Wird die Kommunikation von einem Raumschiff in SEL1 durch die Sonne gestört?

Ein Raumschiff am Sonne-Erde-Lagrange-Punkt eins (1 % einer AE oder ein Sonnendurchmesser von der Erde zur Sonne) hätte die Sonne als Hintergrund. Emittiert die Sonne stark genug bei Wellenlängen, die ansonsten ideal für die Kommunikation sind, dass sie im Vergleich zu Raumfahrzeugen in anderen Umlaufbahnen wichtige Designänderungen erfordert? Welche Wellenlänge wäre ideal von SEL-1? Was sind die Herausforderungen, falls vorhanden, und Lösungen, um Daten von Sonnenrauschen bei SEL-1 zu unterscheiden?

Es gibt / gab mehrere Raumschiffe in "Halo- und / oder Lissajous-Umlaufbahnen" um Sonne-Erde L1 (z. B. DSCOVR, SOHO ...), aber Sie sagen eher bei L1 als darum herum. Ich hoffe, dass @DavidHammen diese Antwort und die nachfolgenden Kommentare dort weiter ausführen wird, über die Kosten, sich in einem dieser Orbits zu befinden, im Vergleich dazu, „auf L1“ selbst zu sein. In der Zwischenzeit wollen Sie, nur um es zu überprüfen, nach einem Ort fragen, an dem das Raumschiff sehr nahe an der Sonne-Erde-Linie bleibt und nicht weit genug entfernt, dass herkömmliche DSN-Kommunikation noch funktioniert?

Antworten (1)

Ein Raumfahrzeug am oder innerhalb weniger Grad vom Sonne-Erde-L1-Punkt wäre aufgrund von Störungen durch Sonnenstrahlung nicht in der Lage, mit der Erde zu kommunizieren. Außerdem mögen es Antennenbetreiber nicht, wenn ihre Antenne auf die Sonne gerichtet ist. In ähnlicher Weise wäre ein Raumfahrzeug am oder innerhalb eines Viertelgrades des L2-Punktes Erde-Mond aufgrund einer Blockierung durch den Mond nicht in der Lage, mit der Erde zu kommunizieren.

Selbst ohne diese Kommunikationsprobleme operieren Raumfahrzeuge nicht an den instabilen Lagrange-Punkten. Stattdessen fliegen sie in einer Art Pseudo-Orbit um den gewünschten Lagrange-Punkt. Ein Grund sind die Stationshaltungskosten. Ein Raumfahrzeug in einer solchen Umlaufbahn muss pro Jahr eine kleine Anzahl kleinerer Operationen zur Positionserhaltung durchführen. Außerdem muss ein solches Raumschiff nicht wissen, wo es sich befindet. Diese seltenen Positionserhaltungsoperationen können am Boden berechnet und als Delta-V-Manöver, das zu einem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt werden soll, auf das Raumfahrzeug hochgeladen werden.

Im Vergleich dazu müsste ein Raumfahrzeug, das an einem Lagrange-Punkt operiert, extrem häufige Positionserhaltungsoperationen durchführen, und seine Flugsoftware müsste wissen, wo sich das Raumfahrzeug im Weltraum befindet. Die um Größenordnungen höheren Stationshaltungskosten in Kombination mit der komplexeren (und damit teureren) Flugsoftware schließen Satelliten aus, direkt an einem der instabilen Lagrange-Punkte zu operieren.

Ein Raumschiff innerhalb von ein paar Grad von SEL1 wäre "nicht in der Lage", mit der Erde zu kommunizieren!? Ist es wirklich so hart? Ist eine ausreichend breite Halo-Umlaufbahn für eine funktionierende Funkkommunikation von SEL1 aus orbitalen mechanischen Gründen und Anforderungen an die Stationshaltung unpraktisch, oder funktioniert es einfach gut?
@LocalFluff – Ein paar Beispiele: SOHO und ACE, die beide seit über 20 Jahren tätig sind. Dies wäre nicht möglich gewesen, wenn sie am Sonne-Erde-Punkt L1 operiert hätten. Das würde bedeuten, die Physik zu bekämpfen, anstatt die Physik auszunutzen. SOHO befindet sich in einer ungefähr elliptischen Halo-Umlaufbahn (ungefähr elliptisch aus der Perspektive des rotierenden Sonne-Erde-Rahmens). Die engste Annäherung an die Sonne-Erde-Linie beträgt von der Erde aus gesehen 5°, mit dem Konstruktionsziel, niemals näher als 4,5° an die Sonne heranzukommen.
ACE befindet sich in einer Lissajous-Umlaufbahn, die das Raumschiff manchmal nahe an die Sichtlinie Erde-Sonne bringt. Die Lösung dort ist einfach: Das Raumfahrzeug verfügt über Datenrekorder. Das Raumfahrzeug benötigt diese Datenrekorder auch dann, wenn das Raumfahrzeug weit von der Sichtlinie Erde-Sonne entfernt ist, da die Kommunikation nicht kontinuierlich ist. Die Kommunikation ist nicht geplant, wenn das Raumschiff der Sichtlinie Erde-Sonne zu nahe kommt.
Zurück zu SOHO, seine Halo-Umlaufbahn führt SOHO von ±206448 km vom Sonne-Erde-L1-Punkt in x (entlang der Sonne-Erde-Linie), ±120000 km vom Sonne-Erde-L1-Punkt in y (normal zur Sonne- Erdlinie, aber in der Sonne-Erde-Orbitalebene) und ±666672 km des Sonne-Erde-L1-Punkts in z (normal zur Sonne-Erde-Orbitalebene). SOHO ist immer mindestens 238790 km vom Punkt Sonne-Erde L1 entfernt.
@LocalFluff siehe SEZ (Solar Exclusion Zone) mit einem Radius von 4 ° für DSCOVR zum Beispiel hier auf Seite 4 . Siehe auch Links, Bilder usw. in Was genau ist die Interaktion, die Junos Daten-Downlink in der Nähe der Sonnenkonjunktion blockiert hat?