Diese Antwort auf Warum ist die weltraumgestützte VLBI-Streuunterstruktur "hoffentlich ein neues vielversprechendes Werkzeug zur Rekonstruktion des wahren Bildes von beobachteten Hintergrundzielen"? fasst den Beitrag der RadioAstron-Mission zusammen, einer VLBI-Zusammenarbeit von Radioteleskopen, die die weltraumgestützte 10-m-Schüssel Spectr-R in einer hohen Erdumlaufbahn verwenden, um „sehr VLBI“-Beobachtungen zu erzeugen.
Abbildung 2 von Gwinn et al. (2014): Discovery of Substructure in the Scatter-Broadened Image of Sgr A*, unten gezeigt, zeigt projizierte Basisentfernungen über 260.000 km hinaus!
Was beim weltraumgestützten VLBI besonders anders ist, ist, dass einige der Radioteleskope nicht mit der Erde rotieren, sondern im Grunde ihr eigenes Ding machen und durch den Weltraum fliegen, ohne an einen (meistens) starren Planeten gebunden zu sein.
Für Umlaufbahnen in dieser Entfernung ist es unbedingt erforderlich, die Schwerkraft von Erde, Mond und Sonne zu berücksichtigen, um auch kurze Abschnitte der Flugbahn zu rekonstruieren. Glücklicherweise machen die heutigen Ephemeriden dies möglich, und wenn man diese mit Randoptimierungsalgorithmen ( Beispiel ) kombiniert, kann man eine gute Vorstellung davon bekommen, wie man eine Basislinienbahn für eine Beobachtung erstellt.
Große Raumfahrzeuge sind jedoch auch nichtgravitativen Kräften ausgesetzt, die sich ebenfalls auf ihre Flugbahn auswirken.
Ein Beschleunigungsmesser registriert keine gravitativen Orbitalstörungen, da er der gleichen Schwerkraft ausgesetzt ist wie der Rest des Raumfahrzeugs, aber Dinge wie der Photonendruck von der Sonne, der ziemlich schwierig genau zu modellieren ist, können im Prinzip direkt in Echtzeit mit einer ausreichenden Empfindlichkeit gemessen werden Beschleunigungsmesser.
Von http://www.asc.rssi.ru/radioastron/ fand ich Über die Optimierung der RadioAstron-Mission durch den Einsatz fortschrittlicher Beobachtungsmethoden an Bodenradioteleskopen und Tracking-Stationen und die Vorteile der Verwendung des bordeigenen H-Maser-Frequenzstandards und Beschleunigungsmesser an Bord (Astro Space Center, Moskau, Juni 2003). 5. Orbitbestimmung mit hoher Genauigkeit und anomale Beschleunigung beschreibt gut die Randanpassungstechnik und Bedenken hinsichtlich Restbeschleunigungen aufgrund von beiden
Beachten Sie, dass ein Restfehler von nur 2 Millimetern über die kohärente Integrationszeit (typischerweise in der Größenordnung von 1000 Sekunden) zu einem 10%igen Verlust der Streifensichtbarkeit führt!
- Orbitbestimmung mit hoher Genauigkeit und anomaler Beschleunigung
[...] SuperSTAR-Beschleunigungsmesser (AM), der kürzlich von ONERA entwickelt und getestet wurde, bietet eine Genauigkeit von -10 m/s 2 entlang aller drei Achsen des Raumfahrzeugs [7]. Die oben vorgestellten Auswertungen haben gezeigt, dass Sonnendruck, Sonnenwind (variabel in Stärke und Richtung) insbesondere innerhalb der Magnetosphäre und Verdampfung von Gas aus dem Raumfahrzeug eine SRT-Beschleunigung im Bereich von 10 -10 - 10 -8 m / s 2 verursachen .
Schlussfolgerung: AM wird eine Möglichkeit bieten, die Auswirkungen von Fehlern in der SRT-Beschleunigung erheblich zu reduzieren, wodurch die kohärente Integrationszeit von mehreren Minuten auf mehrere Stunden erhöht wird, wenn neue Referenzquellenbeobachtungen durchgeführt werden könnten. AM trägt auch dazu bei, die Zeit der Streifensuche am Korrelator zu verkürzen, da kleinere Werte in der Ungewissheit der Verzögerung und der Streifenrate vorhanden sind.
- Kellerman, KI, Vermeulen, RC, Zensus, JA, & Cohen, MH, AJ, 115, 1295-1318, 1998.
und später
- Abschluss
Der bordeigene H-Maser-Frequenzstandard und der hochpräzise bordeigene Beschleunigungsmesser, die in der wissenschaftlichen Nutzlast der RadioAstron-Mission enthalten sind, werden es uns ermöglichen, die kohärente Integrationszeit am Korrelator auf bis zu 5-30 Minuten zu erhöhen, bevor Streifen erkannt werden. Dies führt zu einer 2- bis 5-fachen Verbesserung der Empfindlichkeit, indem die Kohärenzzeit auf 5 bis 30 Minuten erhöht wird. Um diese potenziellen Werte zu erreichen, schlagen wir fortschrittliche Beobachtungsmethoden vor, die die Messungen der atmosphärischen Pfadverzögerungsvariationen durch die Überwachung der 22-GHz-Wasserdampflinienemission entlang einer Sichtlinie zur Beobachtungsquelle (WLM) und/oder durch die Verwendung eines Referenzradioteleskops verwenden am hohen Berg. Ein zusätzlicher Empfindlichkeitsgewinn kann durch Anwenden einer Selbstkalibrierung im Streifenanpassungsverfahren während der Bildrekonstruktion erzielt werden.
Wie aus regelmäßigen VLBI-Bodenbeobachtungen bekannt ist, beträgt die maximale Kohärenzzeit bei 22 GHz etwa 80 Sekunden. Die WLM-Beobachtungstechnik oder/und die Verwendung eines Referenz-Radioteleskops im Hochgebirge (HMRT) erhöht die Integrationszeit um das 2-3-fache. Der integrierte H-Maser-Frequenzstandard bietet auch die Möglichkeit, die Integrationszeit um das 2-3-fache zu erhöhen. Der Beschleunigungsmesser an Bord wird die notwendige Genauigkeit der Orbitbestimmung liefern, um eine potenzielle maximale Integrationszeit um 2–3 zu realisieren und die Streifensuche am Korrelator zu vereinfachen.
Dies ist alles im Jahr 2003 und in der Zukunftsform geschrieben. Wurde der Beschleunigungsmesser während der gesamten langlebigen VLBI-Mission von Spektr-R tatsächlich in der Datenanalyse verwendet, oder wurden schließlich nicht-gravitative Beschleunigungsmodelle verwendet, die wahrscheinlich glatter waren als verrauschte Beschleunigungsmesserdaten?
eine „vorläufige Antwort“.
Ich habe nicht festgestellt, dass der Beschleunigungsmesser dieser Satellit installiert war. Im Gegenteil, ich habe eine Reihe von Artikeln gefunden, in denen es darum geht, die Genauigkeit der Satellitenposition mit mathematischen Methoden zu verbessern. Zum Beispiel String „Ballistic and navigation support for „Spektr-R“ spacecraft“ zum googeln.
1/ 1. Auf Russisch
Die Abhandlung beschreibt entwickelte Modelle und Techniken zur Umlaufbahnbestimmung und -vorhersage eines Raumfahrzeugs, dessen Bewegung aufgrund des variablen Sonnenstrahlungsdrucks und gelegentlicher Zündungen von Triebwerken des Stabilisierungssystems erheblichen Störungen ausgesetzt ist. Zum Vergleich wurde die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs auf verschiedene Weise bestimmt und vorhergesagt, wobei reale Tracking- und Borddaten verwendet wurden.
Для получения дополнительной информации о возмущениях от разгрузок двигателей-маховиков и переменного светового давления будем использовать бортовые измерения, в том числе данные звездных датчиков об ориентации КА в пространстве, параметры работы двигателей стабилизации, а также скорости вращения двигателей маховиков.
Um zusätzliche Informationen über die Störungen durch das Entladen der Schwungradmotoren und den variablen Lichtdruck zu erhalten, werden wir Onboard-Messungen verwenden, darunter die Daten von Sternsensoren über die Ausrichtung des Raumfahrzeugs im Weltraum, die Betriebsparameter der Stabilisierungsmotoren sowie die Drehzahl der Schwungradmotoren.
https://lppm3.ru/files/journal/XXX/MathMontXXX-Borovin.pdf
Der direkte Sonnenstrahlungsdruck (SRP) und der Betrieb von Stabilisierungstriebwerken während des Entladens von Reaktionsrädern sind die größten Unsicherheiten, die das Radioastron betreffen. Beide Effekte haben erhebliche Auswirkungen auf die Umlaufbahn und können nicht ignoriert werden, da eine genaue Umlaufbahn für die korrekte Verarbeitung interferometrischer Beobachtungen von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Artikel stellt ein entwickeltes direktes SRP-Modell vor, das es ermöglicht, sowohl die Beschleunigung als auch das Drehmoment aufgrund der auftreffenden Sonneneinstrahlung zu berechnen. Das Raumfahrzeug ist nicht mit Beschleunigungsmessern ausgestattet , aber eine Telemetrie der Reaktionsräder kann verwendet werden, um störende Drehmomente zu messen und zusätzliche Informationen über unbekannte Parameter des SRP-Modells zu erhalten. Das Papier zeigt, wie das SRP-Modell zusammen mit der Berücksichtigung von Entladungen die Genauigkeit der Umlaufbahn erheblich verbessert.
https://issfd.org/ISSFD_2014/ISSFD24_Paper_S18-5_zakhvatkin.pdf
Zusammenfassung Das einstellbare Radioastron SRP-Modell wurde entwickelt und getestet. Die Parameter des SRP-Modells wurden geschätzt, indem sowohl die Bewegung des Massenzentrums als auch die Bewegung um das Massenzentrum herum verwendet wurden. Bestimmte Umlaufbahnen werden erfolgreich zur Korrelation der Radioastron-Beobachtungen verwendet. An den Radioastron-Daten wurde ein Entladevorhersageansatz getestet, der für zukünftige Sonne-Erde-L2-Missionen (Spectr-R, Millimetron) auf der Grundlage derselben Plattform wichtig ist
http://www.kiam1.rsi.ru/pubs/20140509_ISSFD24_Zakhvatkin.pdf
Ein entwickeltes Verfahren zur Bestimmung von Umlaufbahnparametern ermöglicht es, zusammen mit Umlaufbahnelementen einige zusätzliche Parameter abzuschätzen, die den Sonnenstrahlungsdruck und störende Beschleunigungen aufgrund von Entlastungen von Reaktionsrädern charakterisieren. Ein parametrisiertes Modell der störenden Wirkung des Sonnenstrahlungsdrucks auf die Bewegung des Raumfahrzeugs wird beschrieben (dieses Modell berücksichtigt die Form, die Reflexionseigenschaften von Oberflächen und die Lage des Raumfahrzeugs). Es werden einige Orbitbestimmungsergebnisse präsentiert, die durch die gemeinsame Verarbeitung von Funkmessungen von Schrägentfernung und Doppler, Laserentfernungsmessungen zur Kalibrierung der Funkmessungen, optischen Beobachtungen von Rektaszension und Deklination und Telemetriedaten über die Zündungen von Raumfahrzeugtriebwerken während eines Entladens erhalten wurden von Reaktionsrädern
Diese Tatsache stellt die folgenden Anforderungen an die Genauigkeit der Bestimmung von Raumfahrzeugbewegungsparametern: bei Position Δr = ±600 m; bei Geschwindigkeit = ±2 cm/s; und bei Beschleunigung Δw = ±10–8 m/s2
http://www.asc.rssi.ru/radioastron/publications/articles/cr_2014,52,342.pdf
A. Rumlin
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A. Rumlin
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