У Кассини закончилось топливо?

Чтобы ответить на вопрос, «у Кассини заканчивается топливо»:

Как и следовало ожидать, НАСА следило за уровнем топлива «Кассини». В 2014 году JPL опубликовала исследование « Обеспечение запаса топлива Кассини в конце миссии »:

Осталось три года, и осталось только 2,5% двухкомпонентного топлива и 37% монотопливного топлива. Проект «Кассини» активно управляет прогнозируемым запасом топлива в конце миссии, чтобы поддерживать высокую уверенность в способности космического корабля завершить CSM в соответствии с проектом. .

Точная навигация космического корабля, строгая оценка оставшегося топлива и частые прогнозы потребления топлива в будущем привели к эффективному использованию топлива и вероятности достаточного запаса топлива более 99%.

...

Проект «Кассини» поддерживает планы на случай непредвиденных обстоятельств, которые направлены на минимизацию воздействия на будущую научную деятельность и требования миссии в случае истощения двухкомпонентного топлива. Реакция на непредвиденные обстоятельства зависит от даты истощения двухкомпонентного топлива. Используя результаты прогноза, сделанного в октябре 2014 года, из 11% случаев, когда двойное топливо истощилось, более 95% из них практически не повлияют на будущую научную деятельность или требования миссии.

Исследование содержит графики, подобные приведенным ниже, которые показывают количество оставшейся дельта-V:

К октябрю 2014 года оставалось 55 м/с Delta-V от двухкомпонентных двигателей, оставшихся ± 15 м/с, так что здесь есть значительная планка погрешности. То же самое касается монотопливной системы (у которой остаются большие резервы).

Расширение миссии было разработано для выполнения номинальных операций до следующего солнцестояния Сатурна (которое произошло 24 мая 2017 г. ).

Цель проектирования траектории CSM заключалась в том, чтобы сохранить возможности научных наблюдений, соизмеримые с возможностями PM и EM, при этом продлив миссию до следующего солнцестояния Сатурна в 2017 году, через семь лет [4].

Солнцестояние было отправной точкой Гранд Финала :

Когда наступает солнцестояние Сатурна, Кассини в настоящее время находится на заключительном этапе своей долгой миссии, называемой Гранд Финал. В течение 22 недель с 26 апреля по 15 сентября космический корабль совершает серию драматических погружений между планетой и ее ледяными кольцами. Миссия возвращает новое понимание внутренней части планеты и происхождения колец, а также изображения с более близкого расстояния к Сатурну, чем когда-либо прежде. Миссия завершится окончательным погружением в атмосферу Сатурна 15 сентября.

Таким образом, вехой, которую искало НАСА, было солнцестояние Сатурна, а не круглое число земных лет с момента запуска.

Вкратце: конец «Кассини» 15 сентября 2017 года является частью второго расширения миссии (XXM, или Миссия Солнцестояния), предложенного в 2009 году. План был одобрен.

вверху: «Выбор тура XXM: менеджер проекта Cassini Боб Митчелл демонстрирует характеристики космического корабля Cassini старшей контрольной группе XXM в JPL 10 февраля 2009 года под наблюдением ученого проекта Боба Паппалардо (слева), ведущего планировщика миссии Дэвида Сила (справа). ) и членов экспертной комиссии». Кредит: Джон Спенсер. Из сообщения в блоге 2009 года «Предлагаемый расширенный миссионерский тур Кассини» .

Этот превосходный, краткий ответ на вопрос, какая сила опустит Кассини в атмосферу Сатурна еще через 145 дней; тянуть или...? описывает, как все это происходит, как буквально, так и идиоматически.

Гравитационное столкновение Кассини с Титаном 8 августа настраивает его на столкновение с Титаном 11 сентября, которое затем настраивает его на глубокое погружение в атмосферу Сатурна 15 сентября.

Это не похоже на спуск с орбиты, который вы могли себе представить, это пара хорошо отлаженных гравитационных ассистентов от пролета Титана, опускающих перицентр достаточно, чтобы обеспечить аннигиляцию.

Миссия «Кассини» была невероятно успешной с точки зрения наблюдения Сатурна и многих его спутников с близкого расстояния, а также демонстрации орбитальной акробатики.

Из-за этого удивительного успеха миссия Кассини уже дважды продлевалась со значительными затратами, в 2008 г. и снова в 2010 г. См. ниже.

Термин поиска в Интернете будет «Кассини клубок пряжи» ; см. также Распутывание орбиты «клубка пряжи» Кассини вокруг Сатурна, таблица маневров тяги? .

Полное видео здесь .

Дополнительную информацию можно найти в блоге Джона Спенсера 2009 года на веб-сайте Планетарного общества «Предлагаемый расширенный миссионерский тур Кассини» . Двойные встречи с Титаном и сгорание в атмосфере Сатурна 15 сентября 2017 года уже были запланированы и предложены и ожидали одобрения еще в 2009 году:

Кажется, что нет времени с тех пор, как в начале 2007 года мы выбрали расширенный миссионерский тур «Кассини» по системе Сатурна. Теперь мы летим в этот тур, который продлевает первоначальные четыре года «Кассини» на орбите Сатурна еще на 27 месяцев, до сентября 2010 года. Итак, теперь мы смотришь в будущее - далеко в будущее. Если НАСА одобрит план миссии, рекомендованный проектом «Кассини» в конце января, и если космический корабль останется работоспособным, мы надеемся продолжить исследование Сатурна «Кассини» еще семь лет, до 2017 года. Неуклюжее рабочее название этого запланированного нового этапа миссии. это расширенная-расширенная миссия, или XXM.

2017 год особенный, потому что в мае 2017 года в системе Сатурна наступает середина лета на севере, а более элегантное альтернативное название XXM — Миссия Солнцестояния. Год Сатурна составляет 29,4 земных года, а значительный наклон полюса Сатурна на 27 градусов (в котором, кстати, как ни странно, вероятно, виновата планета Нептун) означает, что медленная смена сезонов оказывает серьезное влияние, особенно на сам Сатурн. и на его гигантском спутнике Титане.

Блог обширный и информативный, и его определенно стоит прочитать. Далее поясняется, что последние обороты Кассини начались еще в апреле 2017 года. Разница между 22 апреля и 15 сентября 2017 года составляет 146 дней, а в основе названия вопроса Какая сила опускает Кассини в атмосферу Сатурна еще через 145 дней. дни; тянуть или...? :

«Кассини» совершит 20 таких близких «кольцевых» орбит, прежде чем подготовиться к последнему близкому пролету Титана 22 апреля 2017 года. прыжок из-за пределов системы главных колец в узкую зону безопасности между внутренним краем самого внутреннего кольца (кольца D) и самой планетой, всего в 3800 километрах над вершинами облаков Сатурна. «Кассини» продолжит продевать эту иглу на 23 орбитах (называемых, с некоторым преуменьшением, «проксимальными» орбитами), пока 11 сентября 2017 года последний удаленный толчок Титана не нанесет смертельный удар, изменив орбиту ровно настолько, чтобы «Кассини» упал на Сатурн. 15 сентября.

Далее в статье:

Остается одно серьезное препятствие, прежде чем мы сможем воплотить эти планы в жизнь: деньги.. «Кассини» потребуется еще семь лет финансирования, и у НАСА есть много других требований к его бюджету. Чтобы подсластить сделку, проект «Кассини» нашел способы упростить операции, сосредоточив усилия на науке с наивысшим приоритетом, и похоже, что мы можем проводить каждый год XXM на значительно меньших деньгах, чем нам нужно для поддержания более лихорадочного темпа работы. основные и расширенные миссии. Пару недель назад я участвовал в «Старшем обзоре» в JPL, где мы представили научное обоснование XXM внешней группе ученых. Комиссия передаст свои рекомендации в штаб-квартиру НАСА, и мы будем более или менее терпеливо ждать окончательного решения. Тем временем у нас есть много подготовительной работы, чтобы детализировать детали XXM. Если и когда мы получим добро из штаб-квартиры, мы будем готовы.

И для баланса, из Википедии :

Расширение миссии

15 апреля 2008 года «Кассини» получил финансирование на 27-месячную расширенную миссию. Он состоял из еще 60 орбит Сатурна, с еще 21 пролетом рядом с Титаном, семью Энцеладом, шестью Мимасом, восемью Тефией и по одному целевому пролету каждой Дионы, Реи и Елены. Расширенная миссия началась 1 июля 2008 года и была переименована в Миссию равноденствия Кассини, поскольку миссия совпала с равноденствием Сатурна.

Расширение второй миссии

В НАСА было подано предложение о продлении второй миссии (сентябрь 2010 г. - май 2017 г.), предварительно названной расширенной расширенной миссией или XXM. Это (60 миллионов долларов в год) было одобрено в феврале 2010 года и переименовано в миссию Cassini Solstice Mission. Он включает в себя «Кассини», облетевший Сатурн еще 155 раз, совершив 54 дополнительных облета Титана и еще 11 облетов Энцелада.

В конечном счете ответ отрицательный, у Cassini не закончилось топливо:

В конце своей миссии « Кассини» израсходовал 6504 фунта из 6565 фунтов (2950 кг из 2978 кг), с которыми он начал. Таким образом, когда «Кассини » вошел в атмосферу Сатурна 15 сентября 2017 года , на борту оставалось около 61 фунта (28 кг) топлива . вероятно, достаточно топлива, чтобы миссия могла перейти на другую орбиту или около того. Тем не менее, объем научных исследований, которые можно было бы выполнить на «еще нескольких орбитах», прежде чем закончится топливо, по сравнению с объемом научных исследований.уникальная перспектива, достигнутая благодаря последовавшему за этим «Гранд-финалу» конца жизни, сделала последний выбор явно выгодным. Кроме того, оставление зонда на орбите вокруг Сатурна было бы сопряжено с гораздо большим риском загрязнения окружающей среды, чем его сжигание в загрязненной атмосфере Сатурна. Таким образом, расход топлива на столкновение «Кассини» с Сатурном вместо использования орбитальной механики ограничил бы время, в течение которого миссия могла быть продлена, что еще больше повысило привлекательность выбранного варианта.

Как указывали другие в своих превосходных и чрезвычайно информативных ответах, орбитальная механика была гораздо более доминирующим фактором при принятии решения о завершении миссии «Кассини», а не доступное топливо.

В любом случае, гораздо лучше иметь запас топлива к концу миссии, а не заканчиваться до того, как будут достигнуты [расширенные] цели: с такого расстояния дозаправка баков просто невозможна . Лучше иметь «слишком много», чем слишком мало .