Почему у космического корабля Dawn три ионных двигателя под разными углами?

Космический корабль Dawn имеет три ионных двигателя, которые установлены так, что их векторы тяги находятся под значительными углами. Вы можете увидеть это на этом изображении:

введите описание изображения здесь

На изображении активен один из трех двигателей. Два вопроса:

1) Почему три двигателя? Я подозреваю, что это для избыточности, но кажется очень расточительным. Кроме того, несколько других миссий используют единую двигательную установку.

2) Почему разные векторы тяги? Я подозреваю, что это как-то связано с избыточностью и обеспечением того, чтобы вектор тяги проходил через центр масс.

Использует ли Dawn свои ионные двигатели для управления ориентацией? Но три вектора тяги выглядят компланарными, что ограничивает их полезность для управления ориентацией.
@HopDavid Dawn также имеет 12 двигателей RCS с несбалансированной конфигурацией (гидразин, 0,9 Н, всего 46 кг топлива, возмущающая дельта-V только в направлениях SC +X, -X и +Z) и теперь два (из четырех) реактивных колес. которые до сих пор действуют. См., например , космический корабль Dawn: есть ли у вас контроль ориентации? Связано здесь: Как космический корабль Dawn с ионным двигателем выйдет на орбиту вокруг Цереры?
Судя по картинке, использование другого двигателя означает просто вращение космического корабля. Я просто догадываюсь, но я думаю, что тот факт, что он питается от солнечной энергии, означает, что он будет использовать только один двигатель за раз.
Ионные двигатели должны указывать примерно через центр тяжести космического корабля и должны быть установлены на карданном подвесе, чтобы иметь возможность направлять их точно через центр тяжести во время работы. (ЦТ движется по мере расходования топлива.) Так что на самом деле все они направлены в одном направлении, то есть через ЦТ. Это, кстати, делает их почти бесполезными для управления ориентацией.

Ответы (1)

Каждый из трех блоков ионной тяги Dawn диаметром 30 сантиметров (12 дюймов) может перемещаться по двум осям, что позволяет перемещать центр масс космического корабля во время миссии. Это также позволяет системе управления ориентацией использовать ионные двигатели для управления ориентацией космического корабля.

В той же статье далее говорится

Два ионных двигателя необходимы для обеспечения достаточного срока службы двигателя для выполнения миссии, а третий двигатель служит запасным.

Подробнее см. на сайте: http://dawn.jpl.nasa.gov/technology/ion_prop.asp#sthash.IOhMDaGr.dpuf

Но почему три двигателя?
@Erik Статья, ссылка на которую приведена выше, отвечает на этот вопрос; Я обновлю свой пост цитатой блока
Интересный материал. Я предполагаю, что что-то в ионном двигателе со временем ухудшается или имеет низкое среднее время безотказной работы.
Двигатель представляет собой сложный инструмент (+: включение некоторого резервирования в систему всегда является хорошей идеей, особенно с учетом того, что двигатель нельзя будет обслуживать вручную ... Взгляните на статьи в Википедии об ионных двигателях.
Создание избыточности не всегда является хорошей идеей. Часто это компромисс. В противном случае у 777-х было бы 10 двигателей. Сказав это, это кажется хорошим компромиссом для ионных двигателей.
Цитата говорит, почему три. Для полного требуемого срока службы требуется два двигателя (подача топлива). Третий двигатель предназначен для резервирования на случай, если один или оба из первых двух не достигнут своего номинального срока службы.
@MarkAdler, да, эта цитата хороша и была добавлена ​​после моего комментария.
@Erik Эрозия сетки ускорения неизбежна с ионными двигателями. Это предсказуемо, легко измеряется снижением производительности, но, к сожалению, также точно. Для краткого ознакомления с электрическим двигателем см., например , Choueiri, Edgar Y. (2009). Новый рассвет электрической ракеты. Ионный двигатель (PDF)
Почему у космического корабля Dawn три ионных двигателя под разными углами?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v