Jetzt, da das Gaia-Weltraumteleskop auf dem Weg zum Lagrange-Punkt Sonne-Erde L2 (SEL2) ist, beginne ich, mich über die Stabilität von Gaias Orbit dort zu wundern. Das Planck-Teleskop ist bereits da, ebenso wie die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) und andere Sonden, und von Wikipedia habe ich erfahren, dass:
In der Praxis ist jede Umlaufbahn um die Lagrange-Punkte L1, L2 oder L3 dynamisch instabil, was bedeutet, dass kleine Abweichungen vom Gleichgewicht mit der Zeit exponentiell zunehmen.
Gaia hat eine Art Orbitalmanöversystem (um einen Space-Shuttle-Begriff auszuleihen) und etwas Treibmittel an Bord, ebenso Planck, aber ich frage mich, wie deterministisch diese Umlaufbahnen sind und ob sowohl Planck als auch Gaia automatische Korrekturen und Kollisionserkennung in ihren Flugcomputern haben ; L2 ist „nur“ 1,5 Millionen km (oder etwa 5 Lichtsekunden) entfernt, also ist sicherlich noch Zeit für eine manuelle Korrektur.
Kennt jemand eine Quelle, aus der hervorgeht, wie unterschiedlich die Bahnen von Gaia und Planck sind, ob es Schnittpunkte zwischen ihren Bahnebenen gibt oder sogar, wie wahrscheinlich die Notwendigkeit einer ungeplanten Bahnkorrektur ist? Ich kenne Lissajou-Formen aus dem Mathematikunterricht und weiß, wie sehr die projizierte Spur je nach Genauigkeit der in Berechnungen verwendeten Datentypen (zB Float vs. Double) abweichen kann. Wie geht die ESA/NASA damit um, jetzt wo SEL2 so aussieht, als würde es ein überfüllter Ort werden?
Gaias ursprünglicher Wissenschafts- und Technologiebericht (siehe Seite 221, siehe auch die Zusammenfassung ) enthält eine Analyse der Lissajous-Umlaufbahn. Soweit ich weiß, wird Gaia in eine Lissajous-Umlaufbahn mit kleiner Amplitude gebracht, was ihr einen Umlaufradius von km entfernt von km entlang der Sonne-Erde-Achse.
Zusätzlich zu der Tatsache, dass diese Umlaufbahn intrinsisch instabil ist, verursacht ein variabler Strahlungsdruck von der Sonne eine stochastische Destabilisierung der Umlaufbahn. Die Vorhersage ist, dass einmal im Orbit, eine kleine Geschwindigkeitskorrektur von m/s wird etwa einmal im Monat benötigt, um die Umlaufbahn aufrechtzuerhalten.
Aus einer Zusammenfassung über Plancks Umlaufbahn scheint dies auch für Planck zu gelten.
Dass der SEL2-Punkt „überfüllt“ ist, scheint mir kein so großes Problem zu sein. Sobald die Satelliten ausgeschaltet sind (sowohl Planck als auch Herschel sind nicht mehr aktiv), wird ihre Umlaufbahn schnell destabilisiert und sie effektiv aus der Region entfernen. Aber was noch wichtiger ist, der Umlaufradius ist vergleichbar mit der Entfernung zum Mond, das ist wirklich eine ungeheuer große Menge an Raum. Da diese Satelliten nur wenige Meter groß sind, ist die Wahrscheinlichkeit einer Kollision wahrscheinlich vernachlässigbar.
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