Warum sollte die ursprünglich geplante Bahnabsenkung von Juno den Strahlungsschaden teilweise abmildern?

Ich versuche zu verstehen, wo Juno den größten Teil des langsamen, kumulativen Strahlungsschadens in seiner Umlaufbahn auffangen wird.

Derzeit befindet es sich in der höheren, 53-Tage-Umlaufbahn. Der ursprüngliche Plan war, dass er morgen (2016-10-19) eine Delta-V-Brennung mit etwa 395 m/s ausführen würde, um auf eine 14-Tage-Umlaufbahn herunterzufallen.

Wenn ich das richtig verstehe, ist der größte Teil der Strahlung, die Junos Instrumente beschädigen wird, mit Jupiters Magnetfeld verbunden und liegt innerhalb weniger Jupiter-Durchmesser des Planeten. Die 54-Tage-Umlaufbahn verbringt etwas weniger Zeit in der Nähe von Jupiter als eine 14-Tage-Umlaufbahn des gleichen Perijove, aber es ist ein kleiner Unterschied.

Wenn Juno den größten Teil seines Strahlungsschadens in der Nähe des Planeten ansammelt, sollte es in der Lage sein, 30 oder mehr dieser längeren Umlaufbahnen zu überstehen. Ich hatte jedoch gerade gelesen, dass Juno aufgrund von angesammelten Strahlenschäden nicht die gleiche Anzahl von Vorbeiflügen (über 30) überstehen würde, wenn sie in dieser höheren Umlaufbahn bleiben würde.

Hier ist ein Beispiel. Die untere 14-Tage-Umlaufbahn wird in mehreren Artikeln, die ich gelesen habe, als "Wissenschafts-Umlaufbahn" bezeichnet.

Aus dem Artikel Spaceflight 101 Rocket Burn verschoben für Juno der NASA, um bis Dezember in der verlängerten Umlaufbahn des Jupiter zu bleiben

Juno passiert Jupiter am Mittwoch und wird den Planeten am 11. Dezember erneut nahe passieren, was die nächste Gelegenheit für das Periodenreduktionsmanöver sein wird – in Erwartung der Auswertungen der verdächtigen Signatur des Rückschlagventils.

Die Option einer dritten Capture Orbit wurde als Teil zahlreicher Notfallszenarien vorbereitet, die für diese Mission ausgearbeitet wurden. Aufgrund der begrenzten Lebensdauer des Raumfahrzeugs in der extremen Strahlungsumgebung von Juno besteht jedoch eine gewisse Dringlichkeit darin, Juno in die wissenschaftliche Umlaufbahn zu bringen Jupiter. (meine Betonung)

Sind meine Annahmen über die Lage der am stärksten schädigenden Teile der Umlaufbahn falsch, und eine beträchtliche Menge an Strahlungsschäden passiert weit entfernt von Jupiter, und daher ist die akkumulierte Dosis in jeder 54-tägigen Umlaufbahn viel größer als in jedem 14-tägigen niedrigeren "Science „umkreisen?

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oben: „Capture Orbit Design – Bild: NASA/JPL/LASP“. Von Raumflug 101

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oben: Skizze einiger unterer 14-Tage-Bahnen von Juno und Illustration der stärksten Strahlungsbänder in der Nähe von Jupiter. Aus der Los Angeles Times

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oben: "Animation von Jupiters Synchrotronstrahlungstorus. Kredit: NASA/JPL - Caltech". Aus dem Blog der Vatikanischen Sternwarte

Das Design, auf 14-Tage-Umlaufbahnen herunterzufallen, hängt möglicherweise nicht mit Strahlenschäden zusammen, sondern um eine optimale Rundumabdeckung des Jupiters zu erreichen. Ein sorgfältiger Plan, der jetzt schon etwas aus dem Takt sein könnte,
@LocalFluff Ich habe ein Beispiel für einen Artikel gefunden, in dem diskutiert wird, warum die kürzere 14-tägige "Science" -Umlaufbahn notwendig war, um eine Anhäufung von Strahlenschäden oder etwas in diesem Sinne zu vermeiden.
Vielleicht, weil die nähere Umlaufbahn zu einer höheren Neigung präzedieren würde und die schlimmste Strahlung äquatorial und sogar in größeren Entfernungen signifikant ist?
@LocalFluff das ist ein wirklich interessanter Vorschlag. Das geplante Manöver scheint die Periapsis ungefähr gleich zu halten, ich werde versuchen zu überprüfen, was anders wäre. Die größten Präzessionseffekte wären jedoch nicht die Neigung, oder?
@LocalFluff Ich habe die ursprünglich geplante Umlaufbahn von Horizons gezeichnet . Es beginnt mit einer Neigung von fast 90 Grad und behält diese Neigung bei. Die Periapsis präzediert, aber ich weiß nicht, ob das einen großen Einfluss auf die Strahlung hat.
Die Strahlungsgürtel schaffen es nicht bis zu den Polen des Planeten, und die Synchrotronemission in Ihrer Animation ist eine Sichtlichtansicht, sodass es so aussieht, als würde sie dem Planeten näher kommen, als es die Strahlungsgürtel tatsächlich tun. Der Zweck besteht darin, die akkumulierte Strahlungsdosis zu reduzieren und die Mission zu verlängern, aber dennoch einzigartige Wissenschaft zu ermöglichen. Es gibt auch den Vorteil, die Nordlichtregionen (dh die Pole) zu betrachten, was zuvor bei Jupiter nicht der Fall war.
@honeste_vivere Ich verstehe nicht alles, was du sagst. Ich habe gefragt, warum die Änderung die Strahlendosis teilweise verringern würde , und Sie sagen , die kumulierte Strahlendosis reduzieren - sagt das nur genau dasselbe aus, oder erklären Sie etwas Neues und ich verfehle Ihren Punkt?
@uhoh - Ich habe versucht zu erklären, warum das Absenken der Periapsis die akkumulierte Strahlendosis für das Raumfahrzeug verringern würde, weshalb sie dies überhaupt tun wollten. Die untere Periapsis würde es dem Raumschiff ermöglichen, beim Einflug in die Hauptstrahlungsgürtel "hineinzuschlüpfen" und beim Ausflug wieder darunter zu schleichen. Wenn ich richtig verstehe, durchläuft das Raumschiff im gegenwärtigen Zustand mehr von dem Fleisch der Jupiter-Strahlungsgürtel.
OK, soweit ich das mit JPL Horizons beurteilen kann, hat sich die Periapsis zwischen den 53-Tage-Umlaufbahnen und den 14-Tage-Umlaufbahnen nicht geändert. Sie können meine Handlung in dieser Frage sehen . Ich habe die Daten mit 2-Stunden-Zeitschritten heruntergeladen, sodass die PeriJoves (Periapsen) zerlumpt aussehen, weil der Vorbeiflug sehr schnell ist und das nicht genug Samples sind, um eine glatte Umlaufbahn zu erhalten.
Die niedrigere Umlaufbahn hätte es ihnen möglicherweise ermöglicht, die Messungen schneller durchzuführen, da Juno mehr Zeit in Instrumentenreichweite von Jupiter verbringen würde. Die Strahlendosis würde also durch die Verkürzung der Missionszeit reduziert.
@Hobbes Es ist ein kleiner Effekt. Da beide elliptischen Umlaufbahnen eine relativ hohe Exzentrizität aufweisen, sind die Geschwindigkeiten am PeriJove ähnlich, wenn nur die ApoJove-Distanz geändert wird. Die Perijove-Geschwindigkeiten sind in den verschiedenen Orbitplänen im Horizons-Kernel-Archiv unterschiedlich (10-20%), aber diese sind auf Unterschiede im Perijove zurückzuführen, und diese Entfernung hat wahrscheinlich mehrere Einschränkungen hinsichtlich Instrumentierung, Schwenkgeschwindigkeit, Datenerfassungsrate und Strahlung. .. werde ich morgen genauer anschauen.
Lassen Sie es mich anders formulieren: In einer niedrigeren Umlaufbahn verbringt Juno weniger Zeit außerhalb der Instrumentenreichweite.
@Hobbes oic! Ich bin so auf die Vorbeiflugdaten bei etwa 4.000 km konzentriert, dass ich alle anderen Beobachtungen nicht berücksichtigt habe. Vielen Dank.

Antworten (1)

Ich werde die Antwort " War es nicht. " auf die Frage vorbringen:

Warum sollte die ursprünglich geplante Bahnabsenkung von Juno den Strahlungsschaden teilweise abmildern?

Laut dem jüngsten Artikel von Space Daily soll Juno in der aktuellen Umlaufbahn um Jupiter bleiben .

Die größere 53-Tage-Umlaufbahn von Juno ermöglicht „Bonuswissenschaft“, die nicht Teil des ursprünglichen Missionsdesigns war. Juno wird weiter die Weiten der Jupiter-Magnetosphäre erforschen – die Region des Weltraums, die von Jupiters Magnetfeld dominiert wird – einschließlich des fernen Magnetschweifs, der südlichen Magnetosphäre und der magnetosphärischen Grenzregion, die als Magnetopause bezeichnet wird. Das Verständnis der Magnetosphären und ihrer Wechselwirkung mit dem Sonnenwind sind wichtige wissenschaftliche Ziele der Heliophysics Science Division der NASA.

Der operative Absatz:

"Ein weiterer wichtiger Vorteil der längeren Umlaufbahn ist, dass Juno weniger Zeit in den starken Strahlungsgürteln auf jeder Umlaufbahn verbringen wird ", sagte Scott Bolton, Hauptforscher von Juno vom Southwest Research Institute in San Antonio. "Dies ist von Bedeutung, da Strahlung der lebensbegrenzende Faktor für Juno war."

Warum sollte die ursprünglich geplante Bahnabsenkung von Juno den Strahlungsschaden teilweise abmildern?
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