В этом замечательном ответе я узнал, что марсоходу Curiosity можно давать некоторые задачи, и он будет идти вперед и самостоятельно управлять работой и навигацией, по крайней мере, до определенного предела.
Космический телескоп Джеймса Уэбба должен поддерживать свое положение, чтобы гигантское зеркало и другая оптика и эксперименты оставались темными и холодными — около 50 Кельвинов, в то время как его солнечные панели получают достаточно солнечного света для производства около 2 киловатт электроэнергии.
Он также будет находиться на несколько нестабильной гало-орбите вокруг Солнца-Земли L2. Обычно за космическим кораблем следят с наземных станций, а доплеровские измерения достаточно точны, чтобы решить, когда необходимы корректирующие маневры тяги по орбите, чтобы он не сильно отклонялся. Без тщательных, регулярных небольших исправлений потребовались бы гораздо более масштабные корректировки, пожирающие топливо.
Эти поправки обычно на удивление малы, порядка километра, а по скорости — меньше метра в секунду. Точные доплеровские измерения сочетаются с подробным моделированием орбиты, включая возмущения, которые используются для расчета каждого маневра на Земле, а затем проверяются и перепроверяются перед отправкой инструкций на космический корабль на гало-орбите. После этого проводится вторая серия измерений, чтобы подтвердить, что маневр оказал ожидаемое корректирующее воздействие на орбиту.
Может ли JWST выполнять свои собственные регулярные маневры по коррекции орбиты без помощи Земли, если это абсолютно необходимо? Предположим, произошел сбой или падение метеорита, вызвавшее проблемы со связью, — может ли он хотя бы поддерживать орбиту до тех пор, пока не прибудет ремонтная миссия (с экипажем или автоматически) для ее устранения?
Если да, то как он может достаточно точно измерить собственное положение, чтобы регулярные поправки были малы? Хотя звездообразные камеры можно использовать для определения положения, как точно определить положение? Возможны ли случайные GPS-измерения на таком расстоянии? Есть ли у него достаточно хорошие камеры видимого света, чтобы проводить сверхточные измерения терминатора или даже распознавать особенности ландшафта или время покрытия Землей и Луной?
У меня не так много времени на исследования, так как я собираюсь отправиться на работу, но быстрое изучение JWST не показывает ничего, что можно было бы использовать для астронации.
Curiosity может самостоятельно находить путь отчасти благодаря гению программирования его создателей, а также благодаря тому, насколько легко обнаруживаются препятствия. Камера может легко обнаружить опасный валун в нескольких метрах перед вами, потому что это большой и заметный объект. После этого обнаружения все остальное является упражнением в поиске пути.
Астрогация намного сложнее, потому что вы ищете путь через пустое пространство, а не через поле валунов. В отличие от скал и долин, точки Лагранжа нельзя обнаружить напрямую. Вы должны определить местоположение точки Лагранжа по другим объектам, и без каких-либо опорных точек вы ничего не можете сделать.
Насколько я понял, у JWST нет никаких обращенных к Земле телескопов или дальномеров, которые он мог бы использовать для определения собственного положения. Без данных о местоположении с Земли у него не было бы возможности выяснить, где находится точка Лагранжа относительно его собственного местоположения, и удержание позиции было бы невозможным. В некотором смысле Земля больше похожа на маяк или систему отсчета, чем на командно-административную.
Короткий ответ: нет, JWST не занимается коррекцией своей орбиты самостоятельно. Стационарное обслуживание осуществляется с земли. Во время обычных операций на солнечной стороне находятся антенны как со средним, так и с высоким коэффициентом усиления, которые можно использовать для приема команд и передачи данных телеметрии и дальномерной/доплеровской информации. Этого диапазона и доплеровского смещения достаточно для управления коррекцией орбиты с земли. Как уже говорилось, это, вероятно, будут небольшие изменения скорости, эффекты которых со временем будут суммироваться.
На L2 контрольный объем JWST просто огромен. В любом месте в пределах указанного контрольного объема допускается нормальная работа. Космический корабль загружен эфемеридами/кватернионами и оборудован звездными датчиками, поэтому он имеет ограниченную информацию о местоположении, в основном для определения местоположения Земли.
Что касается «Curiosity может быть поставлен перед некоторыми задачами, и он будет самостоятельно управлять работой и навигацией, по крайней мере, до определенного предела», JWST также ориентирован на наблюдение. Каждое загружаемое «Посещение» содержит список наблюдений, которые необходимо провести, и дает указание обсерватории проводить все исследования. Он будет перемещаться от A к B и C... во время визита, с периодическими перерывами для передачи данных и автономной разгрузкой импульса. Таким образом, в этом смысле поворот к новому отношению, приобретение и руководство по выбранным звездам и т. Д. Подобно тому, что делает Curiosity. За исключением того, что у JWST нет движения по земле, только в трехмерном пространстве.
При использовании DSN «авария» на земле вряд ли будет иметь долгосрочные последствия для связи JWST, не затрагивая основные и резервные центры управления (STScI / GSFC). Если это произойдет в течение достаточно длительного периода времени, космический корабль отреагирует на потерю связи и реконфигурируется и переориентируется, чтобы максимизировать мощность и шансы на связь — он может оставаться в таком положении бесконечно долго.
Гоббс
ооо
Эндрю
ооо