Dawn umkreist Ceres in Tausenden von Kilometern Periapsishöhe und scheint nicht zu planen, tiefer als 375 km zu fliegen . Im Gegensatz dazu ist Rosetta bis auf etwa 30 km Höhe heruntergekommen und wird endlich einmal versuchen, weich zu landen . Und das ist bei einem Kometen im Koma, der Rosetta möglicherweise bereits veranlasst hat, in den abgesicherten Modus zu wechseln, als sein Sternentracker Trümmer um ihn herum mit Sternen verwechselte .
Liegt es vielleicht an der Schwerkraft, dem Antrieb, der Instrumentierung oder dem Design von Raumfahrzeugen? Ist näher nicht besser?
Viel, viel höhere spezifische Orbitalenergie ( ) und Dawns Fehlen von Triebwerken mit hohem Impuls. OK, technisch gesehen hat Dawn 12 x Off-Axis-0,9-N-RCS-Triebwerke, aber es startete nur mit 46 kg Hydrazin für sie, also hängt es ziemlich allein von seinen drei 90-mN-Ionen-Triebwerken ab. In dieser Antwort finden Sie eine detailliertere Erläuterung der Antriebssysteme und Einschränkungen des Antriebs mit niedrigem Schub.
Wie für , grobe Berechnung für Rosettas 30 km Umlaufbahn um 67P/Churyumov–Gerasimenko gibt mir ~ (beachten Sie, dass 67P ein höchst irregulärer Körper ist) und für Dawn in einer 375-km-Umlaufbahn um Ceres . Das ist ein großer Unterschied von einigen Größenordnungen und woher die Amplitude der erforderlichen Energie für korrigierende Orbitalmanöver kommt (multipliziert mit der Masse des Orbiters, um die erforderliche Energie in Joule zu erhalten, aber Rosetta und Dawn haben inzwischen ungefähr die gleiche Masse ), falls diese notwendig sein sollten, beispielsweise aufgrund von Mascons (Massenkonzentrationen) und einem anderweitig ungleichmäßigen Gravitationsfeld oder sogar dem Vorhandensein einer entgasten Oberfläche (oder im Fall von Ceres ausgestoßen, da vermutet wird, dass es sich um einen geothermisch aktiven Körper mit Kryogeysiren aus Salzwasser handelt als möglich Erklärung für diese berüchtigten weißen Flecken) Materialien, die die Dichte des Mediums erhöhen, durch das sie kreisen müssen (und somit den Zerfall der Umlaufbahn beeinflussen).
Rosetta hat diese Probleme nicht, weil sie ihre (primäre) Mission beenden wird, wenn ihr die Treibstoffe ausgehen, und sie viel weniger davon und viel kürzere Ausbrüche benötigt, um ihre Quasi-Umlaufbahn um 67P aufrechtzuerhalten. Quasi , weil es ständig mit Impulsverbrennungen aufrechterhalten wird und nicht einmal nahe an der gewünschten bleiben würde, wenn es ohne sie dauert, eine einzige Umlaufbahn um den Kometen zu absolvieren. Ich kann keine guten Informationen über die aktuelle Umlaufzeit von Rosetta finden, aber sie sollte ungefähr 16 Tage betragen, ± aufgrund all der Unsicherheiten ziemlich viel. Glücklicherweise dreht sich der Komet aus Sicht der Beobachtung und des Philae-Landers viel schneller um seine eigene Achse (12,4 Stunden). Dennoch wäre vielleicht ein besserer Begriff, dass Rosetta die Position um 67P hält, anstatt sie zu umkreisen?
Beachten Sie auch , dass eine 375 km lange Umlaufbahn um Ceres etwa 320 Minuten dauert , während eine 30 km lange Umlaufbahn mit etwa 145 Minuten weniger als die Hälfte dauert . Störungen, sowohl durch Knotenpräzession , da Ceres auch nicht genau ein kugelförmiger Körper ist, als auch durch mögliche Mascons, würden bedeuten, dass es (zumindest größere) Probleme haben würde, die nadirfixierte Haltung für Beobachtungen beizubehalten, und die Umlaufgeschwindigkeit würde von etwa 273 m/ s auf etwa 356 m/s. Ich lasse Sie die Relativgeschwindigkeit zum Boden berechnen, aber wie Sie sehen können, haben Sie möglicherweise viel weniger Zeit, um in einem einzigen Durchgang auf einen einzelnen Bereich zu zeigen, und er würde sich auch verkleinern, da die Winkelauflösung Ihrer Instrumente erhalten bleibt Fest. Dies ist besonders wichtig für Beobachtungen von Ceres auf seiner Nachtseite mit den erforderlichen langen Belichtungszeiten.
Es gibt noch einen weiteren Punkt, um die letzte Umlaufbahn von Dawn relativ hoch zu halten. Ich kann keine Referenz angeben, weil ich mich nicht erinnere, wo ich das gehört habe (könnte während eines Vortrags, einer Pressekonferenz oder in Dawns Blog gewesen sein- Ich werde aktualisieren, wenn ich es finde), aber wenn ich mich nicht falsch erinnere, plane Dawn nach Abschluss seiner Hauptmission und sobald es keine Treibmittel / Reaktionsmasse mehr hat, einfach in den Orbit um Ceres zu gehen, und das Wort war (wo auch immer Ich erinnere mich daran, dass es noch eine ganze Weile dort bleiben und Wissenschaftsdaten zurückgeben kann. Wenn Sie es natürlich vor dem Ausbrennen zum Trocknen in einen noch niedrigeren endgültigen LAMO (Low Altitude Mapping Orbit) bringen würden, würde seine Umlaufbahn viel schneller bis zu seinem endgültigen Lithobremsen-Untergang als kleines, fächerartiges Trümmerfeld auf der Oberfläche von Ceres präzedieren. Vielleicht sind das diese Lichtblicke? Oder Friedhöfe von Discokugeln aus den 60-80er Jahren? Spaß beiseite, da es solarbetrieben ist, gibt es keinen Grund, warum die meisten seiner Instrumente nicht noch viele Jahre in Betrieb sein könnten. In seiner Umgebung, Unter der Annahme, dass kein astronomisches Ereignis eintritt, sollte es nur etwa 1% seiner Leistung pro Jahr verlieren. Und solange mindestens eines seiner Schwungräder noch funktioniert, sollte es in der Lage sein, regelmäßigen Kontakt mit der Erde aufrechtzuerhalten.
Umgekehrt, während dies auch für Rosetta gilt, kann die Kometenjagdsonde 67P nicht sehr lange umkreisen, bevor ihre Umlaufbahn zu sehr durch das ungleichmäßige Gravitationsfeld des Kometen und die Gravitationsanziehung anderer Körper des Sonnensystems während des Perihels und der nahen Annäherung gestört wird große Neigung zur unveränderlichen Ebene (~ 7°) und stürzte entweder unsanft in den Kometen oder stupste weit von ihm weg, um nie wieder in seine Nähe zurückzukehren.