Hat jemand solide Informationen über die geplante/erwartete Station, die Verbrennungen für JWST bei L2 hält? In einem Online-Video habe ich die Erwähnung von „alle 21 Tage“ gehört, was auf den ersten Blick übertrieben erscheint, aber auf den zweiten Blick vielleicht nicht verrückt ist, wenn es sehr kurz ist.
Ich würde denken, dass Stationsverbrennungen nach Bedarf erfolgen würden. Vielleicht basierte die ursprünglich berechnete Nutzungsdauer von 10 Jahren auf häufigen Verbrennungen.
Wie häufig halten (oder werden) JWST-Stationen Verbrennungen auf L2?
Ich habe die Erwähnung von „alle 21 Tage“ gehört, was auf den ersten Blick übertrieben erscheint, aber auf den zweiten Blick vielleicht nicht verrückt ist, wenn es sehr kurz ist.
"Wie kurz?" wäre eine ausgezeichnete Folgefrage!
Genau diese hohe Kadenz trägt dazu bei, das stationserhaltende Delta-V-Budget so gering zu halten.
Halo-Umlaufbahnen sind exponentiell instabil , sodass eine wesentlich längere Kadenz das Budget dramatisch erhöhen würde.
Auch bei all den Schwankungen des Drehmoments aufgrund des Sonnenphotonendrucks auf die riesige reflektierende Sonnenblende umfassen diese geplanten Antriebsmanöver das Entladen des Impulses sowie das Halten der Flugbahnstation.
Von dieser Antwort auf Was passiert mit JWST, wenn das Treibmittel aufgebraucht ist? :
Dieses Video von Northrop Grumman (beginnend bei
09:31) veranschaulicht die Umlaufbahn von JWST in einem nicht rotierenden (normalen) Einzelbild. Es befindet sich in einer Umlaufbahn um die Sonne, die ungefähr 1 % weiter entfernt ist als die der Erde, aber das schwache Ziehen der Erde zieht es etwas schneller mit sich, sodass es in 1:1-Resonanz mit der Erde bleibt. Die Umlaufbahn wird als "Halo-Umlaufbahn" bezeichnet, weil sie in einem rotierenden Rahmen wie ein Ring um den L2-Punkt aussieht.https://youtu.be/v6ihVeEoUdo?t=571
Regelmäßige, aber sehr kleine stationäre Vortriebsmanöver halten es in diesen ansonsten instabilen Konfigurationen. Je häufiger die Anpassungen durchgeführt werden, desto geringer ist der Gesamtkraftstoffverbrauch pro Jahr. Gemäß dieser und der anfänglichen Monte-Carlo-Implementierung der James-Webb-Weltraumteleskop-Mittelkurskorrektur unter Verwendung von Task-Parallelität und stationärer Monte-Carlo-Simulation für das James-Webb-Weltraumteleskop wird es alle 21 Tage ein kleines treibendes Stationserhaltungsereignis geben.
Aus der Zeitung "Monte Carlo":
JWST wird in einem Libration Point Orbit (LPO) um den Punkt Sonne-Erde/Mond (SEM) L2 fliegen, mit einer geplanten Missionslebensdauer von 10,5 Jahren nach einem sechsmonatigen Transfer in die Missionsbahn. Stationkeeping-Manöver (SK) werden alle 21 Tage durchgeführt, um JWST in einem LPO um den instabilen SEM-L2-Punkt herum zu halten. Die LPO-Umlaufzeit beträgt etwa sechs Monate. SK-Manöver werden benötigt, um Umlaufbahnbestimmungsfehler, Manöverausführungsfehler, Unsicherheiten beim Sonnenstrahlungsdruck und andere Kraftmodellierungsfehler sowie Impulsentladungen (MUs) zu korrigieren.
Und
Als zusätzliche Herausforderung wird der JWST-Beobachtungszeitplan in den nächsten 21 Tagen zum Zeitpunkt der SK-Manöverplanung nicht bekannt sein. Ein geplanter Beobachtungszeitplan eine Woche im Voraus wird verfügbar sein, aber der tatsächliche Beobachtungszeitplan wird ereignisgesteuert sein. Wenn sich ein „Gelegenheitsziel“ ergibt, kann der Plan innerhalb von 48 Stunden geändert werden, um auf das neue Ziel hinzuweisen. Auch wenn der Fine Guidance Sensor (FGS) von JWST für eine geplante Beobachtung keinen Leitstern erfassen kann, wird die Beobachtung übersprungen [2]. Daher kann es zwischen SK-Manövern eine signifikante Schwankung des SRP geben, und die zukünftige Schwankung des SRP ist unbekannt.
Grundsätzlich ist geplant, dass die 21-Tage-Kadenz feststeht und der Beobachtungsplan dynamisch ist und sich daran anpasst.
Jedoch:
In unsere Simulation haben wir die am Ende von Abschnitt 3 erwähnte Bedingung aufgenommen, dass ein geplantes Manöver, das kleiner als 12 cm/s wäre, aus Effizienzgründen übersprungen würde. Wir haben festgestellt, dass wir die Mission erfolgreich fliegen können, ohne Auswirkungen auf das SK-Budget. Tatsächlich zeigen die Simulationsergebnisse, dass wir 48 % des geplanten SK-Manövers überspringen könnten, sodass in den meisten Fällen alle 42 Tage ein SK-Manöver durchgeführt würde, nicht alle 21 Tage. Wir haben höchstens ein Manöver übersprungen, auch wenn das nächste SK-Manöver auch kleiner als 12 cm/sec wäre. Wir haben diese Wahl für die Missionssicherheit getroffen. Wenn wir ein Manöver überspringen und dann aus irgendeinem Grund das nächste Manöver 21 Tage später nicht durchführen könnten, könnten wir am Ende 63 Tage zwischen den SK-Manövern warten, was ein potenzielles Risiko für eine LPO-Mission darstellen würde.
Sie werden so häufig wie nötig sein.
Die ursprüngliche Lebensdauer von 10 Jahren basierte auf Treibstoff, der für die Orbitalkorrektur reserviert war, die für diesen Schub nach der Rakete nicht benötigt wurde. Normalerweise haben sie eine Chance von 95 %, die für eine 10-Jahres-Mission erforderlich ist, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass für eine solche Mission Spielraum vorhanden ist.
David Hammen