Gab es irgendeinen Nachteil der Anflugbahn der Huygen-Sonde?

Ich habe dieses Bild auf der Wikipedia-Seite für die Raumsonde Huygens gefunden :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Quelle

  • Titan umkreist Saturn mit ~5,57 km/s.
  • Die Sonde schien ~6,5 km/s zu erreichen, bevor sie Titan traf.
  • Der Geschwindigkeitsvektor der Sonde schien fast senkrecht zu Titan zu sein.

Meine Frage ist, mussten Überlegungen für einen solchen Ansatz angestellt werden, bei dem die beiden Objekte sehr unterschiedliche Geschwindigkeitsvektoren haben? Waren irgendwelche meiner obigen Aussagen falsch oder auf eine verzerrte Skalierung der Grafik zurückzuführen?

Ich bin mir nicht 100% sicher, was "irgendwelche Überlegungen für einen solchen Ansatz angestellt werden müssen" bedeutet. Alle Ansätze von Raumfahrzeugen werden jahrelang oder länger von einer Gruppe von Menschen sorgfältig untersucht, die lange und gründlich nachdenken. Ich habe besprochen, dass dies ein geradliniger Ansatz ist. Gibt es etwas Bestimmtes, das Sie gerne hinzugefügt sehen würden?
@uhoh Überlegungen wie in, warum haben sie diesen Ansatz gewählt? Sie haben das sehr gut mit der Erklärung der Titan-Atmosphäre beantwortet, von der ich nichts wusste. Ich dachte nur daran, dass dieser Ansatz auf der Erde vielleicht nicht funktioniert hätte.
Ich auch nicht! Ich habe etwas über den Winkel hinzugefügt. Ich habe jetzt nicht die Zeit, einen echten 3D-Plot zu erstellen, aber das sollte nicht schwer sein.
@uhoh, es ist seltsam, dass die Neigung von Titan 0,3 Grad beträgt, aber die Animation lässt es fast 30 Grad erscheinen. Ich denke, die gezeigte Neigung ist relativ zu Huygens oder so, da ist definitiv eine Verrücktheit in dieser Grafik.

Antworten (1)

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Revised: Jan 12, 2005            Cassini Huygens Probe                     -150
                              http://saturn.jpl.nasa.gov/
               http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/instruments-huygens.cfm

 The 318-kilogram (701-pound) Huygens probe separated from the Cassini orbiter
 2004-Dec-25, beginning a 22-day coast phase toward Titan (606). It will 
 descend through Titan's atmosphere, parachuting an instrumented robotic 
 laboratory to the surface of Saturn's largest moon. 

 The Cassini orbiter contains the electronics necessary to track the probe and
 recover data gathered during its descent. On 2005-Jan-14, 45 minutes before 
 the spacecraft reaches the atmosphere of Titan, timers will activate Huygens.

 The Huygens predicted descent trajectory was provided by ESA/JPL, valid as
 of Jan 6, 2005.
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Ich habe Horizons in 1-Minuten-Intervallen überprüft und die vorhergesagte Flugbahn (einige Tage vor der Landung) zeigt eine fast gerade Linie zu seinem Landeplatz.

Bei der Überprüfung der Geschwindigkeit zeigt es eine schnelle Verzögerung, gefolgt von einer sanfteren Annäherung an die Oberfläche, die mit dem Fallschirm übereinstimmt.

Titan hat 0,14 der Schwerkraft der Erde. Alles andere gleich, dh die Skalenhöhe ist 7-mal höher. Während die Erdatmosphäre alle 8 Kilometer um einen Faktor e (~2,7) zunimmt, wird dies bei einer geringeren Oberflächengravitation wie der von Titan alle 50 oder 60 km der Fall sein. Die Dichte der Atmosphäre von Titan nimmt also viel langsamer zu, und die geringe Schwerkraft beschleunigt Huygens viel weniger über seine ursprüngliche Einfallsgeschwindigkeit hinaus.

Ein komplexes Raumschiff könnte niemals einen geradlinigen passiven Eintritt in die Erdatmosphäre machen und überleben, um mit bekannten Materialien zu landen, aber auf Titan mit so viel Gesamtatmosphäre, die allmählich verlangsamt werden muss, und so wenig Schwerkraft, die es zu bekämpfen gilt, scheint dies gut zu funktionieren!

Bearbeiten: Sie können sehen, dass der Winkel zwischen ihrer relativen Geschwindigkeit und Position in großer Entfernung nahe Null war, aber als sich das Raumschiff schloss, stieg der Winkel zwischen den beiden Vektoren auf bis zu 3 Grad. Das liegt nur daran, dass das Raumschiff nicht auf die Mitte der Scheibe zielte, sondern auf eine Seite.

Als das Raumschiff die Atmosphäre traf und zu sinken begann, fiel der Winkel wieder nahe Null zurück.

Daten direkt von Horizions, geplottet mit Python: https://pastebin.com/mgjbZZ4J

Horizonte Huygens zu Titan

Huygens zu Titan

Huygens zu Titan

Huygens zu Titan

Mir gefällt, wie man sowohl den Fallschirm als auch den atmosphärischen Eingang buchstäblich sehen kann. Schöne Plots, ich denke, es macht Sinn, ich denke, die Skalierung der Originalgrafik könnte die Vektoren etwas übertrieben haben. Ich habe jetzt wegen der verringerten Schwerkraft auch nicht über die 7-fache Skalierung nachgedacht, ich hatte gehört, Titan habe eine "größere" Atmosphäre, aber nicht so viel.
Können Sie die Python-Skripte auch einfügen :)?
@MagicOctopusUrn genau das findest du dort.
Oh, ich nahm an, dass dies nur die Daten des verwendeten Horizonts waren, die in den Pastebin eingefügt wurden, und sah nicht nach. Hoppla, das ist toll. Danke dir.
Der relevante Wert für einen Teil der Frage ist der Einflugbahnwinkel. Das Ziel war -65 ° ± 3 ° und war tatsächlich -65,6 °. Nicht so steil wie du anzugeben scheinst. (Der Eintritt wurde auf einen Radius von 3845 km festgelegt.) Weitere Einzelheiten finden Sie in diesem Rekonstruktionspapier .
@MarkAdler werde ich mir ansehen. Der Winkel, den ich aufgetragen habe, sind nur Momentanwerte für arccos ⁡ ( ( r 2 − r 1 ) ⋅ ( v 2 − v 1 ) ( r 2 − r 1 ) ( v 2 − v 1 ) ) was aussieht wie "der andere Flugbahnwinkel" space.stackexchange.com/a/29437/12102 β = 90 − γ ?
Gab es irgendeinen Nachteil der Anflugbahn der Huygen-Sonde?
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