Dawn gibi iyon itici ile çalışan bir uzay aracının Ceres yörüngesine doğru yavaşlaması nasıl mümkün olabilir? Bu görevi yerine getirmek için ikincil bir motoru var mı?
Dawn gibi iyon itici ile çalışan bir uzay aracının Ceres yörüngesine doğru yavaşlaması nasıl mümkün olabilir? Bu görevi yerine getirmek için ikincil bir motoru var mı?
Ek itici var mı? Hedeflerine saldırmamak. Bunun için % 100 iyon itici tahriklidir. Ayrıca, yalnızca 46 kg itici gazla fırlatılan 12 MR-103G değişken itme (0,9 N maksimum) RCS (Reaksiyon Kontrol Sistemi) hidrazin monopropellant itici setine sahiptir ( okuyun: RCS'nin toplam itme kuvveti, uzay aracına yörüngesini kontrol etmek için neredeyse yeterli hız değişikliği sağlamaz) ve ayrıca reaksiyon tekerleklerini (şu anda dörtte ikisi hala çalışır durumda) ve üç yalpalı Xenon iyon iticisini kullanır. tutum kontrolü için. Aslında, devasa güneş panelleri bile dönebilir, yalpalamalı, hatta katlanabilir / uzatılabilirdir, bu nedenle teknik olarak, eğer her şey başarısız olursa ve sağladıkları güç, ideal bir açıdan daha az açıyla sağladıkları güç, kütle merkezindeki değişiklik yoluyla yönünü değiştirmek için de kullanabilir. Güneş ikincil bir endişe kaynağı olacaktır. Ancak uzay aracına hedeflerine göre hızda gerekli değişikliği sağlamak için yalnızca iyon iticiler kullanılıyor.
Bu nasıl mümkün olabilir? Çok nazikçe. Düşük itme ancak yüksek özgül itme ( $ I_ \ mathrm {sp} $ ) itme, yüksek itme neredeyse anlık (itme) ancak daha düşük olanlardan biraz farklı yörüngeler gerektirir $ I_ \ mathrm {sp} $ iticiler. Dezavantajları, güçlü yerçekimi cisimlerinin yüzeyinden fırlatma, iniş veya hızda büyük değişikliklerin olduğu diğer uygulamalar ( $) gibi yüksek itme uygulamaları için uygun olmamalarıdır. \ Delta v $ ) kısa bir süre için gereklidir (okuma: hızlı hızlanma / yavaşlama), ancak bunların tersi, reaksiyon kütleleri ile oldukça verimli olmalarıdır (Dawn, Xenon iticisinin yalnızca bir kilosunu kullanır (~ 90 mN itici gücünün üçüyle birlikte haftada) ve görevleri boyunca çok daha büyük toplam $ \ Delta v $ değerine ulaşabilir.
Dawn, kısa süre önce Ceres'e yaklaşmaya başladı ve Vesta'dan ayrıldıktan sonra (tepki çarklarından birindeki sorunlar nedeniyle hafif bir gecikmeyle) Ceres'in yörüngesiyle kabaca hız olarak eşleşecek şekilde ilerlemeye devam edecek , eğim, eksantriklik ve bunu yapın, Mart 2015 civarında yörünge konumu ile çakışıyor. Son yaklaşma yörüngesi de Ceres çevresinde ilk yüksek yörüngeyi daha hızlı daireselleştirmesine izin verecek şekilde değiştirildi (okuma: optimize edildi). ve Ceres'in kendi yerçekimini iyon iticilerinin üzerinde kullanarak ona daha yakın bir spiral yolda zarif bir şekilde "düşmek" için kullanın. Bunu yapmak için, onun heliosentrik yörüngesinden geçerken Ceres'e göre hafif hiperbolik aşırı hıza ( $ v_ \ infty $ ) sahip olacak ve sonra yavaşça başlayacaktır. ona göre yavaşlamak. Dawn dergilerinin birinden ( 28 Kasım 2014):
Kuzey bu rakamın tepesinde ve güneş Güneşin etrafındaki yörünge hareketi, onu doğrudan şekle taşır. Orijinal yaklaşım Dawn'ı Ceres'in güney kutbunun üzerinden doğrudan RC3'e yönlendirdi. Yeni yaklaşımda, buraya sanki kuzey kutbunun üzerinden uçuyormuş gibi görünüyor, ama bunun nedeni düz tasviri. Önceki şeklin gösterdiği gibi, yaklaşım Dawn'ı Ceres'in çok önüne geçiriyor. Yeşil yörüngenin üst kısmı, orijinal yaklaşım ve RC3 ile aynı düzlemde değildir; daha ziyade arka planda, grafiğin “arkasında”. Dawn, diyagramın sağ tarafına uçarken, hedeflenen RC3 ile hizalamak için şeklin düzlemine de öne çıkar. Daha önce olduğu gibi, bir günlük aralıklarla yerleştirilmiş daireler, uzay aracının hızını gösterir; daha yakın oldukları yerde gemi daha yavaş hareket eder. (Bu perspektifi yandan ve bir önceki figürü bu grafiğin üstünden yukarıdan görünüşü olarak düşünebilirsiniz.) Kredi: NASA / JPL
Ceres'e yörünge yolunun önünden yaklaşan yeni yörünge, yörünge enjeksiyonundan sonra ortaya çıkan yörüngenin eksantrikliğini daha hızlı azaltmak için seçildi. Ceres'e kesin yaklaşım, onun yüksek yörüngesine (13.500 km) sokulması ve daha sonra daha alçak (4.430 km) bir yörüngeye doğru spirallenmesi, Dawn Blog makalelerinde ayrıntılı olarak anlatılmıştır.
Ancak asıl mesele, Dawn'ın yörüngesindeki tüm bu değişikliklerin, büyük değişikliklerin olduğu Cererean Tepe küresi içinde (yerçekimsel çekiciliğinin diğer gök cisimlerinin yerçekimsel çekiciliğine baskın olduğu alan) çok önceden yapılmış olmasıdır. yörüngesi, onları yapmak için alacağı zaman ve bu kadar düşük itme kuvveti ile yerçekimine karşı koyamaması (örneğin yörünge çok uzaksa) nedeniyle daha yasaklayıcı olacaktır. Bu yüzden gök cisimlerine zarafetle yaklaşır ve bunu açıklamak için Dawn Baş Mühendisi / Görev Direktörü Marc Rayman tarafından "göksel bale" gibi kelimeler kullanıldı.
İşte bir simülasyon videosu Dawn'ın son yaklaşımı ve Ceres çevresindeki yörüngeye enjeksiyonu, NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) tarafından YouTube kanalı aracılığıyla yayınlandı:
Eklemek için düzenleyin : Dawn'ın tahrik sistemi ve onun göksel balesinin Güneş sistemi ve Vesta ve Ceres çevresindeki yörüngelerdeki karmaşıklıkları için, NASA'nın Asteroid Kemerine Şafak Görevi hakkındaki von Kármán Konferansı 'nı yeterince sıcak bir şekilde izlemenizi tavsiye edemem. Dr. Rayman harika bir konuşmacı ve eminim ki açıklamaları sizi benim yapabileceğimden çok daha iyi bir yere çekecektir. Konferanstan sonraki Q&A oturumunda sizinkine benzer bir soruyu yanıtlıyor, kayıttan yaklaşık 1 saat 3 buçuk dakika sonra
Ders: NASA'nın Asteroid Kuşağına Şafak Görevi
5 Aralık Cuma
İddialı ve heyecan verici Dawn görevi NASA'nın güneş sistemi alanındaki en önemli girişimlerinden biridir. Yedi yıldan fazla gezegenler arası uzay uçuşunun ardından, uzay aracı gizemli Ceres dünyasından sadece birkaç ay uzakta. Uzay aracı, Vesta'nın muhteşem bir keşfini çoktan tamamladı. Bunlar, Dawn'dan önce iç güneş sisteminde son başlatılan dünyalar arasındaydı. Bunlar, Mars ve Jüpiter arasındaki büyük bedenler topluluğu olan asteroit kuşağının en büyük iki sakini. Ceres o kadar büyük ki, Pluto ile birlikte cüce gezegenler kategorisine dahil edilmiştir. Dawn'ın ortaya çıkardığı uzaylı manzaralar, insanlığa güneş sistemine yeni bir bakış açısı sağlıyor. Gezegenlerin oluştuğu zamandan kalma kalıntılar olan Ceres ve Vesta, bilim adamlarının güneş sisteminin doğuşunu anlamalarına yardımcı olacak ipuçları taşıyor. Dawn, Temmuz 2011'den Eylül 2012'ye kadar Vesta'nın yörüngesinde dolaştı ve bu büyüleyici dünyanın şaşırtıcı görüntülerini geri getirdi. Bu, asteroid kuşağında bir nesnenin yörüngesinde dönen tek uzay gemisi ve herhangi iki dünya dışı varış noktasının yörüngesine giren ilk uzay gemisi. Böyle bir görev, büyük ölçüde bilim kurgu alanına giren bir teknoloji olan iyon tahrik sistemi kullanılmadan gerçekten imkansız olacaktır. Dr. Marc Rayman, Dawn misyonu ve iki egzotik destinasyonunun yanı sıra iyon tahrikinin kullanımı hakkında büyüleyici ve eğlenceli bir sunum yapacak. Ayrıca, uzayda Dünya'dan gelen arobotik elçiyi kontrol etmenin heyecanını ve derinliğini paylaşacak.
Konuşmacı : Dr. Marc Rayman, Dawn Projesi Misyon Direktörü
Dawn, yörüngeye girmek için gerçekten de iyon iticilerini kullanıyor. Bu PDF'den:
3 Ağustos 2011'de bir yükseklikte Survey yörüngesi adı verilen ilk Vesta bilim yörüngesine girmek için 210 saatlik ek IPS itme kullanıldı yaklaşık 2.735 km.