Ксенон против гидразина: «Должен ли я остаться или уйти?» Решения миссии рассвета

Одно колесо все еще работает (по крайней мере, оно работало в последний раз, когда они его использовали), но Доун больше не использует его. Отказ третьего колеса произошел в апреле этого года (2017 год для тех, кто читает этот ответ через тысячи лет).

Да, гравитация, тянущая очень длинные рычаги, называемые солнечными панелями, является важным фактором использования гидразина, и чем ниже орбита, тем хуже. (Приливные силы идут как$1/r^3$или высшие степени$r$, поэтому силы сильно зависят от высоты.)

Этот расход гидразина в основном связан с ориентацией, а не с поддержанием параметров орбиты. Они все еще используют ионные двигатели для корректировки орбиты. Но эта операция также потребляет гидразин, чтобы направить ионные двигатели в нужном направлении и для управления креном во время маневра.

Этот пост в блоге Марка объясняет больше о ситуации с реактивным колесом. Если вы хотите узнать больше о бюджете гидразина в конце игры, вы можете написать Марку по электронной почте со своими вопросами. Держу пари, что он ответит, так как он любит говорить об этом. Его электронную почту можно найти на сайте people.nasa.gov.

Я думаю, что ваша догадка касается уменьшения с радиусом орбиты$(1/r)^n$,$n=3...\infty$несферические члены гравитационного потенциала, вероятно, являются ключом к решению проблемы. Этот эффект усиливается, когда вы находитесь ближе к основному телу.

Было бы интересно проанализировать собственные значения системы динамики вращения. При рассмотрении формы автомобиля можно найти графики, подобные этому.

Этот график был построен с использованием модели сферической гравитации, но с учетом ассиметрии орбитального аппарата.$k_1, k_3 = f(I_1, I_2, I_3)$, а собственные значения пропорциональны$\sqrt{\mu/a^3}$, поэтому, если мы находимся в неустойчивом случае, нестабильность растет быстрее при приближении к центральному телу. Аналогичный анализ может быть выполнен, включая несферическое тело гравитационного поля.

Больше комментарий, чем ответ. Кстати, хороший вопрос.

РЕДАКТИРОВАТЬ: ссылка на пояснительное видео

https://es.coursera.org/learn/spacecraft-dynamics-kinetics/lecture/DAQum/3-gravity-gradient-linear-stability-about-equilibria

Чтобы ответить на вопрос о том , чтобы остаться на Церере или отправиться куда-то еще:

У рассвета не осталось достаточно ксенонового топлива, чтобы выйти на орбиту вокруг другого астероида. Он может покинуть Цереру, но после этого может только пролететь мимо.

Многообещающий потенциал для наблюдения за Церерой на эллиптических орбитах с более близкого расстояния, чем когда-либо прежде, делает вторую расширенную миссию чрезвычайно привлекательной. НАСА и группа ученых и инженеров, созванная для проведения независимой объективной оценки, пришли к выводу, что дальнейшее исследование Цереры будет наиболее ценным заданием для космического корабля. Примечательно, что «Рассвет» — единственный космический корабль, когда-либо находившийся на орбите двух внеземных целей, и даже сейчас, значительно превзойдя свои первоначальные цели, имеет возможность покинуть Цереру и ненадолго посетить третью (хотя у него не осталось достаточного количества ксенона, чтобы орбита на треть), но перспективы новых открытий на Церере слишком велики, чтобы их упускать.

Для второго расширения миссии НАСА планирует вывести Dawn на эллиптическую орбиту с более низким перицентром, чем на предыдущих орбитах:

В течение нескольких месяцев летная группа изучала возможность полета космического корабля ближе к Церере, чем когда-либо серьезно рассматривалось. Dawn провел более восьми месяцев в 2015-2016 годах, кружась на высоте около 240 миль (385 километров) над карликовой планетой. Он открывал захватывающий вид на таинственные пейзажи и собирал множество данных, намного превышающих то, что ожидала команда. Затем Dawn поднялся на большую высоту во время своей первой расширенной миссии для новых наблюдений. Сейчас инженеры работают над тем, как вывести космический корабль на эллиптическую орбиту, что позволит ему опускаться ниже 125 миль (200 километров) на несколько минут при каждом обороте. Пока их результаты очень обнадеживают.