Wie ist diese komplizierte Handlung für die Kurskorrektur von Mariner 4 (zum Mars) zu verstehen?

Der 2015 DrewExMachina Blogbeitrag Mariner 4 to Mars hat eine interessant aussehende Handlung! Unten ist der zugehörige Text und die Bildunterschrift.

Aber ich verstehe immer noch nicht alle Linien und Beschriftungen in diesem Diagramm.

Frage: Ist es möglich, dies zu analysieren und alle hier gezeigten Informationen zu erklären und möglicherweise das ursprüngliche Quelldokument zum weiteren Lesen zu identifizieren?

Die erste Verfolgung von Mariner 4 zeigte, dass sie den Mars um 246.378 Kilometer verfehlen würde. Das Raumschiff war absichtlich vom Mars weggerichtet worden, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass seine nicht sterilisierte Oberstufe Agena D auf den Mars aufprallt und ihn kontaminiert. Am 5. Dezember um 16:09 GMT zündete Mariner 4 seinen Kurskorrekturmotor für 20 Sekunden in einer Entfernung von 2,034 Millionen Kilometern von der Erde, um seine Geschwindigkeit um 17,3 Meter pro Sekunde zu ändern. Diese einzige Zündung reichte aus, um Mariner 4 auf Kurs für einen Vorbeiflug 9.600 Kilometer über der Marsoberfläche zu bringen. Der Zielpunkt wurde sorgfältig ausgewählt, um zu vermeiden, dass er in den Schatten des Mars gelangt oder Mariners Sicht auf Canopus blockiert, während er gleichzeitig von der Erde aus gesehen hinter dem Mars vorbeifährt und während der Fotosession die Monde Phobos oder Deimos vermeidet.


unten: "Diagramm, das den Zielpunkt von Mariner 4 am Mars vorbei nach seinem Mittelkursmanöver am 5. Dezember 1964 darstellt." Kredit: NASA/JPL Klicken Sie für volle Größe

Zielpunkt von Mariner 4 am 5. Dezember 1964 am Mars vorbei

Eine schnelle Suche zeigt, dass das Diagramm von "Guidance and Control of the Mariner Planetary Spacecraft" (Scull) Seite 106 stammt
@MatthewR. Super! Das wird sicher hilfreich sein.
Ich würde sagen, die meisten Linien sind die Grenzen von Bereichen, in die Sie nicht gehen möchten: Marsoberfläche [wir wollen nicht abstürzen] Aufprallkreis [Marsatmosphäre ziehen? Trotzdem wollen wir nicht abstürzen], Canopis-Okkultationskontur [wir müssen Canopis sehen], Sun-Okkultationskontur [wir brauchen Sonne zum Fotografieren]. Die Erdbedeckungskontur ist wahrscheinlich ein Ort, an den Sie gehen möchten [wie oben "von der Erde aus gesehen hinter dem Mars vorbeigehen"]. Ihr wollt also in der Erdbedeckung sein, aber nicht in den anderen Bereichen. Innerhalb dieser Anforderung wird ein Zielbereich ausgewählt und ein Zielpunkt ausgewählt.
Basierend auf dem Zielpunkt wird eine A-priori-Dispersionsellipse gezeichnet (wo wir nach unserem Midcourse Burn landen könnten, der auf diesen Punkt zielt). Dann werden nach der Midcourse-Korrektur ein paar weitere Punkte gezeichnet, die bestätigen, dass wir beim Burn erfolgreich waren (wir sind nahe am Zielpunkt und tatsächlich innerhalb der erwarteten Streuung.) Das ist meine Interpretation, ich habe den Artikel nicht gelesen :)
@BlueCoder Danke, aber ich verstehe nicht einmal die Projektion dieser Handlung. Sie haben bereits ca. 160 Wörter geschrieben. Erwägen Sie, in eine Antwort umzuwandeln?
@uhoh Stimmt! Wir kennen (vielleicht) die Linien, aber wir wissen nicht, was die beiden Achsen bedeuten :) Ich denke, es ist in "Polarkoordinaten", die Entfernung vom Zentrum ist die Entfernung vom Marszentrum, während der Winkel vielleicht so etwas ist wie wenn Sie sind über den Pol des Mars gehen oder etwas anderes. BEARBEITEN: Ein erster Überblick über den Artikel legt nahe, dass T ("Winkelkoordinate") für Terminator steht, siehe Abbildung 3 über Mariner II und Venus. Es könnte also Abstand und Winkel sein, wenn Sie durch eine Terminatorebene gehen (immer noch nicht sicher, was "oben" / 270 Grad wäre, dh wie man es liest).
Dieser andere Artikel liefert wieder die gleiche Abbildung (ohne weitere Hinweise), aber auch eine zusätzliche Abbildung 8 mit der Flugbahn relativ zum Mars, seinen Satelliten und der Erde. Vielleicht sind dort einige Hinweise versteckt. jstor.org/stable/pdf/…
Noch ein weiterer Artikel mit der gleichen Abbildung: scribd.com/document/47154919/A-Review-of-the-Mariner-IV-Results Auch hier keine formelle Beschreibung der Handlung, aber sie beschreibt sie ein wenig. Ja, vielleicht sollte ich eine Antwort schreiben, obwohl was die T-Achse bedeutet, noch ein offener Fall ist :)

Antworten (1)

Ich habe keine definitive Antwort, aber hier ist, was ich bisher gesammelt habe.

Ich würde sagen, die meisten Linien sind die Grenzen von Bereichen, in die Sie nicht gehen möchten:

  • Marsoberfläche [wir wollen nicht abstürzen]
  • Einschlagskreis [Marsatmosphäre ziehen? trotzdem wollen wir nicht abstürzen]
  • Canopis-Okkultationskontur [wir müssen Canopis sehen]
  • Sonnenbedeckungskontur [wir brauchen Sonne zum Fotografieren]

Die Erdbedeckungskontur ist wahrscheinlich ein Ort, an den Sie gehen möchten [wie in der Frage angegeben, möchten wir "von der Erde aus gesehen hinter dem Mars vorbeigehen"].

Ihr wollt also in der Erdbedeckung sein, aber nicht in den anderen Bereichen. Innerhalb dieser Anforderung wird ein Zielbereich ausgewählt und ein Zielpunkt ausgewählt.

Basierend auf dem Zielpunkt wird eine A-priori-Dispersionsellipse gezeichnet (wo wir nach unserem Midcourse Burn landen könnten, der auf diesen Punkt zielt). Dann werden nach der Midcourse-Korrektur ein paar weitere Punkte gezeichnet, die bestätigen, dass wir beim Burn erfolgreich waren (wir sind nahe am Zielpunkt und tatsächlich innerhalb der erwarteten Streuung).

Alles Vorhergehende entspricht der Beschreibung des Bildes in den folgenden Artikeln:

Führung und Kontrolle des Mariner Planetary Spacecraft

Navigieren des Mariner-Raumschiffs zum Mars

Ein Rückblick auf die Mariner IV-Ergebnisse

Als Beispiel sagt der letzte:

Fig. 4 zeigt auch die Art der Zielbeschränkungen. In der Zone über dem Mars wäre die Sicht auf den Canopus-Sensor blockiert worden, wodurch der Sensor seine Referenz auf Canopus verloren hätte. Die Zone auf der linken Seite ist die Region, in der das Raumschiff die Sonne aus den Augen verloren hätte und infolgedessen Energie und eine Lagekontrollreferenz verloren hätte. Die kleine rechteckige Zone unter dem Planeten ist das Gebiet, in dem alle Experimente zufriedenstellend durchgeführt werden sollten, und daher das gewünschte Zielgebiet. Sie erstreckte sich von etwa 1600 Kilometern (1000 Meilen) bis etwa 16000 Kilometern (10000 Meilen) von der Oberfläche des Planeten nach außen und war innerhalb der Zone begrenzt, die es dem Raumschiff erlaubte, aus der Sicht der Erde hinter dem Planeten zu verschwinden, d okkult sein.

Dies sagt uns jedoch nicht, was die Achse der Handlung bedeutet.

Meine Vermutung ist, dass es sich um "Polarkoordinaten" handelt, die Entfernung vom Zentrum ist die Entfernung vom Marszentrum, während der Winkel vielleicht so etwas ist, als ob Sie über den Pol des Mars oder etwas anderes gehen.

Tatsächlich heißt es im ersten Artikel :

Der zweite Versuch des Mid-Course-Manövers [...] war vollständig erfolgreich [..] verringerte die Fehldistanz von 158.679 auf 5.729 Meilen von der Oberfläche.

Die Entfernung von der Mitte des Diagramms ist mit der Zahl von 5.729 Meilen kompatibel, wenn wir uns die Skala auf der T-Achse ansehen.

Eine erste Lektüre des ersten Artikels deutet auch darauf hin, dass die Winkelkoordinate mit dem Terminator zusammenhängen könnte, siehe Abbildung 3 über Mariner II und Venus.

Daher schlage ich vor, dass das Diagramm insgesamt Entfernung und Winkel sein könnte, wenn es durch eine Terminatorebene geht (immer noch nicht sicher, was die Null oder das "oben" / 270 Grad sein würde - dh ich bin mir nicht sicher, wie ich es lesen soll).

Danke, dass du hier reingegraben hast! Ich werde mir das morgen früh gründlich durchlesen.
Ich glaube, die äußere Achse ist eine Umlaufbahnneigung, obwohl sie von der Konvention, an die ich gewöhnt bin, vertikal umgekehrt ist - Winkel 0 ist eine östliche äquatoriale / prograde Umlaufbahn, 90/270 ist eine polare Umlaufbahn, 180 ist eine westliche äquatoriale / rückläufige Umlaufbahn. Der Radius ist nur die engste Annäherung, gemessen vom Marszentrum, wobei der Radius des Mars etwa 2000 Meilen beträgt. "Einschlagskreis" ist wahrscheinlich die Marsoberfläche + ein Sicherheitsspielraum für die Unsicherheit bei der Flugbahnmessung - die wahrnehmbare Atmosphäre wäre dünner als die Linienstärke im Diagramm!
@RussellBorogove ja das macht Sinn. Es ist eine mathematische Ebene, in der jeder Punkt in der Ebene der projizierte Punkt der nächsten Annäherung ist, wenn der Mars nicht da wäre oder wenn seine Schwerkraft ausgeschaltet wäre. Aus diesem Grund ist die Aufprallfläche größer als die geometrische Größe des Planeten. Wenn die Schwerkraft eingeschaltet wäre, würde sie nach innen abgelenkt. Mir ist aufgefallen, dass die vertikale Achse unten einen Pfeil mit der Bezeichnung "R" und die horizontale rechts mit "" T". Eine Bedeckungszone bedeutet, wenn er in einer am Mars vorbeigeht, wird es irgendwann danach eine Bedeckung geben, aber das kann ich mir in 3D noch nicht vorstellen.
Hm, bist du sicher? Ich würde es seltsam finden, dass eine Flugbahn projiziert würde, ohne dass die Schwerkraft des Mars im Voraus berücksichtigt wurde.
@RussellBorogove Ich gehe davon aus, dass Sie ernsthaft fragen und nicht an meinem Bein ziehen ;-) Was ist das planetarische Erkundungswort für "Aufprallparameter" (Entfernung der engsten Annäherung, wenn die Schwerkraft "ausgeschaltet" wäre)?