 53 дней на 14 дней? Учитывая преимущества пребывания на более длинной орбите, каковы были еще более убедительные преимущества короткой орбиты?

ниже: График первоначально запланированной орбиты Юноны из исторических ядер ( источник и сюжет описаны здесь ) в базе данных JPL Horizons . Юнона остается в одной плоскости, но с уменьшенным апогеем. Плоскостная прецессия апсид обусловлена ​​значительным сжатием Юпитера и большим Дж 2 . Слева: проекция на плоскость эклиптики J2000 YZ. Справа: самолет XZ, по случайному совпадению на этом снимке он находится с ребра из-за графика миссии относительно орбиты Юпитера.

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

выше: набросок нескольких нижних 14-дневных орбит Юноны и иллюстрация самых сильных полос излучения вблизи Юпитера. Из Лос-Анджелес Таймс

введите описание изображения здесь

вверху: «Анимация тора синхротронного излучения Юпитера. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения - Калифорнийский технологический институт». Из блога Ватиканской обсерватории

Я думаю, что наука о бонусах — это эвфемизм, означающий, что они хотят извлечь максимум из того, что у них есть, а не счастливая случайность.
@GdD, ты не думаешь, что у более длинной орбиты вообще есть какие-то преимущества? Конечно, в пресс-релизах пишут позитивно, отчасти потому, что авторы заголовков всегда ищут плохую сторону любых новостей, но могло ли планирование орбиты предусматривать баланс потенциальных преимуществ и недостатков как для длинных, так и для коротких орбит?
Я думаю, что если бы потенциальная выгода от более высокой орбиты была настолько велика, они бы спланировали миссию с несколькими из них до того, как ожог спуска @uhoh. Инженерные проблемы и стоимость конструкции с близкой орбитой означают, что у этого должны были быть веские причины.
@GdD, похоже, вы хотите навязать одноосную парадигму. У вас может быть одновременно веская причина что-то делать и веская причина этого не делать . Соображений может быть несколько. Я не говорю, что ваш вывод неверен, просто говорю, что помимо того, что упомянуто в данной статье, может быть несколько важных факторов.
Вот почему вы задали вопрос @uhoh, и я думаю, что это хороший вопрос. Я не отвечаю на это, потому что у меня нет достоверных данных.
Высокая орбита означает проводить недели или месяцы вблизи апоцентра и несколько часов вблизи перицентра. Корабль получает меньше урона в час, но гораздо больше за орбиту. Если это «собрать некоторые данные, отправить на Землю, позволить ученым проанализировать их в течение пары недель, прежде чем получить следующие данные», это работает нормально — вы получаете менее качественные и качественные данные, но распределенные в течение более длительного времени (наблюдение низких -изменение скорости). Если вам нужно больше данных , таких как непрерывный поток, вам лучше использовать низкую орбиту, которая непрерывно производит данные с высоким разрешением (и урон), а не короткие пакеты данных + урон + длительный урон низкой интенсивности.

Ответы (2)

Деньги. Миссии было предложено ограничение расходов, которое включает операционные расходы. Научные цели можно было бы достичь с помощью более короткой основной миссии и, следовательно, с меньшими затратами, используя более узкие орбиты.

У меня было предчувствие :) Что касается персонала, может ли персонал мультиплексироваться? С 53 днями между пролетами люди будут тратить больше времени на другие вещи, чем если бы это было 14 дней?
Научная группа должна была иметь возможность уменьшить что-то близкое к пропорциональному, но команда инженеров смогла бы уменьшить только немного. Планирование деятельности будет сокращено, но мониторинг космического корабля и ведение домашнего хозяйства больше зависит от времени, чем от деятельности. Я подозреваю, что команда Juno рассматривает именно эти сделки, пока мы говорим, чтобы посмотреть, как долго они смогут растянуть свои уже одобренные средства.
Я не спорю с вами, это интересный ответ. У вас есть какие-либо ссылки на доказательства по этому поводу?
@GdD, Марк Адлер работает в JPL. Я также недавно присутствовал на выступлении Стива Левина, научного сотрудника проекта Juno, и он дал такое же объяснение.
Я не ставлю под сомнение происхождение @pericynthion, я надеялся узнать больше, если есть документы, доступные для чтения.
@GdD Phys.org делает довольно хорошие отчеты. « Миссия должна быть расширена на десятки миллионов долларов, если ученые собираются собрать все в соответствии с первоначальным планом. Это уже миссия на миллиард долларов» . Как задокументировано из источников НАСА в этом ответе , радиационное воздействие было бы хуже на нижней орбите, поэтому должна была быть какая-то другая причина, чтобы поместить его туда. Не полный ответ, но комментарии не являются полными вопросами.

Я вижу несколько причин для этих более коротких орбит.

  • Прежде всего, вы должны заметить, что зонд находится на полярной орбите вокруг Юпитера. Одна из целей миссии — составить несколько «карт» Юпитера (гравитационное и магнитное поля Юпитера, изменение состава атмосферы и т. д.), поэтому чем короче орбита, тем больше данных вы получите за фиксированный промежуток времени (например, срок службы зонда).

  • если вы хотите сделать то же количество витков, но с более длинным, это займет 34 умножить на 53,5 дня = 1819 дней (~ 5 лет) вместо 34 х 14 дней = 476 (~ 15 месяцев) для более короткого. В статье в Википедии, цитируемой в OP, упоминается, что конфигурация орбит позволяет солнечной панели зонда всегда быть обращенной к солнцу. Со временем миссии около 5 лет и зная, что Юпитер имеет период обращения 11,86 года, можно сделать вывод, что по крайней мере несколько оборотов привели бы зонд в тень Юпитера, и, таким образом, без возможности питать себя через свои солнечные панели. .

  • наконец, что не менее важно, указанные полярные орбиты позволяют зонду перемещаться с минимальным контактом с плотными радиационными поясами Юпитера.

    Эти орбиты сводят к минимуму контакт с плотными радиационными поясами Юпитера, которые могут повредить электронику космического корабля и солнечные панели, за счет использования бреши в радиационной оболочке вблизи планеты, проходя через область минимального излучения.

Спасибо! В пункте 1 время жизни не обязательно измеряется в часах. Например, накопленная доза облучения и ущерб зависят от конкретного пути и могут быть лучше представлены количеством и продолжительностью близких проходов, а также поворотом апсид. точка 2; Неплохо подмечено! если периЮов находится на дальней стороне, топлива недостаточно, чтобы избежать неизбежного солнечного затмения. Если вы сможете найти где-нибудь, как скоро это будет, и добавить информацию и ссылку на свой ответ, это было бы здорово!
Пункт 3 я не понимаю - мне кажется, что более длинная орбита на самом деле будет проходить дальше от полос излучения, чем более близкая.
Пожалуйста. Я согласен с вашим комментарием по пункту 1. Но для определенного количества излучения, разрешенного конструкцией, вы уменьшаете любой другой риск отказа, сокращая миссию. Я проведу небольшое исследование по пункту 2.
Насчет пункта 3 я не знаю, что и думать, если честно. У вас могут быть две орбиты с одинаковыми периодами (скажем, 30 дней), но одна очень эллиптическая с очень низким PeriJove (и излучением +++) и еще одна круговая с ~ постоянным уровнем излучения. Но здесь я говорил о том, где вокруг Юпитера пролетает зонд, и вы можете видеть на картинке, показывающей «самые сильные полосы излучения вблизи Юпитера», что на полюсах излучения почти нет.
Если длинная орбита Юноны означает меньший уровень радиационного ущерба, то почему запланирована короткая орбита?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v