Das Objekt 2014 MU69 ist viel kleiner und dunkler als Pluto. Selbst wenn sich New Horizons nähert, wird es für seinen gekühlten CCD-Langstrecken-Imager LORRI mit 8,2-Zoll-Blende viel schwieriger sein, ihn zu fixieren, bis er ganz nahe ist.
New Horizons machte seine erste Sichtung von Pluto neun Jahre bevor es Pluto erreichte. MU69 wird etwa 100.000-mal dunkler sein, was bedeutet, dass seine erste Sichtung ungefähr neun Tage dauert , bevor er dort ankommt (tatsächlich könnte es ein paar Monate dauern, siehe hier ). Somit kann jede Navigation, die das Abbildungssystem des Raumfahrzeugs verwendet, ein enges Zeitfenster haben, um nützlich zu sein. Aus diesem Grund halte ich diese Frage für besonders interessant: Gibt es einen Plan, die Bilddaten des Raumfahrzeugs in irgendeiner Weise zu verwenden, um den Vorbeiflug zu steuern, oder wird dies nur mit der Astrometrie von MU69 aus der Nachbarschaft der Erde und der Radarreichweite / -rate von New Horizons erfolgen? plus Daten von seiner letzten bekannten Adresse, Pluto/Charon?
Plutos Umlaufbahn wird seit fast einem Jahrhundert überwacht, während die von 2014 MU69 nur etwa drei Jahre lang überwacht wird, obwohl mit drei Jahren beugungsbegrenzter Präzisionsastrommetrie von Hubble viel erreicht werden kann.
Aber von Flecken auf einem Bild zu einer echten dreidimensionalen Umlaufbahn und sechsdimensionalen Zustandsvektoren zu gelangen, ist nicht einfach. Es scheint, dass es eine größere Hüllkurve in Bezug auf Entfernung / Exzentrizität geben könnte, die dieselbe scheinbare Bewegung erzeugen könnte.
Frage: Wie kann die Umlaufbahn von 2014 MU69 gut genug für einen nahen Vorbeiflug von New Horizons bekannt sein?
Ich frage mich auch, wie gut die tatsächliche Umlaufbahn von 2014 MU69 aufgezeichnet wurde und wie nahe der Vorbeiflug am Ziel erwartet wird ? Zielen sie nur auf einen Null-Aufprall-Parameter (geradeaus) und lassen die Unsicherheit die Entfernung bestimmen, oder zielen sie ein wenig zur Seite? Aber diese sind zweitrangig und ich werde bei Bedarf separat nachfragen.
Pluto 2014 MU69
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Diameter 2380 km ~35 km
Albedo ~0.58 ~0.04-0.14?
distance to sun 5.0E+09 km 6.5E+09 km
Vis mag from Earth ~15 ~ 27
Years of observation 87 yr ~ 3 yr
Zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs:
2014 MU69: http://www.minorplanetcenter.net/db_search/show_object?object_id=486958
Die Berechnungen der langen Umlaufbahn von Plutos Umlaufbahn wurden in erster Linie durchgeführt, um Treibstoff zu sparen, und in zweiter Linie, um eine sehr enge Region anzuvisieren. Die Mission sollte zwischen der Sonne und Pluto und Charon (und auch der Erde und Pluto und Charon) fliegen, was nur mit sehr sorgfältiger Kenntnis der Umlaufbahn durchgeführt werden konnte.
Für die MU69-Mission 2014 ist eine ziemlich große Menge Treibstoff reserviert. Sie versuchen immer noch festzustellen, wie weit sie sich ihm nähern werden, aber es werden zwischen 3000 km und 20000 km sein . Obwohl ich nicht bezweifle, dass sie gerne zwischen Sonne und Erde und diesem Objekt wie zuvor sein würden, hat es keine so hohe Priorität.
Hubble wird weiterhin Beobachtungen durchführen, ebenso wie bodengestützte Teleskope, um die kommende Mission zu verfeinern.
Außerdem wird New Horizons seine Kamera verwenden, um es abzubilden und die Flugbahn zu verfeinern, wie es bei Pluto der Fall war.
Geradeaus zu zielen wäre eine schlechte Sache, obwohl es für diese frühe Planung akzeptabel wäre. Ich wette, sie zielen jetzt direkt darauf ab, werden sich aber auf eine Seite einstellen, wenn das Datum näher rückt (keine Quelle, aber es macht Sinn). Direkt darauf zu zielen würde bedeuten, dass Sie nicht wissen würden, auf welcher Seite sich das Objekt tatsächlich befindet Fotografieren sehr schwierig!
BEARBEITEN: Ich habe tatsächlich ein Video dazu gemacht, ohne mich daran zu erinnern, dass ich dies hier beantwortet hatte. Kurz gesagt, viele Beobachtungen mit Hubble, die Verwendung von Sternbedeckungen, die Verwendung von Datenbanken von Sternen, um die Sternbewegung zu berücksichtigen, die jeder Stern macht. Fügen Sie ein paar Beobachtungen von New Horizons selbst hinzu, und wir haben eine Flugbahn, die gut genug für einen Vorbeiflug ist!
Okay, meine Kommentare zu einer Antwort zusammenfassen:
Sobald Sie ein Bild haben und genügend Delta-V haben, KÖNNEN Sie einen Vorbeiflug bekommen, obwohl die genaue Zeit und Geschwindigkeit des Vorbeiflugs bis viel später unbekannt bleiben (wenn Änderungen der Größe des Objekts in Bildern signifikant werden).
Dies funktioniert nur, wenn die Krümmung der Umlaufbahnen nicht signifikant ist - der Gravitationseinfluss anderer Körper ist gering und Flugbahnen auf den beteiligten Entfernungen können mit geraden Linien angenähert werden. Es funktioniert auch bei moderater Orbitalkrümmung, wenn Sie den Vorgang iterativ wiederholen und den Fehler korrigieren, wann immer die Krümmung ihn einführt. Es ist jedoch definitiv nicht realisierbar, wenn die beiden Körper in der Umlaufbahn eines Planeten beispielsweise 90 Grad voneinander entfernt sind. Für New Horizons ist es jedoch praktikabel - die ungefähr 1-10 Millionen km, bei denen 2014 MU69 entdeckt werden soll, sind nichts im Vergleich zur Entfernung von der Sonne, und ~ 10 Tage sind nichts im Vergleich zur Umlaufzeit von 2014 MU69.
Nehmen Sie eine Reihe von Koordinaten, wobei die Z-Achse zum Handwerksziel geht; repariere es relativ zu "entfernten Sternen" (damit es sich nicht ändert, wenn sich die beteiligten Objekte bewegen).
Richten Sie das Fahrzeug entlang dieser Z-Achse aus.
Nehmen Sie zwei Bilder bekannter Zeit auseinander. Das Ziel wird eine gewisse Distanz über das Sichtfeld gewandert sein.
Führen Sie einen willkürlich gewählten Delta-V-Brenn senkrecht zur Z-Achse in Richtung der scheinbaren Bewegung des Ziels (XY-Ebene) durch und nehmen Sie nach bekannter Zeit ein weiteres Foto auf.
Mit einfachen Proportionen zwischen Zeiten und Positionen können Sie den Brennwert berechnen, der erforderlich ist, um eine Fly-by-Trajektorie zu erhalten - eine, die die relative Geschwindigkeit des Ziels in der XY-Ebene auf Null bringt. Da es sich nicht "seitwärts" bewegt und Sie sich darauf zubewegen, werden Sie schließlich dort ankommen .
Sie wissen immer noch nicht, wann und mit welcher Geschwindigkeit der Vorbeiflug stattfinden wird, aber Sie müssen nur warten – oder den Vorgang immer wieder wiederholen, um die Vorbeiflugdistanz weiter zu verringern.
Wenn der anfängliche Sichtkontakt weit "aus" ist, fehlt Ihnen natürlich Delta-V, um die Korrektur durchzuführen. Im Fall von New Horizons sollten jedoch etwa 100.000 km anfänglicher Fehler ausreichen, um einen sehr engen Vorbeiflug zu erzielen, und alles darüber hinaus wird die Vorbeiflugdistanz nur erhöhen.
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