Содержание
Гравитационные маневры NASA в Солнечной системе. Интерстеллар: наука за кадром
Гравитационные маневры NASA в Солнечной системе. Интерстеллар: наука за кадром
ВикиЧтение
Интерстеллар: наука за кадром
Торн Кип Стивен
Содержание
Гравитационные маневры NASA в Солнечной системе
Давайте вернемся из мира вероятностей (то есть всего, что допускают законы физики) к реальным, без изысков, гравитационным пращам в уютных пределах нашей Солнечной системы (по состоянию на 2014 год).
Возможно, вы слышали о космолете NASA «Кассини» (рис. 7.7). Он был запущен с Земли 15 октября 1997 года и мог взять на борт слишком мало топлива, чтобы достичь своей цели – планеты Сатурн. С проблемой нехватки горючего удалось справиться за счет гравитационных пращей: праща вокруг Венеры 26 апреля 1998 года и вторая праща вокруг Венеры 24 июля 1999 года, праща вокруг Земли 18 августа 1999 года и вокруг Юпитера 30 декабря 2000 года. Прибыв к Сатурну 1 июля 2004 года, «Кассини» снизил скорость за счет пращи вокруг ближайшего спутника Сатурна, Ио.
Рис. 7.7. Траектория полета «Кассини» от Земли до Сатурна
Ни одна из этих пращей не похожа на те, о которых я говорил раньше. Вместо того чтобы резко отклонить траекторию космолета, Венера, Земля, Юпитер и Ио влияют на нее весьма умеренно. Почему?
Их гравитация слишком слаба, чтобы вызвать сильные отклонения траектории. В случае Венеры, Земли и Ио отклонения действительно были предсказуемо малы. Гравитация Юпитера значительно сильнее, но большое отклонение развернуло бы «Кассини» в неверном направлении; чтобы достичь Сатурна, ему требовалось отклониться совсем немного.
Несмотря на такие слабые отклонения, пращи помогли «Кассини» в достаточной мере, чтобы скомпенсировать недостаток топлива. В каждом из случаев (кроме Ио) «Кассини» огибал отклоняющие его планеты под таким углом, чтобы планетарная гравитация оптимальным образом толкала «Кассини» вперед, увеличивая его скорость. «Эндюранс» в «Интерстеллар» выполняет похожую пращу вокруг Марса.
«Кассини» исследовал Сатурн и его спутники в течение последних 10 лет, отправляя на Землю потрясающие фотографии и данные – сущий клад для ученых. Вы можете узнать об этом больше по адресу nasa.gov/mission_pages/cassini/main/.
В отличие от слабых гравитационных пращей в Солнечной системе мощная гравитация Гаргантюа способна захватывать объекты, движущиеся даже со сверхвысокими скоростями, и отбрасывать их в разных направлениях. Даже лучи света. Из-за этого и возникает гравитационное линзирование, столь существенное для изображения Гаргантюа в фильме.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
ТРЕТЬЯ ПРОБЛЕМА: КАК УВЕЛИЧИТЬ СИЛУ УСКОРЕНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ МАССЫ — ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
ТРЕТЬЯ ПРОБЛЕМА: КАК УВЕЛИЧИТЬ СИЛУ УСКОРЕНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ МАССЫ — ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
Из трех возможных решений главной проблемы увеличения человеческой энергии разобрать эту важнее всего. Не только из-за ее собственного значения, но и из-за лежащих в ее
Ключ к системе ключей
Ключ к системе ключей
(Длинное письмо в редакцию)Paнee было высказано мнение, что система дверных ключей в нашем институте сложнее, чем теория поля. Это явное извращение фактов, и чтобы его опровергнуть, в настоящем сообщении мы излагаем упрощенную теоретическую схему, на
5. Неравновесные явления в ионной системе
5. Неравновесные явления в ионной системе
Равновесие в растворах электролитов всегда является динамическим, усредненным по времени, объему. Частицы раствора совершают хаотические движения, которые осуществляются периодическими перескоками с одного места на другое. В
Гравитационные линзы
Гравитационные линзы
Почему попугаи за номером один, два и три…, похожи друг на друга до такой степени?
Аркадий Стругацкий, Борис Стругацкий «Понедельник начинается в субботу»
С понятием «гравитационная линза», которое мы ввели выше, связаны бурно развивающиеся в
65.
Где границы Солнечной системы?
65. Где границы Солнечной системы?
У Солнечной системы нет четко определенного края. Это как спрашивать: где край Скалистых гор?Если Солнечную систему определять только как Солнце и планеты, край находится в 4,5 млрд км от Солнца (расстояние до Нептуна). Однако Солнечная
108. Может ли жизнь существовать в другом месте в Солнечной системе?
108. Может ли жизнь существовать в другом месте в Солнечной системе?
Космос суров. Вакуум, холод и тепло, смертельное ультрафиолетовое (УФ) излучение и частицы высокой энергии — все это губительно для живых клеток.Если слишком жарко, сложные молекулы распадаются, а если
Глава 2 Малые тела Солнечной системы
Глава 2
Малые тела Солнечной системы
…Я помню иногда
Угасший метеор в пустынях мирозданья,
Седой кристалл в сверкающей пыли…
М. Волошин
2.1. Классификация малых тел Солнечной системы
О, пыль миров! О, рой священных пчел!
Я исследил, измерил, взвесил, счел,
Дал имена,
2.1. Классификация малых тел Солнечной системы
2.1. Классификация малых тел Солнечной системы
О, пыль миров! О, рой священных пчел!
Я исследил, измерил, взвесил, счел,
Дал имена, составил карты, сметы…
М. Волошин
Пространство Солнечной системы между планетами населено телами, чьи размеры сильно отличаются — от
2.4. Миграция малых тел в Солнечной системе
2.4. Миграция малых тел в Солнечной системе
В пространстве мировом, среди метеоритов,
Обильных никелем, железом, как руда,
Среди загадочных чужих для нас хондритов
Извечно носятся, блуждая, глыбы льда.
.
Порой одни из них в бессмертности движения
Скрестят свои пути с
Приложение 1 Список потенциально опасных астероидов (по данным на 1 июня 2010 г.
, http://neo.jpl.nasa.gov). Даны сведения об астероидах, опасность которых шкале не превышает значения –4
Приложение 1
Список потенциально опасных астероидов (по данным на 1 июня 2010 г., http://neo.jpl.nasa.gov). Даны сведения об астероидах, опасность которых шкале не превышает значения
Гравитационные волны
Гравитационные волны
В 1919 г. Эйнштейн предсказал, что движущиеся массы производят гравитационные волны, распространяющиеся со скоростью света. К сожалению, амплитуда такого гравитационного излучения, испускаемого любым источником, созданным в лаборатории, слишком
7. Гравитационные пращи
7. Гравитационные пращи
Управлять космическим кораблем вблизи Гаргантюа нелегко – из-за очень больших скоростей. Чтобы не погибнуть, планета, звезда или космический корабль должны противопоставить огромной гравитации Гаргантюа центробежную силу сравнимой величины.
24. Гравитационные аномалии
24. Гравитационные аномалии
Гравитационная аномалия – это нечто такое, что связано с гравитацией и не укладывается в наши представления о Вселенной или не соответствует нашему пониманию законов физики, управляющих Вселенной: например падения книг
Глава 24. Гравитационные аномалии
Глава 24. Гравитационные аномалии
Подробную историю об открытии аномальной прецессии Меркурия и о поисках планеты Вулкан можно узнать из трактата историка науки Н. Т. Роузвера «Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна» [Роузвер 1985], а также из более простого
Кассини-гюйгенс
Вопрос эмиграции в последние десятилетия стоит наиболее остро. И
если 40 лет назад пределом мечтаний было перебраться за океан, то в
XXI веке умами овладела мечта о релокейшне на Марс, например.
Однако там тоже в скором времени может стать тесно. Остаётся одна
дорога колонизация Солнечной Системы и экзопланет. Допустим, мы
собрались покинуть внутреннюю область Солнечной Системы, а, если
повезёт, то и совсем выбраться за её пределы. Помимо невероятных
объёмов тушёнки и кислорода, необходимых для выживания в суровом
Космосе, нам потребуется в разы на порядки большее
количество топлива, чтобы всё это добро дотащить. И ещё столько же
топлива, чтобы тащить то топливо. И ещё топливо.
И самое обидное, что скорее всего мы закончим свой век среди
троянских астероидов Юпитера, померев от тоски. Потому что топлива
всё равно ни на что не хватит. Однако присмотримся к нашей
Солнечной системе повнимательнее. Вот те же троянцы и греки не
просто так столпились в точках Лагранжа L4 и L5 Юпитера. Их туда
затолкала гравитация планеты-гиганта, не потратив ни единой капли
гидразина.
Давайте же и мы применим дармовую энергию Природы для достижения
благородной цели доставки полезной нагрузки в далёкий космос.
Юпитер оранжевый, Троянцы зелёные за ним, греки зелёные перед
ним
Как это работает
Идея использования гравитации пролетающей мимо планеты довольно
проста. Все что нужно это наличие вблизи трассы полета небесного
тела, обладающего достаточно сильной гравитацией и подходящими для
целей миссии положением и скоростью. Космический аппарат, попав в
поле тяготения планеты обязательно изменит свою скорость. Здесь
внимательный читатель может заметить, что аппарат, ускорившись
гравитацией планеты, ею же и тормозится после сближения с
небесным телом и что в результате никакого ускорения не будет.
Действительно, скорость
относительно планеты
, используемой в
качестве гравитационной пращи, не изменится по модулю. Но она
поменяет направление! А в гелиоцентрической (связанной с Солнцем)
системе отсчета окажется, что скорость меняется не только по
направлению, но и по величине, поскольку складывается из скорости
аппарата относительно планеты и, по крайней мере частично, скорости
самой планеты относительно Солнца. Бинго! Планеты будут брать на
буксир наших путешественников.
Подобным способом можно без затрат топлива изменить кинетическую
энергию межпланетной станции. При полетах к дальним, внешним,
планетам Солнечной системы гравитационный манёвр используется для
разгона (для этого траектория корабля должна пролегать за планетой,
или как говорят, с внешней стороны орбиты):
а при миссиях к внутренним планетам напротив, для гашения
гелиоцентрической скорости (тут, соответственно, пролетаем перед
планетой):
Упрощая, можно сказать, что сближение аппарата с планетой с
внутренней стороны ее орбиты приводит к тому, что аппарат отдает
планете часть своего углового момента и замедляется; и наоборот,
сближение с внешней стороны орбиты приводит к увеличению момента и
скорости аппарата. Интересно, что никакими акселерометрами на борту
зарегистрировать изменение скорости аппарата в маневрах невозможно,
они постоянно регистрируют состояние невесомости. Сила притяжения
планеты уравновешивает центробежную силу, когда мы закладываем
такой поворот.
Причём экономия топлива, достигаемая использованием волшебной силы
гравитации колоссальная. Первая космическая скорость 8 км/с
обеспечивает нам вращение вокруг Земли. Для перехода на более
высокую орбиту скорость надо увеличивать, и каждые 3 км/с
дополнительного разгона втрое увеличивают стартовую массу
космической ракеты. Чтобы с низкой околоземной орбиты (скорость 8
км/с) отправиться на марсианскую по эллиптической (гомановской)
траектории, надо набрать около 3,5 км/с, к Юпитеру 6 км/с, к
Плутону 89 км/с. Таким образом полезная нагрузка при полете к
дальним планетам составляет лишь несколько процентов от выведенной
на орбиту массы, а та, в свою очередь, лишь несколько процентов
стартовой массы ракеты. А вот какой максимальный прирост скорости
может дать нам гравитация планет:
Меркурий: 3,005 км/с
Венера: 7,328 км/с
Земля (надо же): 7,910 км/с
Луна (тоже мне планета): 1,680 км/с
Марс: 3,555 км/с
Юпитер: 42,73 км/с
Сатурн: 25,62 км/с
Уран: 15,18 км/с
Нептун: 16,73
Плутон (уже не планета, но всё же): 1,09
Если присмотреться, данные теоретические пределы приращения
скорости примерно равны первой космической скорости для этих
планет. При этом ваш трактор космический аппарат отклонится
на 60 градусов от первоначальной траектории.
Может показаться, что топливо при подобных путешествиях вообще не
нужно, но это, разумеется, не так. Во-первых, до ближайшего
гравитирующего тела надо ещё долететь. Причём желательно долететь
до Юпитера. Впрочем, для полётов к Юпитеру есть свои лайфхаки, о
которых ниже. Во-вторых, далеко не всегда направление полёта после
ускорения планетой нас устраивает, поэтому траекторию нужно
корректирвать двигателями. Кстати это делать лучше в моменты, когда
скорость минимальна то есть ещё до входа в вираж, предварительно
просчитав конус траекторий наперёд. Ну и в-третьих, в момент
максимального действия гравитационной пращи, находясь в ближайшей
окрестности планеты и обладая пиковой скоростью хорошо бы как
следует подработать маршевым двигателем. При движении с высокой
скоростью топливо имеет больше энергии, доступной для использования
за счёт
эффекта Оберта (причём при скорости, превышающей половину
скорости реактивной струи, полученная кинетическая энергия может
превысить потенциальную химическую энергию сгораемого топлива
радуйтесь, торсионщики!)
Хватит болтать в дорогу!
Ракета с модулем Пионер 10 стартовала 3 марта 1972 года с базы ВВС
США на мысе Канаверал носителем Атлас-Центавр. Гравитационный
маневр вокруг Юпитера позволил станции превысить третью космическую
скорость, достаточную для того, чтобы навсегда покинуть Солнечную
систему. Пересечь орбиту Сатурна Пионер-10 смог к февралю 1976
года, в июле 1979 года оказался за орбитой Урана, в 1983 году
первым в истории пересек орбиту Нептуна. Последние данные от
станции получены 23 января 2003 года, после чего Пионер-10
прекратил свою работу. Сейчас аппарат находится на расстоянии 120
астрономических единиц от Солнца и через пару миллионов лет
наконец-то приблизится к звезде Альдебаран.
Однако первый гравитационный манёвр совершила советская станция
Луна-3 в 1959 году для того, чтобы вернуться обратно. Ну ладно,
такой себе вираж, зато это был манёвр с изменением плоскости
траектории полёта. Подобные полёты и сегодня совершаются только при
помощи гравитационной пращи. Например, аппарат для исследования
полярных областей Солнца Улисс был вынужден давать крюк мимо
Юпитера. Стартовав в 1990, он в 1992 году подлетел к газовому
гиганту на расстояние 6 его радиусов и в 1994 году уже созерцал
южный полюс Солнца с безопасного расстояния. Тут можете посмотреть
на анимацию его полёта (гифка
3 мегабайта)
Американский Маринер 10 в 1974 году, наоборот, совершал торможение
об Венеру для последующих сближений с Меркурием (весьма и весьма
точных 705 и 318 км!). Этот же метод используется и по сей день для
исследования Меркурия например, в миссиях MESSENGER и БепиКоломбо.
Тут я положил ссылочку на 8-мегабайтную гифку с анимацией
движения последнего модуля за период 2019-2025 годы.
Если до соседней планеты лететь далеко и топлива жалко, можно
сделать вот такой финт:
Аппарат миссии Юнона, взлетел с Земли, но с орбиты не сошёл, а
произвёл гравитационный манёвр так же с Землёй, после чего
направился на орбиту Юпитера. Таким же макаром разгонялся Galileo
Orbiter. Сначала аппарат направился к Венере, мимо которой прошел в
феврале 1990 г. Затем по новой траектории в декабре он вернулся к
Земле. Были переданы многочисленные фотографии Венеры, Земли и
Луны, а наш герой понёсся далее.
7 декабря 1995-го исследовательский аппарат Галилео прибыл к
Юпитеру и направил к нему исследовательский зонд (синие
точки)
Про миссию Кассини-Гюйгенс, посадившую спускаемый аппарат на
поверхность спутника Сатурна Титана, говорить можно не один день.
Шутка-ли 20 лет работы на различных орбитах. Эти 20 лет стали
возможны в том числе и благодаря максимально возможному
использованию гравитации планет Солнечной Системы для экономии
топлива.
Помимо плотной серии пиков в конце графика (когда аппарат вышел на
орбиту Сатурна, и начал вращаться на его орбите) отчётливо видны
моменты встреч с планетами (во время которых у аппарата
прибавляется скорость), плавное снижение скорости (когда аппарат
летел на встречу Сатурну, выбираясь из гравитационной ямы Солнца) с
небольшим изломом у Юпитера.
Легендарный Кассини в общей сложности сделал
293 оборота вокруг Сатурна, среди которых выполнил 162 прохода
вблизи его спутников и открыл 7 новых из них.
Разумеется, для выполнения гравитационных маневров дата старта
должна быть выдержана весьма точно. Баллистики оперируют понятием
окно запуска это интервал дат, в пределах которого эффективность
запланированных гравитационных маневров максимальна. Ближе к краям
окна эффект становится меньше, а потребности в топливе больше. Если
же выйти за его границы, то носитель просто не сможет вывести
аппарат на нужную орбиту, что приведет к срыву полета или
недопустимому возрастанию его длительности. Например, запуск Новых
горизонтов, добывших нам такие милые фотографии Плутона,
неоднократно переносился по погодным и техническим причинам.
Задержись старт еще на несколько дней, и зонд отправился бы в полет
уже без расчета на гравитационную помощь Юпитера и с меньшими
шансами на успех.
Прибавка к скорости в 4 км/с позволила добраться до Плутона
прежде чем на нём начала замерзать атмосфера (так как планетоид
сейчас удаляется от Солнца). Поэтому он тут такой красивый.
Лестница Лагранжа
В начале статьи я упомянул о точках Лагранжа на просто так. Они
есть у каждой пары космических тел (обычно Солнца и планеты, но
есть и у планет со спутниками) и вблизи них космический аппарат
может находиться довольно долго в состоянии неустойчивого
равновесия и быть почти неподвижным относительно этой планеты.
Например, точки L1 и L2 Земли находятся на оси Земля-Солнце.
На таких орбитах станции будут обращаться вокруг Солнца, оставаясь
неподвижными относительно Земли, в направлении к Солнцу и от него.
Это так называемые точки Лагранжа L1 и L2, где космический аппарат
может неподвижно висеть, не расходуя топлива. Этим уже давно
пользуются: в L1 работает солнечная обсерватория SOHO, а в L2
астрофизический зонд WMAP. Туда же планируется вывести 6-метровый
телескоп имени Джеймса Уэбба, который строится на смену стареющему
Хабблу.
Взгляните на эту непростую траекторию аппарата ISEE-3/ICE:
Труженик ISEE-3/ICE четыре года (19781982) изучал Солнце с орбиты
вокруг точки Лагранжа L1, а затем путем сложных гравитационных
маневров у Земли и Луны он был направлен на встречу с кометами
Джакобини Циннера (1985) и Галлея (1986). В 2012 году он вернулся к
нам, но интерес к миссии был уже потерян, и даже оборудование для
связи с ним было списано. И в 2014 году связь с ним была
окончательно потеряна, ну да ладно.
Среди многочисленных траекторий ухода от точки L1 есть такие,
которые на время приводят аппарат на орбиту вокруг L2 (и наоборот).
Причем для этого не требуется серьезных затрат топлива. Для случая
с нашей планетой это не столь важно. То ли дело система Юпитера или
Сатурна, в которых для каждого большого спутника есть пара таких
точек. Например, для Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто на орбите
Юпитера. Двигаясь вокруг планеты, внутренние спутники обгоняют
внешние, и если правильно подгадать, то ценой совсем небольших
затрат топлива аппарат может перепрыгнуть с неустойчивой орбиты
вокруг точки L2, скажем, спутника Ио на такую же орбиту вокруг
точки L1 Европы. Покрутившись там и проведя наблюдения, можно
подняться еще на одну ступеньку лестницы к точке L2 Европы, а
оттуда в нужный момент прыгнуть к L1 Ганимеда, а там и до Каллисто
недалеко. Спускаться по этой лестнице Лагранжа тоже не
возбраняется.
Именно такой план полета предлагался для большой исследовательской
станции
JIMO (NASA). Однако эту экспедицию отменили враги, и теперь
вместо неё будет миссия JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), которую
Европейское Космическое Агентство готовит для изучения галилеевых
спутников Юпитера. До сих пор спутники Юпитера исследовались только
с пролетных траекторий. Лестница Лагранжа позволит станции подолгу
зависать над спутником изучать его поверхность и отслеживать
происходящие на ней процессы.
Каковы перспективы? Автостопом до облака Оорта?
В нашей звёздной системе насчитывается несколько десятков крупных и
тысячи не очень массивных космических тел. Разумеется, бросается в
глаза великолепная пятёрка: Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Однако гравитационные возмущения в траектории полётов космических
аппаратов вносят все тела Солнечной системы, не забывая возмущать
орбиты друг друга. И сейчас мы уже можем позволить рассчитывать
гравитационное влияние и малых планет Солнечной систем. Вот,
например, миссия Rosetta к комете Чюрюмова-Герасименко (2004-2016
гг). Вначале аппарат двинулся к Солнцу и, обогнув его, вновь
вернулся к Земле, откуда двинулся навстречу Марсу. Обогнув Марс,
аппарат вновь сблизился с Землёй и затем снова вышел за орбиту
Марса. К этому моменту комета находилась за Солнцем и ближе к нему,
чем Rosetta. Новое сближение с Землёй направило аппарат в
направлении кометы, которая в этот момент направлялась от Солнца
вовне Солнечной системы. В конце концов Rosetta сблизилась с
кометой с требуемой скоростью. Столь сложная траектория позволила
снизить расход топлива за счёт использования гравитационных полей
Солнца, Земли и Марса.
Тут гифка с полным маршрутом аппарата.
А вот выход на орбиту кометы в целях её исследования и отправки на
её поверхность спускаемого аппарата Филы:
Расчёт баллистических траекторий это не решаемая в лоб задача
многих тел, требующая колоссальных вычислительных мощностей для
совершения достаточного числа итераций. Но вот неуклонный рост этих
самых вычислительных мощностей позволяет учитывать влияние всё
большего числа массивных объектов, переводя это влияние из разряда
неизбежной погрешности вычислений в разряд заранее предсказанных.
Таким образом число окон запуска только растёт.
Вот тут, например, в очередной раз сообщается об обнаружении
скоростного хайвея в Солнечной Системе сложного переплетения
гравитационных возмущений от тел Солнечной Системы, позволяющих
точнее рассчитать траектории аппаратов и использовать ещё больше
гравитационных манёвров вместо траты драгоценного топлива.
Постепенно расчёты полётов по нашей планетной системе будут
становиться похожими больше на автобусное расписание нежели на
ожидание у моря погоды. Точность небесной механики, помноженная на
точность наблюдений и вычислений, способна совершить переворот в
наших взглядах на космические путешествия.
Облачные серверы от Маклауд
идеально подходят для расчета траектории вашего побега на Марс.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите
10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Зн-5-91 сотрудничество
вернёмся в библиотеку?
Планы, проекты, прогнозы
ГОТОВ НАУЧНЫЙ БАГАЖ ДЛЯ АМС «КАССИНИ»
К концу 1990 г. НАСА закончило отбор научной аппаратуры, которая должна быть установлена на орбитальном блоке, межпланетной станции «Кассинн», направляющейся к Сатурну в 1996 г. Программу научных экспериментов подготовили 11 американских университетов, 3 центра НАСА, 3 другие американские лаборатории и 13 иностранных партнеров США. На орбитальном блоке «Кассини» будут проводиться 62 эксперимента, включающих изучение структуры колец Сатурна, наблюдение и детальные исследования спутников гигантской планеты. От орбитального блока АМС будет также отделен созданный Европейским космическим агентством зонд «Гюйгенс», который совершит спуск в атмосфере Титана, крупнейшего спутника Сатурна.
АМС «Кассини» названа в честь астронома XVII в. Жана Доминика Кассини, который открыл несколько спутников Сатурна. «Кассини» будет первой с 1981 г. станцией, встречающейся с Сатурном, работа в районе планеты продлится четыре года. Бортовые камеры АМС сделают детальные изображения испещренных кратерами ледяных лун, а с помощью высокоразрешающего радара будут получены подробные карты.
Бортовой радар «Кассини» также проведет картографирование закрытой облаками поверхности Титана, подобно тому как АМС «Магеллан» сейчас сканирует своим радаром поверхность Венеры. И орбитальный и спускаемый аппарат проведут подробные анализы химического состава уникальной атмосферы Титана. Посадочный зонд во время своего спуска в атмосфере таинственного спутника проведет исследования облаков, окружающих аппарат, а также сделает фотографии поверхности Титана. Если «Гюйгенс» выдержит удар при посадке, он продолжит передачу научной информации до потери связи с орбитальным отсеком «Кассини». Ученые надеются, что «Кассини» позволит ответить на волнующий вопрос — существуют ли на Титане океаны из жидкого углеводорода, которые могли образоваться в результате фотохимических процессов в атмосфере гигантского спутника.
Научная программа АМС «Кассини» также предусматривает исследования взаимодействия магнитосферы Сатурна с веществом колец, маленькими лунами и атмосферой Титана. Это позволит ученым лучше понять процессы взаимодействия плазмы, космической пыли и радиации, которые были особенно важны на ранних этапах формирования планет в Солнечной системе.
Траектория полета АМС «Кассини» пролегает через пояс астероидов и рассчитана на гравитационный маневр в поле тяготения Юпитера. Это позволит провести с близкого расстояния исследования одной из малых планет и системы Юпитера.
СССР—США: ВОЗРОЖДЕНИЕ СОТРУДНИЧЕСТВА В КОСМОСЕ
В то время, когда отмечалось пятнадцатилетие стыковки в космосе космических кораблей «Союз» и «Аполлон», между двумя странами начались переговоры на высоком уровне о возможности полета американского астронавта на корабле «Союз ТМ», который доставит его на орбитальную станцию «Мир». В ответ советский космонавт будет подготовлен для полета на борту «Спейс шаттл». Пока известно лишь, что такие космические обмены могут состояться не ранее 1992 г.
НОВЫЕ ПОДРОБНОСТИ О НОСИТЕЛЕ «М-5»
Японский институт космических исследований опубликовал изображение своей новой гигантской твердотопливной РН «М-5». Носитель будет оснащен перспективными раздвижными соплами на второй и третьей ступенях. Общая длина «М-5» составит 30 м.
ЕЩЕ ОДНА ЛУНА САТУРНА
24 июля 1990 г. НАСА объявило, что ученый Эймского исследовательского центра М. Шоуальтер, анализируя снимки, полученные АМС «Вояджер-2», обнаружил еще один спутник Сатурна. Ученый обнаружил маленький яркий объект, исследуя с помощью специальной компьютерной программы 30 тыс. изображений, переданных «Вояджером» во время встречи с Сатурном в 1980 г. Восемнадцатый спутник Сатурна, имеющий диаметр всего 12 миль, движется по орбите внутри так называемого сечения Энке в главном, наиболее удаленном кольце Сатурна «А». Теперь считается, что этот самый маленький спутник Сатурна образовал сечение Энке шириной 200 миль, «отбрасывая» вещество кольца прочь от своей орбиты. Этот же эффект, по словам Шоуальтера, привел к образованию тонкого кольца «Ф», вещество которого концентрируют луны с противоположной стороны.
Волновые образования в веществе колец по обе стороны сечения Энке были впервые отмечены Дж. Куззи, когда в середине 80-х гг. он исследовал структуру колец Сатурна. Еще тогда он и другой ученый из Эймского центра Дж. Скаргл высказали идею о том, что возмущения вызывает невидимый астерондоподобный объект внутри сечения.
Шоуальтер более детально изучил возмущения в кольцах и использовал это волновое образование, напоминающее кильватерный след за моторной лодкой, для определения местоположения и массы возможного спутника.
Компьютерная программа Шоуальтера позволила определить, на каких именно из гигантского количества кадров может быть запечатлена неизвестная луна. Таким образом, был повторен научный подвиг 1846 г., когда Леверье на кончике пера открыл планету Нептун.
Космический корабль – Исследование Солнечной системы НАСА
Во время своего последнего витка «Кассини» прошел между Сатурном и его кольцами, место, где раньше не было ни одного космического корабля.
Ключевые моменты
◆
«Кассини» покинул Землю с менее чем одной тридцатой частью топлива, необходимого для всех изменений траектории, которые он в конечном итоге произведет, но навигационная группа использовала пролет спутника Сатурна Титана, чтобы изменить траекторию.
Ключевые моменты
◆
Подобно древним мореплавателям, навигационная команда «Кассини» использовала звезды для навигации.
Ключевые моменты
◆
Каждая из орбит Кассини вокруг Сатурна длилась от недели до нескольких месяцев.
Когда в 2017 году завершилось путешествие «Кассини», он совершил 294 оборота вокруг Сатурна и сотни раз корректировал свою траекторию. Каждое наблюдение «Кассини» было тщательно спланировано, но элементом миссии, позволившим посетить все чудеса системы Сатурна, была навигация.
Кассини разгадал множество тайн системы Сатурна, оказавшись там, где он должен был быть, когда он должен был быть там. И все же «Кассини» прибыл с небольшой долей топлива, необходимого для посещения всех мест на своем маршруте. Вместо топлива команда навигации использовала самый большой спутник Сатурна Титан, чтобы внести самые большие изменения в траекторию космического корабля.
Титан сделал тяжелую работу
Объединенные орбиты Кассини вокруг Сатурна выглядят как взорванный клубок пряжи без разрыва нитей. Петли тянутся во всех направлениях и местами длинные, а местами короткие. Хотя они кажутся беспорядочными, сумма орбит Кассини представляет собой тщательно срежиссированный десятилетний танец между Кассини и Титаном.
«Титан — двигатель этого тура», — сказал Дуэйн Рот, руководитель навигационной группы «Кассини». После того, как «Кассини» прибыл на Сатурн в 2004 году, Рот и его команда астродинамиков из Лаборатории реактивного движения НАСА использовали Титан, чтобы отправить космический корабль «Кассини» вверх, вниз и вокруг системы Сатурна.
Всего топлива «Кассини» при запуске было достаточно, чтобы изменить скорость космического корабля всего на 5400 миль в час (2400 метров в секунду), половина из которых исчезла к тому времени, когда космический корабль достиг Сатурна. Однако одиночный пролет Титана на высоте 620 миль (около 1000 километров), например, дал Кассини изменение скорости примерно на 1800 миль в час (800 метров в секунду) — это эквивалентно одной трети скорости Кассини. общий запас топлива при запуске.
Одиночный пролет Титана на высоте 620 миль (около 1000 километров) дал Кассини изменение скорости примерно на 1800 миль в час (800 метров в секунду) — это эквивалентно одной трети всего топлива Кассини при запуске.
В космическом полете изменение скорости называется «дельта-V». Слово «дельта» относится к греческой букве «D» и используется в качестве символа в математических и научных формулах для обозначения «изменения», а «v» относится к «скорости». Итак, «дельта-v» или ∆v буквально означает «изменение скорости».
К концу миссии «Кассини» достиг дельта-v около 200 000 миль в час (около 90 000 метров в секунду) от пролетов Титана — примерно в 37 раз больше, чем он мог бы когда-либо достичь на одном топливе. «То, что мы несем на космическом корабле, — гроши по сравнению с тем, что мы получаем с Титана», — сказал Рот.
Когда «Кассини» прошел относительно близко к Титану, гравитационное влияние Луны сильно схватило космический корабль и резко развернуло его. Если «Кассини» совершал пролет на большей высоте, хватка Титана была слабее, а траектория космического корабля менялась меньше. Если «Кассини» проходит мимо южного полушария Титана, траектория космического корабля проходит «вверх» над плоскостью колец Сатурна (на север относительно экватора Сатурна), а если «Кассини» проходит над северным полушарием Титана, траектория космического корабля изгибается на юг относительно планеты. Таким образом, Титан служил точкой опоры для Кассини.
На этой анимации показан космический аппарат Кассини-Гюйгенс, захваченный на орбите Сатурна в 2004 году.
Как правило, «Кассини» использовал топливо только для небольших корректировок, которые подталкивали его обратно к намеченной и идеальной траектории (называемой «эталонной траекторией») для следующего пролета Титана. И каждый пролет Титана был разработан, чтобы дать Кассини правильное направление и скорость для его следующей орбиты Сатурна, продолжительностью от недели до нескольких месяцев, в течение которых он, например, наблюдал за определенными спутниками или кольцами Сатурна. Встречи также подготовили космический корабль к следующему пролету над Титаном.
«Каждый пролет Титана — это подготовка к остальным пролетам Титана, — сказал Рот. Если «Кассини» отклонялся от цели при пролете на полмили (километр), космический корабль мог сжечь немного топлива, чтобы исправить ошибку. Но если он промахнется на десятки миль, научные наблюдения, возможно, придется перенести или даже отменить. «Потребуется около шести месяцев, чтобы повторно синхронизировать траекторию с научными наблюдениями, и это равносильно потере шести месяцев из миссии», — сказал Рот. К счастью, в таком перепланировании не было необходимости, поскольку «Кассини» прибыл на Сатурн.
Но, что удивительно, несмотря на то, что Титан сыграл важную роль в миссии Кассини, никто не знает с абсолютной уверенностью, где находится Луна.
Обнаружение Титана и Кассини
До прибытия Кассини Титан наблюдался в основном с Земли и околоземной орбиты, где он выглядел как крошечная светящаяся точка. Вояджеры 1 и 2 сфотографировали Титан, но их наблюдения были ограничены по времени. Космический корабль «Вояджер» мчался через систему Сатурна — они не вращались вокруг Сатурна.
Толстый слой тумана Титана показан на этом улучшенном изображении, сделанном «Вояджером-1» 12 ноября 1980 года на расстоянии 435 000 километров (270 000 миль). Кредит : NASA/JPL
«Чтобы усложнить ситуацию, у Титана есть атмосфера, поэтому он выглядит как этот пушистый шар», — сказал Рот. «Мы пропустили наш первый пролет Титана на расстоянии порядка 20 километров [12 миль]». С тех пор навигационная команда «Кассини» использовала каждый пролет, чтобы повысить точность своих знаний об орбите Луны.
Возможно, еще более удивительным было то, что точное положение самого «Кассини» всегда оставалось загадкой. Навигационная группа оценила местоположение «Кассини», отправив на космический корабль радиосигналы от мощных антенн сети дальнего космоса НАСА. Когда Кассини получил сигнал более чем через час, он немедленно отправил его обратно на Землю. Поскольку сигнал шел с фиксированной скоростью — скоростью света — команда смогла рассчитать расстояние до Кассини, точно зная, когда сигнал был отправлен с Земли и получен от космического корабля. И, измерив сдвиг частоты, которую Кассини отправил обратно (из-за эффекта Доплера), навигационная команда рассчитала скорость Кассини по направлению к Земле или от нее.
Подобно мореплавателям прошлого, навигаторы Кассини также использовали звезды, чтобы определить положение своего корабля. Камеры космического корабля собирали «оптические навигационные» изображения спутников Сатурна на фоне звезд, положение которых хорошо известно из астрономических измерений. Но позиция Кассини никогда не была зафиксирована с абсолютной уверенностью. «Мы никогда не сможем точно знать, где находится космический корабль, — сказал Рот. «Но нам удалось сделать некоторые удивительные вещи, управляя космическим кораблем с теми знаниями, которые у нас есть».
Среди этих удивительных вещей было сотрудничество с ЕКА (Европейским космическим агентством) для преодоления критической проблемы в начале миссии.
Наука через командную работу
Путешествуя вместе в течение семи лет, космический корабль «Кассини» и зонд ЕКА «Гюйгенс» разошлись вскоре после прибытия на Сатурн. Будучи первым искусственным зондом, приземлившимся на спутнике во внешней Солнечной системе, «Гюйгенс» должен был спуститься с парашютом на холодный Титан и отправить на «Кассини» данные о температуре, давлении и химическом составе Луны, а также фотографии с поверхности.
Но до того, как «Кассини-Гюйгенс» достиг Сатурна, инженеры ЕКА определили, что доплеровский сдвиг передачи данных зонда не был должным образом учтен в конструкции приемной системы. Предполагалось, что «Кассини» будет следовать по траектории прямо за «Гюйгенсом», где доплеровский сдвиг будет большим. Это означало, что «Гюйгенс» будет отправлять данные на частоте, которую его приемник на борту «Кассини» не сможет преобразовать.
Европейское космическое агентство заметило что-то неладное и дало нам время исправить это. Они заслуживают большой похвалы за выявление проблемы в полете.
— Дуэйн Рот, начальник навигационной группы «Кассини» .
Работая вместе со своими европейскими коллегами, навигационная команда Cassini помогла найти решение. «Мы изменили траекторию «Кассини» так, чтобы его положение было почти перпендикулярно пути зонда», — сказал Рот. Там эффект Доплера был минимальным, и миссия Гюйгенса смогла завершиться с большим успехом.
«Европейское космическое агентство заметило что-то неладное и дало нам время исправить это», — сказал Рот. «Они заслуживают большой похвалы за выявление проблемы в полете».
Список орбит космических кораблей Селдена для Селестии
Список орбит космических кораблей Селдена для Селестии
Содержимое
- 3.4: Орбиты космических аппаратов.
- 3.4.1: Кассини.
3.4.2: Улисс.
3.4.3: Звездная пыль.
3.4.4: ИНТЕГРАЛЬНЫЙ.
3.4.5: Розетта.
3.4.6: Галилео.
3. 4.7: ГРЕЙС-1 и ГРЕЙС-2.
3.4.8: NAVOCEANO MCSST.
3.4.9: «Вояджер-1».
3.4.10: «Вояджер-2».
3.4.11: «Нозоми» (Планета B).
3.4.12: Воспоминания Филмонта об Аполлоне-11: 20, 19 июля.69.
Смотрите также:
- Список ресурсов Селдена для Селестии
Файлы .SSC ниже имеют голые переводы строки в стиле Unix в качестве записи.
разделители. Версии Celestia, Emacs и Wordpad для Windows читают и отображают
файлы в порядке, но они не так читаемы, если вы используете Блокнот. Извиняюсь.
http://saturn. jpl.nasa.gov/news/sig-events.cfm
- CICLOPS: Центральная лаборатория визуализации Cassini для операций
http://ciclops.org/ Космический корабль для исследования внешней Солнечной системы
Кевина Батлера- экстра/2685.ssc
- экстра/cassini-19980115.ssc
- экстры/cassini-19981201.ssc
- экстры/cassini-199
.ssc - экстры/cassini-2000.ssc
- экстры/cassini-2002.ssc
- дополнительные материалы/cassini-xyz.ssc
- данные/cassini.xyz
Этот архивный файл .ZIP включает в себя все «эллиптические орбиты».
Файлы .SSC ниже, а также cassini.xyz Криса и файл .SSC для его вызова.
Примечание: файл xyz был обновлен Крисом, чтобы включить
соответствующее количество образцов во время пролета Земли. - cassini-all.zip
(150 КБ, 6 декабря 2002 г.)- содержит только файлы
- cassini-all.ssc
- Кассини-all.xyz
(400 КБ, 2 декабря 2002 г.)
Встреча с Сатурном (изображение)
- URL встречи с Сатурном: PhaseLock Cassini-Saturn
URL-адрес встречи с Сатурном: следуйте за Сатурном (та же точка зрения)
(Последние две ссылки относятся к URL-адресам Cel://, а не к изображению.
Для их работы вам потребуется установить Celestia v1.3 или более позднюю версию.) - phoebe2004-xyz. ssc
- phoebe2004-xyz.xyz (60 КБ)
- Миссия Кассини-Гюйгенс Каталог
http://pdsproto. jpl.nasa.gov/catalog/mission/Results.CFM?resultsselbox=CASSINI-HUYGENS - План миссии Кассини, Краткое справочное руководство, редакция N, май 2002 г.
http://caps.space.swri.edu/caps/Tour_Info/Documents/MP_N_qrg.pdf
(4 МБ)Некоторые важные события:
- Запуск: 15 октября 1997 г.
- Ассистент Венеры: 26 апреля 1998, высота=287,2 км
- Ассистент Венеры: 24 июня 1999 г., высота = 600 км.
- Помощь с Земли: 18 августа 1999 г .; максимальное сближение в 03:28 UT,
высота: 1171 км над восточной частью южной части Тихого океана при -23,6 градуса
широта, 231,5 градуса долготы. Ссылка:http://science.nasa.gov/newhome/headlines/ast18aug99_1.htm
- Астероид 2685 Масурский наблюдался: 23 января 2000 г., 3:01 UTC.
- Помощь Юпитера: 30 декабря 2000 г., высота = 9 700 000 км
Ссылка:
http://www.jpl.nasa.gov/news/fact_sheets/cassini.pdf (август 2001 г.)
- проходит через кольцо E (1 июля 2004 г.)
- высота вокруг Сатурна = 1/6 диаметра Сатурна (т. е. ~ 20 000 км)
- Выпуск Huygens: 25 декабря 2004 г .; Встреча H с Титаном: 14 января 2005 г.
Ссылка:
http://esapub.esrin.esa.it/bulletin/bullet92/b92kohlh.htm
(ноябрь 1997 г.) - Фиби Флайбай: вставка -19 дней 52000 км
(Селестия показывает, что пролёт произошел 11 июня 2004 г. в 19:35 на расстоянии
около 2000 км.) - около Сатурна: 20 000 км над вершинами облаков
Ссылка:
http://quest.arc.nasa.gov/saturn/qa/new/Location_of_orbit_injection.txt
(по состоянию на 12 января 2000 г.) - пересечение восходящего кольца между кольцами F и G
- SOI при пересечении кольца +15 мин; продолжительность 35 мин; заканчивающийся в ближайшем
подход; из плоскости кольца на 11 градусов - пересечение нисходящего кольца через 3,76 часа между кольцами F и G
Ссылка:
http://www.spacedaily.com/news/cassini-01e2.html (15 мая 2002 г.) - Планируемый вывод на орбиту Сатурна: 1 июля 2004 г. после прохождения через кольца
(период: 148 дней) - Облет Титана 1: 27 ноября 2004 г.
(период: 48 дней) - Titan Flyby 2: 14 января 2005 г.
(период: 32 дня) - Облет Титана 3: 15 февраля 2005 г.
- Облет Энцелада 1: 9 марта 2005 г.
- Enceladus Flyby 2: 14 июля 2005 г. 1000 км
- Облет Титана 6: 22 августа 2005 г.
- Облет Титана: апрель ? 2006 г. 950 км
3.4.1: Кассини.
- Celestia v1.3.2pre8 (и более поздние версии) включает обновленный xyz
траектория Кассини, поэтому я не буду пытаться улучшить траекторию
предоставлено здесь. Траекторию Селестии к Кассини можно скачать с
http://cvs.sourceforge.net/viewcvs.py/celestia/celestia/data/cassini.xyz
Объект | Файлы орбит | Комментарии | |
---|---|---|---|
Зонд Кассини-Гюйгенс Сатурн | Домашняя страница Cassini JPL Смотрите также: | Обитальные параметры были получены из Система эфемерид Horizons в http://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons, используя его телнет или | |
cassini.zip (140 КБ, 6 декабря 2002 г.) Содержит следующие файлы: | |||
Ниже приведены эквивалентные эллиптические орбиты для нескольких сегментов | |||
Cassini-19980115.ssc (1 КБ, 15 октября 2002 г.) | 15 января 1998 года, путешествуя между Землей и Венерой. | ||
Cassini-19981201.ssc (1 КБ, 15 октября 2002 г.) | на 01 декабря 1998 г., путешествуя между Венерой и Венерой | ||
Cassini-199 | .ssc (1 КБ, 15 октября 2002 г.) | 19 июля 1999 г., путешествие между Венерой и Землей. | |
Cassini-2000.ssc (1 КБ, 10 октября 2002 г.) | за 01.01.2000, путешествие между Марсом и Юпитером: возле Мазурского наблюдение. | ||
Cassini-2002.ssc (1 КБ, 10 октября 2002 г.) | на 10 октября 2002 г., путешествуя между Юпитером и Сатурном. | ||
Cassini-ss.ssc (1 КБ, 4dec02) | на 30 июня 2004 г. и 1 июля 2004 г .: вставка Сатурна, 2 гелиоцентрических эллиптических орбиты | ||
Cassini-ssc.ssc (1 КБ, 4dec02) | на 1 июля 2004 г .: сразу после выхода Сатурна на орбиту, Сатурн эллиптический орбиты. | ||
Для интервала с 15 октября 1997 г. 10:30 до 15 января 2006 г. 10:30 UDT. Эта версия траектории xyz Кассини содержит образцы положения. Несколько дополнительных образцов включены во время ближайшего подхода Celestia v1.3.2pre8 (и более поздние версии) включает обновленный xyz http://cvs. sourceforge.net/viewcvs.py/celestia/celestia/data/cassini.xyz | |||
Кассини-es.ssc (1,5 КБ, 3 декабря 2002 г.) | Этот файл .SSC содержит орбитальные элементы для времени наибольшего сближения Кассини с Землей во время земного притяжения помочь. Если вы установите время Селестии на 18 августа 1999 г. 03:28 UT и выполните Кассини, следящий за Землей, ваше поле зрения будет заполнено южная часть Тихого океана, когда вы мчитесь мимо. | ||
Кассини-040611.ssc | Параметры гелиоцентрической эллиптической орбиты Кассини на время пролета Фиби. | ||
Астероид (2685) Мазурский | 2685.ssc (1.5K, 16 окт. 2002 г.) | Пресс-релиз НАСА описание встречи. Астероид был отнесен к классу «луна», чтобы упростить сравнение. | |
Фиби | Эти файлы определяют гелиоцентрические декартовы координаты для Фиби. для чуть более одного из его орбитальных периодов на двухдневной выборке интервалы. Он включает в себя 100 образцов в день в течение +/- 2 дней по всему миру. время пролета Кассини. Эти координаты были получены от Horizons. Используя эти траектории xyz, Селестия показывает, что пролет проходит в Согласно веб-странице JPL http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/media/cassini-061204-b.html Элементы эллиптической орбиты, используемые Celestia с версий 1.2.5 по 1.3.2. | ||
[вернуться к содержанию]
[вернуться к содержанию]
- Дополнительные примечания:
- Траектория xyz была
- Модель Звездной пыли Джека Хиггена доступна по адресу
http://homepage.eircom.net/~jackcelestia/
созданные с использованием данных Horizons, предположительно включающих все
предсказанная орбита
изменения. - Модель Звездной пыли Джека Хиггена доступна по адресу
- Некоторые важные события:
- Дата запуска : 4:04:15 EST 7 февраля 1999 г.
- Маневр коррекции траектории DSM-1: 18 января 2000, 20 января, 22 января
- Вспышка на Солнце: 9 ноября 2000 г.
- Коррекция отношения: 5 декабря 2000 г.
- Маневр коррекции траектории № 5 TCM-5: 5 января 2001 г.
- Помощь гравитации Земли :
- перигей в 11:14:28 UT 15 января 2001 г. на высоте 6007,64 км
- расположен к юго-востоку от южной оконечности Африки
- орбитальный период изменился с 2 до 2,5 лет.
- см. также:
http://stardust.jpl.nasa.gov/news/ega/images.html
- perilune: 15 часов спустя: 2:14? 16 января 2001 — 98 000 км от Луны
- последняя коррекция полета EGA: 14 февраля 2001 г.
- Маневр коррекции траектории DSM-2: 21:56 18 января 2002 г.
- Апегелион: 18 апреля 2002 г.
- Астероид (5535) Пролет Аннефранк : 04:50 UT 2 ноября 2002 г. (3000 км)
- Маневр коррекции траектории DSM-3: с 30 июня по 2 июля 2003 г.
- Маневр коррекции траектории: 1 января 2004 г.
- Встреча с кометой 81P/Wild 2 : 2 января 2004 г., скорость 6,1 км/с, расстояние ~150 км.
(солнечный диапазон = 1,86 а.е., земной диапазон = 2,6 а.е.)
Кроме того, см. в другом месте дополнительную информацию о
комета. - Маневр коррекции траектории DSM-4: 1 февраля 2004 г.
- Возвращение на Землю: 3 часа ночи по местному времени 15 января 2006 г. (Лейк-Дезерт, Юта)
- Астероид (5535) Пролет Аннефранк
- Комета 81P/Дикий 2
- Как видно из Celestia, самые последние параметры Horizons для
комета и зонд разносят их примерно в 400 км друг от друга.
3.4.3: Звездная пыль.
Объект | Файлы орбит | Комментарии |
---|---|---|
Кометный зонд «Звездная пыль» | Домашняя страница Stardust JPL | Обитальные позиции были получены из Система эфемерид Horizons в http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.html, используя его интерфейсы telnet и электронной почты. Орбита Stardust удалена и восстановлена как минимум до Horizons |
stardust.zip (77 КБ, 25 июня 2004 г.) | Этот архивный файл .ZIP включает файлы .SSC и xyz для Звездная пыль, астероид Аннефранк и комета 81P/Wild 2. | |
stardust-xyz.ssc (1 КБ, 1 ноября 2002 г.) stardust.xyz (130 КБ, 25 июня 2004 г.) | Этот .SSC вызывает траекторию xyz Stardust. Векторы TXYZ траектории Stardust от запуска до возвращения на Землю. Траектория XYZ Stardust включает обновленные точки траектории. | |
Астероид (5535) Аннефранк | annefrank. ssc (1,5 КБ, 7 ноября 2002 г.) | Радиус = 3 км (согласно пресс-релизу НАСА) Альбедо «темнее, чем ожидалось» (оценка 0,05) См. также НАСА пресс-релиз и |
Комета 81P/Дикая 2 | wild-2.ssc (1,5 КБ, 25 июня 2004 г.) | Для получения дополнительной информации о Wild 2, см. в другом месте в разделе комет. |
- Время и расстояние ближайшего сближения, показанные Селестией.
использование орбитальных прогнозов Горизонтов не совсем согласуется с предсказанными
на веб-сайте Stardust.
После увеличения количества образцов xyz для траектории Stardust
от 1 раз в 2 дня до 100 в день в момент наибольшего сближения,
Celestia v1.2.5pre6 показала минимальное расстояние между зондом и
примерно в 04:43 2 ноября 2002 г. астероид находился на расстоянии чуть более 600 км.
Использование параметров кеплеровской орбиты Stardust для этой даты приводит к
расстояние чуть меньше 600 км.
Это немного меньше, чем предсказанный веб-сайтом 3000 км.
Когда я поинтересовался, я узнал, что база данных Горизонтов о звездной пыли
траектория не обновлялась с 2001 года, поэтому подробности облета Аннефранк
не совсем правы.
После обновления до Celestia v1.2.5pre7 минимальное разделение улучшилось до
1500 км, примерно в 04:35 UTC, SCET (время события SpaceCraft).
На расстоянии около 2,25 астрономических единиц от Земли время прохождения света равно
около 18,6 минут, так что это будет около 04:54 ERT (время получения Земли).
Веб-страницы НАСА часто, но не всегда, указывают свои оценки времени.
в плане ERT. Не ясно, так ли это здесь.
Используя траекторию .xyz «Звездной пыли», ближайшие позиции Селестии для
пролет Земли/Луны также кажется несколько неправильным, и, кажется,
точнее для Луны, чем для пролета Земли.
[вернуться к содержанию]
- Формат 3DS:
интеграл.3ds
(3 МБ; 6 февраля 2003 г.) - Формат Wavefront Maya:
интеграл-obj. zip
(2 МБ; 7 февраля 2003 г.) - Представленные выше модели являются оригинальными моделями, предоставленными ESA.
Они не содержат текстур поверхности, придающих ИНТЕГРАЛЬНУЮ окраску. - Пожалуйста, загрузите 1MB
вместо этого файл integer.zip.
В противном случае вам, возможно, придется использовать опцию «Сохранить объект как…» вашего браузера.
Этот файл должен находиться в вашем каталоге Celestia/models. - для Celestia v1.3.1 или ранее:
http://celestiamotherlode.net/creators/jestr/Integral_3DS.zip
(3МБ, 2 августа 2004 г.) - для Celestia v1.3.2 или новее:
http://celestiamotherlode.net/creators/jestr/Integral_CMOD.zip
(3МБ, 2 августа 2004 г.) - Важные события:
- Дата запуска: 04:41 UT 17 октября 2002 г.
- Орбита с большим эксцентриситетом: высота перигея: 9000 км, высота апогея:
153 000 км, 72 часа. Это сделано для того, чтобы максимизировать время «бездельничания» снаружи.
пояса Ван Аллена. - Высота перигея будет постепенно увеличиваться до 13 000 км в течение 5 лет; тогда
угол наклона изменится с 60 до 85 градусов.
3.4.4: ВСТРОЕННЫЙ.
Объект | Файлы данных | Комментарии |
---|---|---|
Гамма-спутник ИНТЕГРАЛ. | Домашняя страница спутника INTEGRAL Gamma Ray ESA Примечание. На веб-сайте INTEGRAL есть ссылка на «Спутники в космосе» ЕКА. К сожалению, прямые ссылки на эти страницы не работают. Орбита «Интеграла» значительно изменилась http://www.sciops.esa.int/index.php?project=INTEGRAL&page=index | Смотрите также: Научно-операционный центр ИНТЕГРАЛ |
Integer.zip (1 МБ, 6 февраля 2003 г.)
При распаковке в каталог Celestia ZIP должен поместить .SSC и . 3DS файлы в /extras/ и /models/ подкаталогов.Integer-13.zip (1 МБ, 25 марта 2003 г.)
v1.3.0 или новее. Его следует распаковать в файл Селестии. /extras/ каталог. Он создаст подкаталог с именем /integral/ , содержащий файл INTEGRAL.SSC и /models/ подкаталог. | ИНТЕГРАЛ, показанный Селестией (Это ссылка на изображение гораздо большего размера.) | |
Integer.ssc (1,5 КБ; 6 февраля 2003 г.) обновлен для отображения модели Integer.3ds. Смотри ниже. Этот файл должен находиться в вашем каталоге Celestia/extras. | Орбитальные параметры, полученные из JPL Система эфемерид Horizons | |
Заметки: | Интегральная спутниковая модель предоставлена ЕКА | |
«Jestr» любезно создал цветные версии модели. Они доступны на Селестия Мотерлод: | ИНТЕГРАЛ, показанный Селестией (Это ссылка на изображение гораздо большего размера. ) |
Видеть
http://astro.estec.esa.nl/SA-general/Projects/Integral/status.html
ссылки на подробные отчеты о вводе в эксплуатацию.
[вернуться к содержанию]
[вернуться к содержанию]
- амальтея-галилео.ssc
указывает xyz-описание орбиты Альматеи во время пролета. - амальтея-галилео.xyz
xyz описание орбиты Альматеи во время пролета - galileo.xyz
Несмотря на то чтоТраектория Галилея xyz включена в Celestia,
Я включил немного улучшенную версию выше.
Этот файл включает более точные образцы для окончательной версии Ио и Амальтеи.
пролеты со скоростью 1/мин в течение +/- 15 мин.Интересно сравнить с Селестией.
предсказания встреч 4 ноября 2002 г. (PST)
с опубликованными НАСА.
Вот прогнозы до встречи, взятые изhttp://galileo.jpl.nasa.gov/news/thiswk/today021104.html
Мероприятие ERT СКЭТ
тихоокеанское время (GMT-8)
Тихоокеанское время = время по ГринвичуОблет Ио на высоте 45 250 км. 19:41, 4 ноября 18:57 = 02:57 5 ноября года
Облет Амальтеи в
160км.11:02:28 22:18:28 = 06:18:28 Войдите в тень Юпитера
(Солнце исчезает за лимбом планеты)11:14 22:30 = 06:30 Покиньте вид на Землю 11:25 22:41 = 06:41 пери-Юпитер
на ~71 500 км над облаками~00:08 5 ноября 23:24 = 07:24 Оставь тень Юпитера
(Вновь появляется Солнце)~00:13 23:29 = 07:29 Видно с Земли ~00:23 23:39 = 07:39 Пересечь орбиту Ио за пределы 4:15 03:21 = 11:21 Судя по примечанию внизу статьи, все свои времена
являются ERT (время получения Земли), через 44 минуты после SCET (событие SpaceCraft).
Время). С вашей точки зрения, следуя за космическим кораблем, Селестия должна
показать, что эти события происходят во время, указанное в последнем столбце.
Собственно, поскольку
Селестия не реализует время в пути света, события тоже будут происходить
в SCET при наблюдении с помощью телескопической точки зрения на Земле
должность.Примечание после столкновения: Галилео вошел в безопасный режим примерно через 16 минут.
после его максимального приближения к Амальтее, прервав сбор данных.
Подробнее см. в пресс-релизах НАСА по адресуhttp://www.jpl.nasa.gov/releases/2002/release_2002_205.cfm.
а такжеhttp://www.jpl.nasa.gov/releases/2002/release_2002_213.cfm.
3.4.6: Галилео.
galileo-021105.avi | Это демонстрация новой функции в Celestia v1.3: несколько панелей в одном окне. Этот пример имеет четыре области просмотра с их точек зрения, установленных для наблюдения за несколькими событиями описано в таблице выше, как его видел Галилей. Время идет вперед на с одинаковой скоростью во всех областях просмотра, поэтому ваше внимание должно переключаться с друг к другу по мере развития событий. По порядку они происходят против часовой стрелки от верхнего правого угла: Вверху справа: пролет Ио, Вверху слева: пролет Амальтеи, Снимок в формате JPEG был записан после пролета Ио и до |
[вернуться к содержанию]
- благодать.ssc
- Неизвестно Horizons
- Гравиметрические спутники-близнецы Земли
- См.:
http://www.csr.utexas.edu/grace/
- Начальные элементы орбиты в Grace
августовские бюллетени сомнительны, поскольку они
разместить спутники практически на противоположных сторонах земного шара, когда они должны
быть только около 200 км друг от друга. Их динамически обновляемыестраница орбиты
определяет орбиту GRACE-1 с направлением и смещением для GRACE-2.
- Температура поверхности моря (текстурные карты для земли)
http://podaac.jpl.nasa.gov/navoceano_mcsst/
3.4.7: ГРЕЙС-1 и ГРЕЙС-2.
3.4.8: NAVOCEANO MCSST.
[вернуться к содержанию]
[вернуться к содержанию]
[вернуться к содержанию]
- Аполлон-11: 20 июля 1969 г.
- предоставлен Майком Мартенсом (Philmont Ranger: 1968-1969)
Смотрите также:
- Селденс Филмонт,
- Высокое приключение и
- Поисковые веб-страницы
3.4.12: Воспоминания Филмонта об Аполлоне-11: 20 июля 1969 г.
[вернуться к содержанию]
Содержимое
- 3.4: Орбиты космических аппаратов.
- 3.4.1: Кассини.
3.4.2: Улисс.
3.4.3: Звездная пыль.
3.4.4: ИНТЕГРАЛЬНЫЙ.
3.4.5: Розетта.
3.4.6: Галилео.
3.4.7: ГРЕЙС-1 и ГРЕЙС-2.
3.4.8: NAVOCEANO MCSST.
3.4.9: «Вояджер-1».
3.4.10: «Вояджер-2».
3.4.11: «Нозоми» (Планета B).
3.4.12: Воспоминания Филмонта об Аполлоне-11: 20 июля 1969 г.
Смотрите также:
- Список ресурсов Селдена для Селестии
обновлено: сегодня 😉
Эта веб-страница поддерживается Selden Ball
в лаборатории Уилсона.
Пожалуйста, присылайте любые комментарии или исправления по адресу
[email protected]
Кассини готовится к «грандиозному финалу»
Пол Найтли
8 апреля 2017 г.Космический корабль 0898 над северным полушарием Сатурна направляется к своему первому погружению между Сатурном и его кольцами 26 апреля 2017 года. Изображение и подпись предоставлены NASA/JPL-Caltech
В среду, 26 апреля 2017 года, космический корабль НАСА Cassini проведет первое из 22 погружений между атмосферой Сатурна и кольцами газового гиганта в рамках «грандиозного финала» миссии. Он завершит миссию, на изучение системы Сатурна ушло почти 13 лет.
Летная группа «Кассини» готовится начать последнюю главу 13-летней истории космического корабля на орбите Сатурна. Миссия завершится 15 сентября 2017 года, когда Cassini войдет в атмосферу окруженной кольцами планеты, что, в свою очередь, уничтожит легендарное транспортное средство, как показано в новом видео, опубликованном НАСА.
Иллюстрация последних орбит космического корабля Cassini показывает робота-исследователя, ныряющего между кольцами и планетой. Синие линии представляют 22 близких пролета, а оранжевые — последнее погружение в атмосферу Сатурна. Кредит изображения: НАСА
«Ни один космический корабль никогда не проходил через уникальный регион, который мы попытаемся смело пересечь 22 раза», — сказал Томас Цурбухен, заместитель администратора Управления научной миссии НАСА, в пресс-релизе . «То, что мы узнаем из смелых последних орбит «Кассини» , поможет нам лучше понять, как планеты-гиганты и планетарные системы повсюду формируются и развиваются. Это настоящее открытие в действии до самого конца».
Погружения представляют собой ближайшие Кассини путешествовал к Сатурну с момента прибытия на окруженную кольцом планету в 2004 году. Исследуя область пространства между атмосферой и кольцами, он стремится получить новое понимание того, как газовые планеты-гиганты и связанные с ними кольцевые системы формируются и развиваются через время. В плане полета , который разрабатывался с момента принятия НАСА в 2010 году решения завершить миссию в этом году, используется опыт, накопленный в ходе миссии.
План отправки Кассини в атмосферу Сатурна был разработан из-за опасений, что, как только у космического корабля закончится топливо, он может столкнуться с одной из потенциально обитаемых лун, вращающихся вокруг планеты, включая Энцелад.
Разработка плана полета между атмосферой Сатурна и кольцами позволит Cassini уточнить свою орбиту в ближайшие месяцы, а также максимизировать научную отдачу от его последнего маневра.
«Это запланированное завершение путешествия Кассини было несомненно предпочтительным выбором для ученых миссии», — сказала Линда Спилкер, 9 лет.0897 Ученый проекта Cassini в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния. « Cassini проведет некоторые из своих самых необычных наблюдений в конце своей долгой жизни».
В течение последних месяцев команда миссии надеется получить представление о внутренней структуре Сатурна, происхождении его колец, получить первые в истории образцы атмосферы планеты и кольцевых частиц, а также запечатлеть крупным планом облака газового гиганта. и внутренние кольца.
Команда миссии выполняет окончательную проверку команд, которые должны быть отправлены на зонд 11 апреля, который направит Cassini на его последние орбиты после последнего близкого прохождения Титана 22 апреля. Гравитация Титана будет искривляться «Кассини» траектория полета и сузить свою орбиту к Сатурну с первым близким пролетом грандиозного финала.
«Исходя из наших лучших моделей, мы ожидаем, что в промежутке не будет частиц, достаточно больших, чтобы повредить космический корабль», — сказал Эрл Мейз, 9 лет.0897 Кассини, руководитель проекта в Лаборатории реактивного движения. «Но мы также проявляем осторожность, используя нашу большую антенну в качестве щита при первом проходе, поскольку мы определяем, безопасно ли подвергать научные инструменты воздействию этой среды при будущих проходах. Конечно, есть некоторые неизвестные, но это одна из причин, по которой мы проводим такое смелое исследование в конце миссии».
После далекого пролета Титана в середине сентября траектория полета Кассини еще больше изменится, чтобы погрузиться в атмосферу Сатурна.
Когда Cassini войдет в атмосферу, его двигатели будут расходовать оставшееся топливо, чтобы его антенна была направлена на Землю как можно дольше, передавая данные от нескольких инструментов до тех пор, пока сигнал не будет потерян.
« Грандиозный финал «Кассини» — это гораздо больше, чем финальное погружение, — сказал Спилкер. «Это захватывающая последняя глава для нашего бесстрашного космического корабля, и она настолько богата наукой, что это был четкий и очевидный выбор того, как завершить миссию».
Видео предоставлено JPL
Tagged: Cassini Grand Finale Лаборатория реактивного движения Ведущие истории НАСА Сатурн
Пол Найтли
Пол в настоящее время является аспирантом в области космических и планетарных наук в Университете Акранзас в Фейетвилле. Он вырос в районе Канзас-Сити и проявил интерес к космосу в молодом возрасте в начале двух миссий Mars Exploration Rover в 2003 году. получил степень бакалавра наук в 2013 году. После работы геологом-экологом в строительной фирме он начал обучение в аспирантуре в 2016 году и активно работает над докторской диссертацией, которая будет посвящена поверхностным процессам Марса.