В видео Почему BepiColombo требуется 7 лет, чтобы добраться до Меркурия? Скотт Мэнли прекрасно объясняет некоторые основные аспекты орбитальной механики миссии и сравнивает ее с миссией «Мессенджер».
Примерно на шестиминутной отметке он показывает некоторые графики, включая грубый график траектории, а затем хороший график перигермиона (также здесь ) за последние три месяца миссии.
Этот график имеет странную форму, он начинается плоско, затем начинает ускоряться вниз, затем выравнивается, затем снова начинает ускоряться вниз, с редкими маневрами подъема орбиты, которые на самом деле не меняют скорость снижения.
Также похоже, что предсказанный распад во время соединения (когда я предполагаю, что он был вне контакта с Землей) был недостаточно быстрым, и кривая внезапно немного падает при выходе из зоны отчуждения Солнца.
Каков источник этого сюжета, где можно читать дальше? Необязательно объяснение здесь было бы здорово!
к вашему сведению: основы происходящего описаны в ответе @DavidHammen на вопрос : через какой процесс MESSENGER подвергается орбитальному распаду?
Поскольку до сих пор никто не ответил, кроме невероятно полезного комментария @DavidHammen, я напишу ответ на свой вопрос.
Другие/другие ответы более чем приветствуются!
Его ссылка http://messenger.jhuapl.edu/About/Mission-Design.html#final-extended-mission указывает на окончательное расширение миссии Messenger. Это действительно хорошее резюме и объясняет вещи так хорошо, что я не знаю, как резюмировать.
Вместо этого я укажу на некоторые аспекты этих странных покачиваний, показанных на скриншоте.
Посланник находился на высокоэллиптической полярной орбите вокруг тела с малой массой рядом с чрезвычайно массивным телом (Солнцем), поэтому его орбита постоянно растягивается и изменяется, а также было много маневров по коррекции орбиты.
Маневры использовались для
а) компенсировать эффекты возмущения, которые привели бы к преждевременному завершению миссии, сдвинув перицентр на поверхность, что привело бы к завершению миссии.
б) держите перицентр на широтах (и долготах), представляющих интерес, чтобы лучше изучить определенные особенности. В то время как высота перицентра была порядка 100 км или меньше, апоапсис находился на высоте примерно 10 000 км.
Важно отметить, что близость к Солнцу повлияла и на дизайн миссии. У Messenger был солнцезащитный козырек, и его нужно было держать направленным на Солнце, чтобы избежать перегрева, а антенну нужно было направить на Землю.
Кроме того, связь терялась всякий раз, когда линия прямой видимости приближалась к Солнцу, если смотреть с Земли, когда Меркурий находился в лучшем соединении.
Maneuver Calendar date dV(m/s) Purpose
MOI 18 Mar 2011 861.7 insert spacecraft into orbit around Mercury
OCM-1 15 Jun 2011 27.8 lower minimum altitude to 200 kilometers
OCM-2 26 Jul 2011 4.1 increase orbit period to 12 hours
OCM-3 07 Sep 2011 25.0 lower minimum altitude to 200 kilometers
OCM-4 24 Oct 2011 4.2 increase orbit period to 12 hours
OCM-5 05 Dec 2011 22.2 lower minimum altitude to 200 kilometers
OCM-6 03 Mar 2012 19.2 lower minimum altitude to 200 kilometers
First Extended Mission
OCM-7 16 Apr 2012 53.3 Decrease orbit period to 9.1 hours; deplete oxidizer
OCM-8 20 Apr 2012 31.5 Decrease orbit period to 8 hours
Second Extended Mission
OCM-9 17 Jun 2014 5.0 Target 25-km minimum altitude on 12 September 2014
Met 25.2-km minimum altitude on 12 September 2014
OCM-10 12 Sep 2014 8.6 Target 25-km minimum altitude on 24 October 2014
Met 25.4-km minimum altitude on 24 October 2014
OCM-11 24 Oct 2014 19.3 Target 25-km minimum altitude on 21 January 2015
Met 25.7-km minimum altitude on 21 January 2015
OCM-12 21 Jan 2015 9.7 Target 15-km minimum altitude on 1 March 2015
Met 14.9-km minimum altitude on 1 March 2015
Final Extended Mission
OCM-6 03 Mar 2012 19.2 lower minimum altitude to 200 kilometers
OCM-13 18 Mar 2015 3.1 Target 5.7-km minimum altitude above terrain on 2 April 2015
OCM-14 02 Apr 2015 3.0 Target 13.1-km minimum altitude above terrain on 6 April 2015
OCM-15 06 Apr 2015 1.8 Target 6.9-km minimum altitude above terrain on 14 April 2015
OCM-15A 08 Apr 2015 1.9 Target 6.9-km minimum altitude above terrain on 14 April 2015
OCM-16 14 Apr 2015 1.0 Target 9.0-km minimum altitude above terrain on 24 April 2015
OCM-17 24 Apr 2015 1.5 Raise minimum altitude to delay Mercury impact to 30 April 2015
OCM-18 28 Apr 2015 0.45 Raise minimum altitude to delay Mercury impact to 30 April 2015 at 19:26:01 UTC
Вот некоторые данные с моделируемой орбиты в базе данных JPL Horizons. Это решение было пересмотрено в 2015 году. Посланник совершал оборот вокруг Меркурия каждые 12 часов. Я загрузил оскулирующую орбиту для Messenger на орбите вокруг Меркурия с частотой 1 час. Каждая точка данных представляет собой медиану 24 значений за один день, что сглаживает крошечные покачивания, поскольку орбита не является чисто кеплеровской, и поэтому соприкасающиеся элементы качаются.
Странные изогнутые неровности на расстоянии перицентра, вероятно, связаны с сильно вытянутой эллиптической орбитой, уносящей «Мессенджер» далеко от Меркурия, так что влияние Солнца сильнее. Вы можете видеть, как колебания перицентра уменьшаются, когда апоцентр опускается вниз. Однако я не уверен, почему эти колебания снова усиливаются ближе к концу, хотя апоцентр увеличивается лишь немного.
Я полагаю , что эти изменения будут коррелировать с углом между плоскостью орбиты «Посланника» и направлением гравитационного притяжения Солнца, но тут я выдохся...
Это очень сложная и интересная Миссия!
Гоббс
ооо
Дэвид Хаммен
ооо