Wie genau hat Cassini eine felsenfeste Lagekontrolle bereitgestellt, um eine hochauflösende Bildgebung bei schwachem Licht zu ermöglichen? (1,2 Bogensekunden/Pixel für Engwinkelkamera)

Das extrem coole NASA JPL Video Triumph at Saturn (Teil I) ist wirklich sehens- und/oder hörenswert.

Bei ungefähr 45:45wird der Zeitraum nach SOI (Saturn Orbit Insertion, 1. Juli 2004, 02:48 UTC) diskutiert, als die ersten Bilder von Saturns Ringen eintrafen. In einer JPL-Pressekonferenz später am selben Tag sagt Carolyn Porco, Teamleiterin von Cassini Imaging:

Ich glaube, man muss kein Ringwissenschaftler sein, um sich vorzustellen, was die letzte Nacht für uns war. Es war wirklich unbeschreiblich. Es war überwältigend, es war jedes Adjektiv, das man sich vorstellen konnte.

Ich bin überrascht, wie überrascht ich von der Schönheit und Klarheit dieser Bilder bin. Sie sind für mich schockierend.

Dieses Raumschiff ermöglicht uns eine sehr stabile Plattform. Diese Maschine, Sie drehen sie, Sie richten sie aus, und sie bleibt dort. Es ist wie ein Stativ im Weltraum.

Bei 9 bis 10 AE erhält Saturn etwa 1% des Sonnenlichts, das der cis-Mondraum erhält, so dass bei ansonsten gleichen fotografischen Belichtungen 100-mal länger sein muss.

Die Schmalwinkelkamera von Cassini hat 12-Mikron-Pixel hinter einem f/10,5-Reflektor mit einer Brennweite von 2 Metern, sodass jedes Pixel nur 1,2 Bogensekunden groß ist, und für ausgedehnte Objekte in schwachem Sonnenlicht ist f/10 kein schnelles System.

Ich würde also vermuten, dass die Belichtungszeiten eher Sekunden als Millisekunden lang waren.

Cassini-Huygens von Wikipedia sagt:

Kleinere Monopropellant-Raketen sorgten für die Lagekontrolle.

und stellt fest, dass das Raumschiff die folgenden Akronyme unterstützt:

  • AACS: Attitude and Articulation Control Subsystem
  • AFC: AACS-Flugcomputer
  • ARWM: Articulated Reaction Wheel Mechanism

Und obwohl ich ein starker Befürworter der gelenkigen Permanentmagnet-Lagesteuerung und Impulsentladung in LEO für CubeSats bin , habe ich noch nie von gelenkigen Reaktionsrädern in Weltraum-Raumfahrzeugen gehört. Aber da ich chronisch uninformiert bin, kann das meine Schuld sein.

Frage: Wie genau hat Cassini eine felsenfeste Lagekontrolle bereitgestellt, um eine hochauflösende Bildgebung bei schwachem Licht zu ermöglichen? (1,2 Bogensekunden/Pixel für Engwinkelkamera)

Ich frage mich auch, ob Cassini jemals töten musste; langsam in eine bestimmte Richtung drehen, um ein Bild eines Mondes während eines nahen Vorbeiflugs unscharf zu machen.


Screenshot aus dem extrem coolen NASA JPL-Video "Triumph at Saturn (Part I)"

Screenshot aus dem extrem coolen NASA JPL-Video "Triumph at Saturn (Part I)"

Ich denke, Sie möchten dies lesen: trs.jpl.nasa.gov/handle/2014/11604
@asdfex Ich sehe dort nichts wirklich Hilfreiches. Es ist nur ein Überblick über den Feedback-Algorithmus, der als Vortrag für andere Autoren von Feedback-Algorithmen präsentiert wird und daher über meinem Kopf liegt. Ich sehe nichts Offensichtliches an einem "artikulierten Reaktionsradmechanismus", ich frage mich, ob Cassini tatsächlich einen hatte? Hoffentlich wird es auch ein weiteres Dokument über das physische System geben. Aber danke!
Es hatte „vier Reaktionsradbaugruppen (RWA, drei Haupt- und ein Ersatz-RWA, montiert auf einer gelenkigen Plattform)“, die auch im Bild auf der ersten Seite gezeigt werden, mit einem besseren Bild hier: trs.jpl.nasa.gov/ bitstream/Handle/2014/46224/…
@asdfex heiliges Müsli, das ist ein erstaunliches Papier über ein wirklich erstaunliches System! Tatsächlich waren die Reaktionsräder gelenkig, aber das wurde möglicherweise nur verwendet, wenn die "vier Z-gerichteten Triebwerke (ausgeführt) kleine ∆V brennen" und nicht während der Bildgebung, aber ich muss das Ganze zuerst lesen.

Antworten (1)

Cassini war das erste Raumschiff, das einen halbkugelförmigen Resonatorkreisel (HRG) von Litton verwendete. Die ultimative Referenz für die Lage des Raumfahrzeugs war die Stellar Reference Unit, die die meiste Zeit für Kontrollzwecke verwendet werden konnte, aber die HRG war für Manöver und für die präzise Stabilisierung der Höhenkontrolle während der Datenerfassung unerlässlich. Leider habe ich nicht die genauen Details, aber siehe den ersten Hinweis für die Verwendung des HGR auf Cassini und den zweiten für einen allgemeinen Hinweis auf den HGR

https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/2803/1/Hemispherical-Resonator-Gyro-an-IRU-for-Cassini/10.1117/12.253429.short?SSO=1

https://en.wikipedia.org/wiki/Hemispherical_resonator_gyroscope

Ich habe nur den Anfang dieses Artikels von David Rozelle gelesen Vom Weinglas zu den Planeten, aber es ist so faszinierend: von einer zufälligen Entdeckung im Jahr 1890, jetzt eine demonstrierte "12-Millionen-Kreisel-Betriebsstunden im Weltraum mit 100% Erfolg". Sehr empfehlenswert für alle, die sich für Cassini-Huygens interessieren.
@NgPh dito; Ich habe deinen Link zitiert.