Насколько точно мы знаем массу МКС?

Все знают, что в космосе важен каждый грамм. Знание массы орбитального объекта необходимо для точных расчетов движения.

Так как же точно мы знаем массу МКС? Я уверен, что мы можем оценить его вес до нескольких десятков килограммов. Но есть много вещей, которые входят и выходят, и вещи могут даже немного протекать. Сколько усилий вложено в учет массы МКС? Чтобы уточнить, я говорю обо всем, что в данный момент находится на МКС или внутри нее, включая людей, грузы или подключенные космические корабли.

И какая точность необходима для поддержания работы МКС? Если бы мы не смогли достичь такой точности, какие проблемы возникли бы при запуске ISS?

Я думаю, что точность ниже 1g.
@peterh Если у вас есть какой-либо источник, можете ли вы добавить ответ?
Сейчас нет, примерно в 20:00 UTC попробую что-нибудь накопать.
Я почти уверен, что, исходя из формулировки вопроса, ОП больше интересует , насколько точно известна масса, а не количество десятичных знаков, с помощью которых выражается сумма.
@peterh: МКС выпускает газы в космос, точность не может быть меньше 1 г.
@Uwe Хорошо, но позиционирование станции (как по траектории, так и по гироскопам) - очень затратная вещь, поэтому, вероятно, требует очень точных расчетов, а для этого требуются очень точные входные данные. А рассчитать массу, вероятно, можно было бы легко, измерив силы, действующие на станцию, и рассчитав их ускорения. Например, если есть маневр коррекции орбиты, то нужно очень точно знать, сколько времени его нужно делать, и для этого нужно точно знать массу МКС. Может быть, достаточно и не очень точного знания, и тяги в конце
Маневры орбитальной коррекции @Uwe могут быть включены, если будет достигнут требуемый вектор скорости (я думаю, что скорость МКС можно измерить очень точно, может быть, с точностью $\frac{cm]{s}$, с помощью интерферометрии). Но это только моя оценка, надеюсь скоро появится хороший ответ.
Изменения скорости могут быть измерены очень точно, но тяга неизвестна с такой же точностью. Поэтому невозможно рассчитать массу с очень высокой точностью по изменению тяги и скорости.
На Земле весь материал, направляемый на МКС, может быть с хорошей точностью взвешен перед запуском. Но массу всего вывезенного с МКС мусора нельзя было точно измерить в условиях невесомости. Есть также газы, выпущенные МКС. Поэтому фактическую общую массу МКС можно было определить лишь с низкой точностью.
@peterh: По крайней мере, уже несколько десятилетий эти вещи выполняются с использованием адаптивных алгоритмов, которые применяют «столько, сколько необходимо» тяги и крутящего момента, основываясь на приблизительных оценках на входе и реакции системы на их действие. Во время перезагрузки вместо ускорения в течение заданного количества секунд при заданном угле подвеса, который ведет центр тяги через центр масс, и заданной тяге, вы начинаете ускоряться, поворачиваете подвес, чтобы остановить и устранить любое вращение, которое вы могли вызвать изначально. , и продолжайте гореть, пока телеметрия не покажет, что вы находитесь на правильной орбите.

Ответы (1)

Я поговорил с Майком Ламмерсом, руководителем полета МКС, и спросил его о неопределенности массы МКС; он упомянул, что это ± 5000 кг или около 1% от общей массы 411 000 кг.

Большая часть неопределенности возникает из-за того, что отходы возвращаются на землю. Каждый грузовой автомобиль возвращается с тоннами возвращаемого груза и мусора. На МКС нет весов, поэтому, когда экипаж заполняет грузовые мешки выброшенной пеной, влажным мусором, неиспользованной едой, старой одеждой, старым оборудованием и т. д., есть некоторая предполагаемая плотность мешков, и они не известны лучше, чем ±10%.

Знание распределения массы на МКС не так важно; масса оказывает наиболее существенное влияние на перезагрузку. Тем не менее, в большинстве повторных пусков используется наведение с обратной связью, поэтому любые несоответствия исправляются системами наведения, а масса обновляется с учетом производительности повторного пуска.

Распределение массы также не очень важно, поскольку у космической станции нет очень строгих требований к наведению. Бортовые системы спроектированы так, чтобы быть устойчивыми к ошибкам, в основном потому, что экипаж может перемещать тонны груза на космической станции, а робот-манипулятор может перемещаться и т. д.

Однако массовое распространение имеет решающее значение для аппаратов, входящих в атмосферу, как пилотируемых, так и беспилотных.

Очень хороший и очень неожиданный ответ! Некоторая немного связанная информация в ответах на вопрос Отслеживает ли какой-либо сайт массу МКС? где в июне сообщалось, что масса составляет 417 501,56 кг, точность восемь цифр
Я тут подумал про "...и масса обновляется, глядя на производительность ребуста". Это немного похоже на утверждение, что масса МКС измеряется путем рассмотрения дельта-v для заданного времени горения или заданного количества сожженного топлива и допущения Isp двигателя. Это то, что происходит?
Насколько я понимаю, положение МКС известно лучше, чем 3000 футов. Я предполагаю, что они знают о доверии, которое они производят с некоторой точностью, в сочетании с измеренным значением Delta-V вы можете получить массу
@Mark Omo: Но насколько точна тяга? Около 5 %, 2 % или даже лучше, чем 1 %?
@Uwe понятия не имею, что оба вопроса звучат как хорошие кандидаты на новый вопрос
@uhoh Я понимаю, о чем вы говорите, вся информация в ответе исходила непосредственно от Майка Ламмерса, включая немного об обновлении массы после перезагрузки.
@MarkOmo хорошо, значит, ты прав, это может стать основой для нового вопроса. Если масса МКС действительно известна только на 1%, то вполне возможно, что не противоречит. Я в основном просто хотел проверить, что вы имели в виду. Спасибо!
Насколько точно мы знаем массу МКС?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v