Космический корабль «Рассвет»: почему орбиты такие высокие?

Насколько я понимаю , у Dawn есть миссия по проведению геологического («цереологического»?) картирования Цереры , но ее окончательная орбита будет на высоте 22 000 км / 49% освещенности диска.

Конечно, было бы полезно добавить (или доработать) более близкую орбиту для более подробной информации о конкретных функциях.

Разве Рассвет не приспособлен для более пристального изучения? Это из-за отказа колеса реакции, у нас хватает энергии только на этот взгляд? Я что-то не понимаю в физике такой попытки? Нас просто не интересует эта конкретная миссия?

Почему Заря не приблизится к Церере?

Я должен уточнить, что меня мотивирует, среди прочего, выяснить, что представляют собой эти чертовы белые пятна - даже если они просто лед или инспекционная наклейка.

Ответы (2)

Его конечная орбита будет всего в 375 км от Цереры, но вы должны дать ему время.

Dawn оснащен ксеноновыми ионными двигателями , которые чрезвычайно эффективны, но очень слабы. Обычное сравнение состоит в том, что они толкают корабль вперед примерно так же сильно, как лист бумаги давит на вашу руку. Их преимущество в том, что они могут делать это очень долго. Вот почему Рассвет смогла посетить Весту и Цереру .

Зонд с обычными химическими ракетными двигателями может очень быстро менять скорость, но топлива у него хватает только на несколько кратковременных выстрелов. Что было сделано в прошлом, так это то, что зонды были тщательно нацелены на их пункты назначения, а затем, когда они прибывают, они приближаются очень близко к планете и запускают свои двигатели, пролетая мимо в ближайшей точке. Это лучший способ замедлиться. Делая это за несколько проходов, это можно сделать только с короткими выстрелами, что экономит топливо. Это называется приемом Оберта .

Рассвету не нужно запускать двигатели при ближайшем приближении к Церере. Его двигатели просто продолжают стрелять и стрелять, пока, наконец, он не замедлится достаточно, чтобы орбита стала намного ближе. На самом деле слово «стрельба» не совсем применимо. Двигатели работали непрерывно в течение тысяч дней. (Ну, их три, и они периодически включаются, и были периоды выбега.)

Торможение таким образом занимает недели. Он уже несколько недель тормозит, приближаясь к Церере. Затем сначала он был захвачен только на сильно вытянутую орбиту, дальняя точка которой находилась очень далеко от Цереры. Тем не менее, он управляет своими двигателями на большей части своей орбиты, а не кратковременно прикладывает гораздо большую силу в самой нижней точке орбиты, и поэтому эффект Оберта гораздо менее важен в его маневрах.

Но поскольку двигатели очень эффективны, требуется еще меньше топлива, чем если бы использовались химические ракеты. Роскошь наличия двигателей, которые работают постоянно, возможно, также помогла смягчить проблемы, связанные с неисправными реактивными колесами, а также (временный) отказ всего двигателя не обрекал миссию.

(Примечание. Такие зонды, как «Кассини» и «Вояджер» , смогли посетить несколько пунктов назначения, чрезвычайно умело используя гравитацию, осторожно входя в гравитационный колодец планеты или луны в правильном направлении, чтобы их развернули вокруг них и выбросили. снова в правильном направлении, чтобы перейти к следующему пункту назначения. Только потому, что они были созданы для этого, им удалось добраться до нескольких замечательных пунктов назначения. направления с низкой гравитацией.)

"Двигатели работали непрерывно в течение тысяч дней" - тогда какой-то ютубер получит массу удовольствия, воспроизводя эту миссию :-)
Извинения: я неправильно понял статью в Википедии. 375км это очень хорошо.
В этом ответе есть некоторые вводящие в заблуждение вещи. Во-первых, эффект Оберта не зависит от массы объекта. Медленная спираль на низкую орбиту из C3 нуля займет примерно в 2,4 раза больше времени. Δ В как импульсивный маневр, чтобы сделать то же самое, независимо от GM. Во-вторых, при выводе на химическую орбиту «не пришлось бы стрелять намного дольше». Дольше чего? Общая Δ В чтобы вставить прямо в LAMO из нулевого C3, будет около 150 м / с (сделано за несколько минут), что намного меньше, чем ~ 1000 м / с на Марсе. Меньшее тело делает выход на орбиту быстрее, а не медленнее.
Кроме того, время выхода на низкую орбиту зависит не только от науки, но и от тяги. Dawn проведет около трех недель на исследовательской орбите, пять недель уйдет на то, чтобы добраться до HAMO, затем проведет два месяца на HAMO, два месяца уйдет на то, чтобы попасть на LAMO, а затем три месяца наблюдений на LAMO плюс расширенная миссия.
Он определенно все еще использует эффект Оберта, я сомневаюсь, что они стреляют на полпути между перицентром и апоцентром. Если они стреляют, пролетая над нижними орбитальными точками, эффект Оберта все еще применим.
@MagicOctopusUrn Как дела?

Не бойся. Если все пойдет хорошо, Dawn сократится до 375 км . Вы можете прочитать более подробную информацию в записи в блоге, но срок службы Dawn будет ограничен использованием гидразина, что на самом деле вызвано отказом двух из четырех опорных колес.

Обновление спустя 3 с лишним года: Dawn в настоящее время находится на пути к орбите высотой 35 км! (Не опечатка.)

Ты не хотел использовать "Терпение, кузнечик"?
«Срок службы Рассвета будет ограничен из-за использования гидразина», — надеюсь.