Как у Parker Solar Probe такое широкое окно запуска?

В этой статье есть некоторая информация, хотя она напрямую не касается вашего вопроса. В нем упоминается, что первый пролет Венеры происходит на относительно большой высоте (около 2500 км), что может сделать его менее чувствительным. Я также заметил, что, поскольку все гравитационные ассистенты связаны с Венерой, после завершения первого пролета Венеры абсолютное время не имеет значения. Последующие облеты будут происходить на такое же количество лет Венеры позже, чем первый, и будут работать в любое время, когда произойдет первый.

Я также отмечаю из той же статьи, что ракета-носитель-мишень изменилась на этапе проектирования с Атласа на Дельта-4. Это изменение (и связанное с ним расширение третьей ступени) добавит к запуску значительное количество энергии, поэтому, хотя это могло быть слишком много для Атласа, с Дельтой может быть значительная гибкость.

Новое расписание запуска: перенесено на 3:31 утра по восточному поясному времени 12 августа 2018 года.

Видеообъявление Scrub: « Запуск солнечного зонда Parker отложен ».

Прямая трансляция будет вестись на YouTube-канале NASA Kenedy .

Текущая прямая трансляция: « NASA Live: Официальная трансляция медиа-канала NASA TV ».

На мой взгляд, это звучит так, как будто поля для энергетического бюджета будут очень маленькими.

Запасы будут достаточно малы, чтобы не расходовать топливо, перевозя ненужное топливо.

Но будет дополнительное топливо, чтобы допустить ошибку и дать некоторое пространство для маневра.

Топливный бюджет Златовласки .

Так почему же окно запуска больше недели?

Есть время подготовки к запуску, проще придумать способ запуска каждый день в течение недели, чем иметь возможность запускать десяток раз в год (что было бы невозможно для межпланетного запуска), так как у людей было бы собраться и уйти, затем вернуться пораньше, чтобы снова настроиться — или не уходить, пока он не будет запущен, с огромным ожиданием между окнами (но это не то, как работают межпланетные окна, где вы преследуете движущуюся цель, а не просто вращаетесь вокруг Земли ).

Выходите ли вы в начале или в конце окна в первый день или в другой день, это меняет маршрут и, возможно, приводит к тому, что вы оказываетесь в неоптимальном положении вокруг Солнца, но все же не в плохом и не в столь невыгодном положении, как еще несколько недель или месяцев задержки (и отказ от всех предыдущих расчетов).

Источники/Доказательство приведенного выше ответа.

В блоге НАСА в статье под названием « Окно запуска солнечного зонда Parker продлено до 23 августа » (2 августа 2018 г.) они написали:

«НАСА и его партнеры по миссии проанализировали и одобрили продленное окно запуска Parker Solar Probe до 23 августа 2018 года (ранее 19 августа). Запуск космического корабля запланирован не ранее 11 августа 2018 года в 3:48. am с окном 45 минут.».

Итак, в первый день окно составляет 45 минут. Если они не могут запустить в течение этого окна, это на второй день.

Но 7 августа 2018 года в статье: « Начинается неделя запуска Parker Solar Probe » писали:

«... запланировано на субботу, 11 августа, в 3:33 утра по восточному поясному времени, открытие 65-минутного окна».

Так что теперь это раньше и дольше. Их последняя запись в блоге: « Паркер Солнечный зонд движется к запуску 11 августа » подтверждает ту же дату и время без упоминания дневного окна.

На сайте НАСА: « Глава 9 — От Земли до Венеры » о миссии «Магеллан» пишут:

«К счастью, 64-минутное окно для запуска было рассчитано на 4 мая. После 59 полных беспокойства минут ветер рассеялся, а облака разошлись ровно настолько, чтобы старт состоялся в 14:46:59 по восточному дневному времени (см. 2), всего за 5 минут до окончания стартового окна этого дня. Шаттл медленно поднялся из клубов пара и ускорился к низким облакам. Он ненадолго исчез из виду, а затем снова появился на несколько секунд, обрамленный в голубое окно среди облаков... Это было действительно идеально.

Космический шаттл «Атлантис» компенсировал задержку запуска за счет рысканья, направляя его в правильную плоскость орбиты. После пяти оборотов вокруг Земли на высоте 296 километров (160 морских миль) «Магеллан» медленно разворачивался из шаттла (см. рис. 9-3). Шестьдесят минут спустя, когда панели солнечных батарей были выдвинуты, как показано на рис. 9-4, IUS в быстрой последовательности запустил два своих SRM и направил космический корабль почти точно по точной траектории к Венере. После запуска своих двигателей управления ориентацией для небольшой коррекции курса IUS отделился от Magellan и использовал оставшееся топливо, чтобы уйти от космического корабля.

Путь Магеллана к Венере

Первоначальный период запуска в мае 1988 года позволил бы Magellan достичь Венеры через 4 месяца по траектории типа I , а это означает, что от запуска до места назначения космический корабль прошел бы менее 180 градусов вокруг Солнца. Аналогичная возможность была в период запуска в октябре 1989 года, первоначально отведенный для Magellan, но впоследствии назначенный для миссии Galileo, чтобы избежать дальнейших задержек с его запуском.

Однако положение Земли и Венеры в период с конца апреля по конец мая 1989 г. требовало траектории типа IV (см. рис. 9-5). Это означало, что космический корабль совершит от 1,5 до 2 оборотов вокруг Солнца (чуть более 540 градусов) и прибудет к Венере 10 августа 1990 года. Хотя это требовало большей продолжительности полета (15 месяцев). , Тип IV на самом деле имел преимущества снижения энергии запуска и скорости сближения с Венерой.

...

Вернуться к доске для рисования

Траектория Магеллана Типа IV и полученная в результате дата прибытия на Венеру внесли некоторые изменения в базовый план картирования, разработанный для миссии 1988 года.

Верхнее соединение (где Солнце расположено между Венерой и Землей) теперь будет происходить во время основной картографической миссии, а не в конце. В результате около 2 ноября 1990 года будут потеряны картографические данные за 18 дней, поскольку радиопомехи от Солнца сделают невозможным связь с космическим кораблем. К счастью, недостающие данные могут быть восстановлены в начале июля 1991 года, если миссия будет продлена на дополнительные 243-дневные циклы картографирования.

Траектория также диктует приближение к северному полюсу; это приведет к созданию полосы картирования с севера на юг, что противоположно тому, что было запланировано для миссии 1988 года.

Таким образом, вы можете видеть, как использование другой части окна может изменить (но не испортить) выполнение миссии.

Миссия Venus DRM , запланированная на 30 апреля 2021 года на Atlas V 551 L/V, использует современные расчеты, основанные на том, что мы узнали после миссии Magellan; это было бы более репрезентативным для того, что нужно делать в течение недели, начиная с субботы, 11 августа 2018 г., в 3:33 утра по восточному поясному времени.

Мы вращаемся (на экваторе) со скоростью около 1000 миль в час (1600 км/ч) и перемещаемся в пространстве вокруг Солнца со скоростью 66 000 миль в час (107 000 км/ч).

По отношению к местному стандарту покоя наше Солнце и Земля движутся со скоростью около 43 000 миль в час (70 000 км/ч) примерно в направлении яркой звезды Веги в созвездии Лиры. [Источник: AstroSociety.org — « Как быстро вы движетесь, когда сидите на месте? »].

Земля совершает оборот на 360° за 23 часа, 56 минут и 4 секунды (1 436,06667 минут), поэтому 65-минутное окно представляет собой 360/(1 436,06667/65) = 16,2945081 градуса — довольно широкий диапазон траекторий.

Венера движется вокруг Солнца со средней скоростью 78 341 миль в час или 126 077 километров в час по своей орбите вокруг Солнца.

См. веб-страницу Википедии: « Орбита переноса Хохмана — приложение для межпланетных путешествий », « Биэллиптический переход » и « Межпланетная транспортная сеть » для получения информации о « Gravity Assist »:

«При любом переходе Хомана выравнивание двух планет на их орбитах имеет решающее значение — планета назначения и космический корабль должны прибыть в одну и ту же точку на своих соответствующих орбитах вокруг Солнца в одно и то же время. Это требование выравнивания порождает концепция окон запуска.».

Демонстрация орбит Земли и Венеры вокруг Солнца предлагается в видео на YouTube « Земля-Венера Танго вокруг Солнца » и объясняется на странице Википедии « Венера — Пентаграмма Венеры »:

«Пентаграмма Венеры — это путь, который Венера делает при наблюдении с Земли. Последовательные нижние соединения Венеры повторяются очень близко к орбитальному резонансу 13:8 (Земля делает 8 оборотов на каждые 13 оборотов Венеры), смещаясь на 144° при последовательных нижних соединениях. , Соотношение резонанса 13:8 является приблизительным. 8/13 составляет приблизительно 0,615385, в то время как Венера вращается вокруг Солнца за 0,615187 года».

Из-за резонансного периода, из-за орбитальной скорости в зависимости от расстояния от Солнца, планеты Земля и Венера остаются относительно близко друг к другу в течение более длительного периода, чем если бы соотношение было 13:1 - тем не менее, точные расчеты особенно важны при чрезвычайно длительные периоды времени .

Вы правы в своем предположении, что большие пусковые окна требуют большего запаса топлива на ракете. Таким образом, основная причина такого большого окна запуска не в том, что они просто этого хотят, а в том, что это дает некоторую гибкость в фактической точке запуска. Если им придется прервать обратный отсчет и выполнить повторный запуск, им потребуется некоторое время (обычно от нескольких часов до нескольких дней), прежде чем они смогут предпринять еще один запуск.

Помимо технических сложностей, могут быть и второстепенные факторы, задерживающие запуск. Неблагоприятные погодные условия, лодки или самолеты в ограниченных зонах и даже стихийные бедствия, такие как лесные пожары, могут вызвать задержки.

При обычных запусках задержки не так уж важны, следующая возможность запуска может быть в течение нескольких дней. Однако для межпланетных запусков, таких как SPP (Solar Parker Probe), возможность следующего запуска может появиться спустя годы. Это будет стоить больших денег и довольно непрактично. Это означает, что они должны убедиться, что они могут попасть в окно запуска.

Чтобы убедиться, что они попали в окно запуска, они стараются сделать его как можно больше, чтобы у них было время для устранения неполадок или ожидания доступности диапазона, если это необходимо.