Sind die Anfangsbedingungen für die Umlaufbahnen der Apollo-PFS-Objekte ebenso bekannt (oder erkennbar) wie für das Aufstiegsmodul?

Diese Antwort auf Hätten wir die Aufstiegsstufe des Adlers von Apollo 11 entdeckt, wenn er sich noch im Orbit um den Mond befunden hätte? und die Diskussion darunter legt nahe, dass der Autor als Überprüfung der Umlaufbahnausbreitungsberechnungen für die Aufstiegsphase von Apollo 11, die zeigen, dass sie sich in einer überlebensfähigen Umlaufbahn befunden haben könnte, ihre Berechnungen für die PFS-Objekte als Überprüfung ihrer Methoden hätte wiederholen sollen.

Hinweis: PFS = Particles and Fields Subsatellite 1 , 2

Die Berechnung ist unten beschrieben. Hier möchte ich fragen:

Frage: Sind die Anfangsbedingungen für die Umlaufbahnen der Apollo-PFS-Objekte ebenso bekannt (oder erkennbar) wie für das Aufstiegsmodul von Apollo 11? Hätten diese Berechnungen wiederholt werden können, um diese GMAT-basierte Methodik zu überprüfen?


Aus dem Papier in arXiv

  1. Methodik

Als Simulator wird das von der NASA entwickelte und online frei verfügbare General Mission Analysis Tool (GMAT) verwendet (NASA, 2019). Diese Umgebung wurde von der NASA für die Verwendung in der Missionsplanung zertifiziert.GMAT ermöglicht die Substitution von Gravitationsmodellen und kann nativ GRAIL-Modelle laden und interpretieren, die ebenfalls frei verfügbar sind. Die Mondgravitation wird unter Verwendung von sphärischen Harmonischen modelliert, und GRAIL-Modelle sind mit einem harmonischen Grad und einer Ordnung von bis zu 1200 verfügbar. Die hier berichteten Simulationen verwendeten das „gggrx 1200a sha.tab“-Modell. Die zur Übertragung einer Simulation erforderliche Berechnung nimmt ungefähr mit dem Quadrat des harmonischen Grads/der harmonischen Ordnung zu, und dies legt eine praktische Grenze für die Genauigkeit des Modells fest, das verwendet werden kann. Die hier beschriebenen Simulationen wurden mit Grad/Ordnung der Modelle auf 200 eingestellt, und in diesem Fall ist eine Simulation von zehn Jahren Raumfahrzeugzeit in etwa 8 Stunden abgeschlossen. Probeläufe mit Grad und Ordnung bis zu 1000 zeigten sehr ähnliche Ergebnisse im Vergleich zu „Standard“-Durchläufen bei 200, Dies deutet darauf hin, dass die wichtigsten Schlussfolgerungen dieser Arbeit auch dann bestehen bleiben würden, wenn der Aufgabe erheblich mehr Rechenaufwand gewidmet worden wäre. Die Simulationsergebnisse wurden auch von einem Dritten mit einem vollständig von GMAT unabhängigen Simulationstool für die Mondumlaufbahn verifiziert.

Antworten (1)

Die PFS-Satelliten wurden in eine Mondumlaufbahn gebracht, um unter anderem dessen Gravitationsfeld zu kartieren. Sie würden also erwarten, dass ihre Umlaufbahn genau bekannt ist und überwacht wird. Der Apollo 16-Missionsbericht gibt die folgenden Orbitalparameter in Abschn. 5-5

PFS-1: Perilune 105 km, Apolune 144 km, Neigung -28 Grad

PFS-2: Perilune 97 km, Apolune 120 km, Neigung -11 Grad

Diese beiden NASA-Seiten ( PFS-1 , PFS-2) geben jedoch leicht unterschiedliche Werte an

PFS-1: Perilune 102 km, Apolune 139, Neigung -28,5 Grad

PFS-2: Perilune 90 km, Apolune 130 km, Neigung -10 Grad

Nach den Angaben in diesen NASA-Dokumenten stürzte PFS-2 nach 425 Umdrehungen auf der anderen Seite des Mondes ab. PFS-1 befand sich noch im Orbit, als die Bodenunterstützung nach etwa 1,5 Jahren eingestellt wurde, soll aber einige Zeit später abgestürzt sein.

Die Umlaufbahnelemente, die in der zitierten Arbeit zur Simulation der Umlaufbahn der Aufstiegsstufe Eagle nach dem Abwurf von Apollo 11 verwendet wurden, sind anscheinend tatsächlich die des Kommandomoduls, wie sie aus den Umlaufbahndaten im Missionsbericht von Apollo 11 berechnet wurden (Tabelle 7-II ) ( die Mondlandefähre war zu diesem Zeitpunkt nicht mehr wirklich interessant, wurde danach wohl nicht mehr systematisch verfolgt). Dies führte zu den folgenden Orbitalelementen, die sie für ihre Simulationen für die Mondlandefähre ausprobierten

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Exzentrizität der Umlaufbahn ist für diese drei Fälle praktisch gleich: 0,0037, 0,0038, 0,0035 für den nominalen, maximalen und minimalen Fall.

Im Apollo 11 Flight Journal erwähnen sie diese Zahlen jedoch explizit für die Mondlandefähre kurz nach der „Zündung der Trans-Earth-Injektionsverbrennung“ (etwa 5 und 7 Stunden nach dem Abwurf des LM).

kurz vor 135:47:24 Missionszeit: Perilune 100,7 km, Apolune 118,7 km

kurz vor 137:30:12 Missionszeit: Perilune 100,7 km Apolune 119,3 km

(Sie sagen dort '-cynthion' anstelle von '-lune')

Daraus resultieren Exzentrizitäten von 0,0049 bzw. 0,0050, also wesentlich höher als für die Simulationen basierend auf der Umlaufbahn der Kommandokapsel zum Zeitpunkt der Trennung angenommen.

Daher möchte der Autor möglicherweise die Bahnparameter in diesem Sinne überarbeiten und die Simulation auch auf den PFS-2-Satelliten anwenden, um hier alle Unklarheiten zu beseitigen und seine Ergebnisse schlüssiger zu machen.

Ich schlage keinen anderen Mechanismus für die Expansion vor. Ich frage nur, was sichtbar wäre, wenn sich alle Teilchen ausdehnen, wenn keine Kräfte zwischen ihnen wirken. Also keine Grundkräfte. Wenn nur Schwerkraft (gekrümmte Raumzeit) vorhanden ist. Entschuldigung, dass ich hier kommentiere. Ich werde bald löschen. Ich denke, es ist ein interessantes Thema. Ich kann die Astronomie-Website nicht kommentieren.