Wie nahe war Philae, der Geschwindigkeit beim ersten Aufprall zu entkommen?

Die ESA gibt an, dass der erste Abprall zwei Stunden dauerte und eine Höhe von 1 km erreichte. Können wir anhand der extrem schwachen Oberflächengravitation und der geringen Fluchtgeschwindigkeit des Körpers (< 1 m/s) und anderer öffentlich verfügbarer Informationen über die Masseneigenschaften des Kometen und den Ort des Landeplatzes abschätzen, wie nahe der Lander daran war, in den Weltraum abzudriften? ?

Auf diese Frage benötigen Sie zunächst eine Antwort.
Außerdem war es nach dem, was auf der Konferenz um 20:00 Uhr gesagt wurde, nicht so sehr ein Aufprall ... Philae landete und verankerte die Bohrer korrekt, aber die Harpunen feuerten nicht. Als es anfing, sein Schwungrad herunterzudrehen, wurde der gesamte Lander von seinen Verankerungen gerissen und in die entgegengesetzte Richtung geschleudert. Wenn es nur ein Aufprall war, wussten wir, dass er mit 1 m/s landen würde, und befolgten das Verfahren genau, sodass der Rückprall sehr unwahrscheinlich mehr als 1 m/s betragen würde. Aber in dieser Situation ist die Geschwindigkeit des "schwungradgetriebenen Starts" unbestimmt.
@SF. Interessant. Es sollte möglich sein, aus der Zeit in der Luft eine Vorstellung von der "Start" -Geschwindigkeit zu bekommen, aber das nichtsphärische Gravitationsfeld ist eine Komplikation.
@pericynthion: Wenn wir den neuen Landeplatz und die Zeit, um ihn zu erreichen, kennen, würden wir eine ziemlich gute Schätzung (die horizontale Komponente der Geschwindigkeit) erhalten, wenn die Entfernung in einem einzigen Sprung erreicht würde. Aber es war zwei, also ist das Beste, was wir bekommen, die Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen den beiden.
Der zweite Sprung war viel kürzer, wahrscheinlich vernachlässigbar.
@JerardPuckett Würden wir nicht technisch gesehen nur Beschleunigungsmesserdaten von seiner Telemetrie während der Landung benötigen? Das heißt, ich würde denken, dass die Beantwortung dieser Frage einfacher und möglicherweise präziser wäre, als sich auf ein Massenkonzentrationsmodell des Kometen mit begrenzter Präzision zu verlassen und nicht genau zu wissen, wo diese Abpraller passiert sind.
@TildalWave, wenn es mit einem Beschleunigungsmesser ausgestattet wäre, der im Bereich von 1E-6 m / s ^ 2 messen kann. Weißt du, ob das der Fall ist?
@pericynthion Nein, sorry, das war nur eine Idee. Ich habe ein paar (oder zählt ein 3D-Beschleunigungsmesser als einer?) auf meinem Smartphone, und obwohl ich nicht für ihre Genauigkeit bürgen kann, zeigt er mir im Kalibrierungsmodus 10 Dezimalstellen an. Mir ist klar, dass Philae in seinem Design ziemlich alt ist, aber ich habe ehrlich gesagt keine Ahnung, was damals in dieser Abteilung verfügbar war. ;)
Es ist hier nicht apropos, aber FYI MEMS-Beschleunigungsmesser wie der in Ihrem Telefon sind normalerweise gut bis etwa 0,1 m / s ^ 2
Beschleunigungsmesser, die neben einer anständigen Genauigkeit alles andere als Beschleunigung messen, erfordern eine sehr hohe Abtastrate oder ein sehr "glattes" Objektverhalten - kein Wackeln / Zittern / Schütteln / Vibrationen. Sonst gehen die großräumigen Daten (Bewegungsgeschwindigkeit) komplett im Rauschen (Vibrationen) unter. Ich fürchte, im Falle eines schwungradunterstützten Starts war dies nicht der Fall.
Solange sich Rosetta in der Umlaufbahn um den Kometen befindet, lautet die Antwort „ungefähr so ​​nah wie Rosetta“. Siehe meine Antwort unten.

Antworten (3)

Wir können zumindest eine sehr grobe Annäherung auf der Rückseite des Umschlags vornehmen. Angenommen, 67P ist eine Kugel mit einem Radius von 1,7 km und einer Masse von 1x10 13 kg; Wolfram Alpha sagt, dass die Oberflächengravitation ~2,3x10 -4 m/s 2 und die Fluchtgeschwindigkeit = 0,886 m/s beträgt. Die Schwerkraft 1 km darüber (an der Periapsis) wäre 9x10 -5 m/s 2 .

Ich bin zu faul, um eine ballistische Flugbahn durch diesen Gravitationsgradienten zu berechnen, also nehmen wir einfach den Durchschnitt, 1,6 x 10 -4 m/s 2 . Wenn der erste Aufprall eine 2-Stunden-Parabel ist, dann ist die Periapsis bei 1 Stunde (3600 s), die vertikale Geschwindigkeit ist 0, und durch v = v0 + at war die Anfangsgeschwindigkeit daher 0,576 m/s; Periapsis funktioniert auch mit dieser durchschnittlichen Beschleunigung ziemlich nahe an 1 km, das scheint also vernünftig zu sein.

Das Ausführen der gleichen Gleichungen nur für den kleinen Kometenlappen führt zu ähnlichen Ergebnissen; die geringere Masse wird durch die geringere Starthöhe etwas aufgehoben.

Das war also ein ziemlich knapper Anruf - Philae ist möglicherweise mit etwa 2/3 der Fluchtgeschwindigkeit gestartet!

Es war nie knapp. Rosetta hatte keine Fluchtgeschwindigkeit, als sie Philae auswarf. Solange also Philae in die rückläufige Richtung ausgeworfen würde, hätte Philae auch keine Fluchtgeschwindigkeit. Nach dem Abprall hätte Philae aufgrund der Dämpfung des Fahrwerks noch weniger Energie und wäre daher noch weiter von einer Flucht entfernt als vor dem Abprall.

Die Dynamik ist nicht unbedingt so einfach angesichts des Trennungsimpulses (wissen wir, was es als Vektorgröße war?) Und der scheinbaren Reaktionskraft aus dem Spindown des Schwungrads.
Sie sind so einfach. Solange der Trennungsimpuls klein war – was er gewesen sein muss, seit Rosetta immer noch gefangen ist –, dann spielt nichts anderes eine Rolle. Das einzige andere, was mir einfällt, das Philae zur Flucht veranlassen könnte, wäre ein Einschlag eines Geysirs.
Was ist mit dem Schwungrad?
Das Schwungrad ist an Bord von Philae – wie verändert das die Energie von Philae relativ zum Kometen?

Der neue Bericht besagt, dass sich Philae mit 38 cm/s bewegte.

Unter Verwendung von Russells Zahl von 0,886 m/s als Fluchtgeschwindigkeit haben wir 43 % der Fluchtgeschwindigkeit.

So oder so, viel zu nah für Komfort!
Wie nahe war Philae, der Geschwindigkeit beim ersten Aufprall zu entkommen?
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