Wie funktionierte der automatische Sextant der MIT-Marssonde Ende der 1950er Jahre?

Das Navigationsmuseum des Instituts für Navigation zeigt einen Apollo-Sextanten :

(Apollo Sextant ( Quelle ))

Die Artikelbeschreibung erwähnt, dass es 1960 hergestellt wurde, kurz nach der Mars-Studie. Tatsächlich wird auf die Studie verwiesen:

1957 unterbreitete The Lab der US Air Force einen Vorschlag für eine 150 kg schwere, unbemannte Sonde, die am Mars vorbeifliegen und aus nächster Nähe hochauflösende Fotos machen sollte. Das System war in erster Linie träge, aber um die Drift zu korrigieren, würde es "... einen Weltraumsextanten tragen, um periodische Navigationswinkelmessungen zwischen Paaren von Himmelsobjekten durchzuführen: der Sonne, den nahen Planeten und ausgewählten Sternen."

Daher kann ich davon ausgehen, dass die in diesem Dokument beschriebenen Instrumente und Prozesse sehr stark, wenn nicht sogar gleich, wie in der Mars-Sonden-Studie beeinflusst sind.

Obwohl ich keinen relevanten Bericht über Navigation für die Marssondenstudie gefunden habe, fand ich den Bericht R-500 „ SPACE NAVIGATION GUIDANCE AND CONTROL “, veröffentlicht 1965, von Dr. CS Draper und unter anderem Dr. RH Battin, der auch an der Mars-Sonden-Studie beteiligt war.

Der Sextant ist im Abschnitt 11-3 „FÜHRUNGS-, NAVIGATIONS- UND KONTROLLINSTRUMENTE IN APOLLO“ beschrieben, insbesondere auf Seite 11-53 und weiter. Es wird von folgendem Schema begleitet:

(Schematische Darstellung des Sextanten im Apollo Block I ( Quelle ))

In Abschnitt 11-4 "BETRIEBSMODI DER FÜHRUNG, NAVIGATION UND STEUERUNG DES APOLLO-BEFEHLSMODULBLOCKS I" wird die automatische Sternverfolgung auf Seite 11-76 und weiter beschrieben. Insbesondere:

Der automatische Sterntracker am Sextanten bietet die Möglichkeit der automatischen IMU-Ausrichtung, wie in zwei Schritten in den Abbildungen auf der gegenüberliegenden Seite dargestellt. Ohne die Hilfe des Astronauten kann der Sterntracker jedoch keinen bekannten Ausrichtungsstern erfassen, es sei denn, die IMU ist bereits grob ausgerichtet, um eine grobe Richtungsreferenz bereitzustellen. Die hier beschriebene automatische IMU-Ausrichtungsfunktion ist daher am nützlichsten, um die IMU-Drift nach einer langen IMU-Betriebsdauer erneut zu korrigieren.

Solange er also eine ungefähr bekannte Ausrichtung hatte, konnte der Bordcomputer die Ausrichtung unter Verwendung des automatischen Sextanten durch Regelung des Fehlersignals (Differenz zwischen erwarteter Sternposition und beobachteter Sternposition) unter Verwendung eines Rechts feinabstimmen Einfacher photometrischer Sensor. Vermutlich könnte die anfängliche Sperre mit einem ausreichend genauen Start erreicht werden.

Band 2 des Berichts enthält eine Menge Details zu den tatsächlichen Verfahren, Berechnungen und Details zu den Sensoren.