Starman/Roadster in einer Umlaufbahn von 1,795 AE, was ist nun die Methode zu diesem Wahnsinn?

Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, dass es hier keinen besonderen Plan gibt. Musk war nie sehr genau darüber, was sie mit dem Roadster machen würden, wenn er erfolgreich wäre (was Musk bestenfalls auf 50 % festlegte). In Wirklichkeit müssen sie heute Folgendes tun

1. Starten Sie den Falcon Heavy

2. Trennen Sie die beiden Booster und senden Sie sie zurück

3. Trennen Sie den Kernbooster und geben Sie ihn zurück (leider konnte der Motor nicht zum Verzögern zünden und der Kern stürzte in den Ozean)

4. Lassen Sie die Roaster-Nutzlast für zukünftige geostationäre Arbeiten 6 Stunden im Orbit hängen

   „Die sechsstündige Küste wird für viele der großen Geheimdienstmissionen der Air Force für Direktinjektionen an GEO benötigt“, sagte Musk. Dieser Zeitraum von sechs Stunden wird etwa doppelt so lang sein wie die längsten Küsten, die die Falcon 9-Rakete gemacht hat.

5. Brennen Sie die letzte Zeit, um in die heliozentrische Umlaufbahn einzutreten (Hervorhebung von mir)

   Nach dem Start und der sechsstündigen Fahrt wird die Oberstufe der Falcon Heavy ein drittes Mal feuern, um den Tesla in eine zyklische Umlaufbahn zwischen Erde und Mars zu schicken. Dies sollte den Tesla bis in die Umlaufbahn des Mars um die Sonne oder sogar noch etwas weiter bringen. Musk sagte, das Fahrzeug sollte bis zu 380 bis 450 Millionen Kilometer von der Erde entfernt sein, je nachdem, wie die dritte Zündung verläuft.

Ich glaube also nicht, dass es hier einen endgültigen Flugplan gab. Was Sie sehen, ist die endgültige Umlaufbahn, in die es sich eingependelt hat.

Interessanterweise sieht es so aus, als ob Musks getwitterter Orbit laut der Horizons - Datenbank von JPL sowie diesem Kommentar von jemandem, der sich mit diesen Dingen auskennt, tatsächlich falsch sein könnte.

Ende 2020 wird die derzeit vorhergesagte Umlaufbahn nur etwa 7 Millionen km vom Mars entfernt sein . Ich bin mir nicht sicher, ob das nahe genug für die in Max Fagins Video nach vorgeschlagene Gravitationsstörung ist, in 02:00der eine mögliche Verwendung einer Störung aus einer nahen Annäherung an den Mars mit einer leicht überschießenden Flugbahn erwähnt wird, um zukünftige Intercepts mit der Erdumlaufbahn zu verhindern, die vorhanden sein könnten ein Navigationsrisiko im cis-Mondraum , was es den Menschen möglicherweise erleichtert, ihn als Weltraumschrott zu bezeichnen .

Es sieht jedoch so aus, als hätte SpaceX tatsächlich einen Plan gehabt! trotz der anderen gegenteiligen Antwort .

Ich habe die Projektionen der Bahnen in die Ekliptik unten aufgetragen, entschuldigen Sie bitte etwaige Pareidolie . Der linke zeigt nur Mars und Roadster, der rechte enthält auch Jupiter und vier Asteroiden. Darunter befinden sich Entfernungen in Bezug auf die Sonne (kleines Wackeln, gelb), die Erde (mittleres Wackeln, blau) und den Mars (großes Wackeln, rot). Unten ist auch das Python-Skript zum Lesen der Horizons-Ausgabe enthalten.

Anmerkung 1: Die projizierte Umlaufbahn hat eine Dauer von 558 Tagen.

Anmerkung 2: Derzeit wird Horizons verwendet Solution #3und sie werden wahrscheinlich weiterhin aktualisiert, wenn weitere optische Messungen durchgeführt werden. Die gezeichneten Daten stammen jedoch von der ursprünglichen Lösung (siehe Klappentext unten).

TRAJECTORY:
  This trajectory is based on JPL solution #3, a fit to 57 ground-based 
  optical astrometric measurements spanning 2018 Feb 8.2 to 8.8.

Der Klappentext in der Horizons-Ausgabe lautet:

Revised: Feb 07, 2018          Tesla Roadster (spacecraft)             -143205

Tesla Roadster (Starman, 2018-017A)

Dummy payload from first launch of SpaceX Falcon Heavy launch vehicle 
consisting of a standard Tesla Roadster automobile and a spacesuit-wearing 
mannequin nicknamed Starman. 

Also includes a Hot Wheels toy model Roadster on the car's dash with a 
mini-Starman inside. A data storage device placed inside the car contains 
a copy of Isaac Asimov's "Foundation" novels. A plaque on the attachment 
fitting between the Falcon Heavy upper stage and the Tesla is etched with 
the names of more than 6,000 SpaceX employees.

After orbiting the Earth for 6 hours, a third-stage burn-to-depletion
was completed at approximately 02:30 UTC Feb 7, placing the dummy payload 
in a heliocentric orbit having a perihelion of 0.99 au and aphelion 
~1.7 au.

Payload mass: ~1250 Kg

This trajectory is a ballistic propagation derived from a post-injection 
state provided by SpaceX on 2018-Feb-7, and is based on internal GPS data. 

Prediction errors could increase significantly over time due to unmodeled
solar presure, thermal radiation, or outgassing accelerations that are not
characterized.

Launched: 2018-Feb-06 20:45 UTC by Falcon Heavy (FH) from Kennedy Space 
       Center, USA (launchpad 39A)

Hier ist das Python-Skript, das die auf der Festplatte gespeicherte Horizons-Ausgabe liest und dann den Plot erstellt.

class Body(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

class Asteroid(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

class Spacecraft(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

halfpi, pi, twopi = [f*np.pi for f in [0.5, 1.0, 2.0]]
degs, rads  = 180./pi, pi/180.

# DO MAJOR BODIES:

fnames = ('Roadster Sun horizons_results.txt',
          'Roadster Mercury horizons_results.txt',
          'Roadster Venus horizons_results.txt',
          'Roadster Earth Geocenter horizons_results.txt',
          'Roadster Moon horizons_results.txt',
          'Roadster Mars horizons_results.txt',
          'Roadster Jupiter horizons_results.txt')

names = ('Sun', 'Mercury', 'Venus', 'Earth', 'Moon',
         'Mars', 'Jupiter')

JDs, posns, vels, linez = [], [], [], []
for fname in fnames:
    with open(fname, 'r') as infile:

        lines = infile.read().splitlines()

    iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
    iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]

    print iSOE, iEOE, lines[iSOE], lines[iEOE]

    lines = [line.split(',') for line in lines[iSOE+1:iEOE]]
    JD  = np.array([float(line[0]) for line in lines])
    pos = np.array([[float(item) for item in line[2:5]] for line in lines])
    vel = np.array([[float(item) for item in line[5:8]] for line in lines])

    pos, vel = [thing.T for thing in pos, vel]

    JDs.append(JD)
    posns.append(pos)
    vels.append(vel)
    linez.append(lines)

bodies = []
for pos, vel, name in zip(posns, vels, names):
    body = Body(name)
    body.pos = pos
    body.vel = vel
    bodies.append(body)

Sun, Mercury, Venus, Earth, Moon, Mars, Jupiter = bodies

# DO Asteroids :

fnames = ('Roadster Ceres horizons_results.txt',
          'Roadster Pallas horizons_results.txt',
          'Roadster Vesta horizons_results.txt',
          'Roadster Juno horizons_results.txt')

names  = ('Ceres', 'Pallas', 'Vesta', 'Juno')

JDs, posns, vels, linez = [], [], [], []
for fname in fnames:
    with open(fname, 'r') as infile:

        lines = infile.read().splitlines()

    iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
    iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]

    print iSOE, iEOE, lines[iSOE], lines[iEOE]

    lines = [line.split(',') for line in lines[iSOE+1:iEOE]]
    JD  = np.array([float(line[0]) for line in lines])
    pos = np.array([[float(item) for item in line[2:5]] for line in lines])
    vel = np.array([[float(item) for item in line[5:8]] for line in lines])

    pos, vel = [thing.T for thing in pos, vel]

    JDs.append(JD)
    posns.append(pos)
    vels.append(vel)
    linez.append(lines)

asteroids = []
for pos, vel, name in zip(posns, vels, names):
    asteroid = Asteroid(name)
    asteroid.pos = pos
    asteroid.vel = vel
    asteroids.append(asteroid)

fname = ('Roadster Spacecraft horizons_results.txt')
with open(fname, 'r') as infile:
    lines = infile.read().splitlines()
iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]
print iSOE, iEOE, lines[iSOE], lines[iEOE]
lines = [line.split(',') for line in lines[iSOE+1:iEOE]]

pos = np.array([[float(item) for item in line[2:5]] for line in lines])
vel = np.array([[float(item) for item in line[5:8]] for line in lines])
pos, vel = [thing.T for thing in pos, vel]

Roadster = Spacecraft('Roadster')
Roadster.pos = pos
Roadster.vel = vel

Roadster.rsun   = np.sqrt(((Sun.pos   - Roadster.pos)**2).sum(axis=0))
Roadster.rearth = np.sqrt(((Earth.pos - Roadster.pos)**2).sum(axis=0))
Roadster.rmars  = np.sqrt(((Mars.pos  - Roadster.pos)**2).sum(axis=0))

# Estimate Period:
x, y, z = Roadster.pos
theta   = np.arctan2(y, x)
dtheta  = theta[1:] - theta[:-1]
wraps   = np.where(dtheta<-1)[0]
print "approximate period in days", wraps[1:] - wraps[:-1]


if True:
    fig = plt.figure()
    ax1  = fig.add_subplot(2, 2, 1)
    for body in bodies:
        if body.name != 'Jupiter':
            x, y, z = body.pos
            ax1.plot(x, y)
            ax1.plot(x[:1], y[:1], 'ok')
    x, y, z = Roadster.pos
    ax1.plot(x, y, '-k')
    ax1.plot(x[:1], y[:1], 'ok')
    ax1.set_xlim(-3E+08, 3E+08)
    ax1.set_ylim(-3E+08, 3E+08)

    ax2  = fig.add_subplot(2, 2, 2)
    for body in bodies:
        if body.name not in ("Mercury", "Venus"):
            x, y, z = body.pos
            ax2.plot(x, y)
            ax2.plot(x[:1], y[:1], 'ok')
    for asteroid in asteroids:
        x, y, z = asteroid.pos
        ax2.plot(x, y, '-k', linewidth=0.5)
        ax2.plot(x[:1], y[:1], 'ok')
    x, y, z = Roadster.pos
    ax2.plot(x, y, '-k')
    ax2.plot(x[:1], y[:1], 'ok')
    ax2.set_xlim(-8E+08, 8E+08)
    ax2.set_ylim(-8E+08, 8E+08)

    ax3  = fig.add_subplot(2, 1, 2)
    years = 2018 + 37/365.25 + (JD-JD[0])/365.25
    ax3.plot(years, Roadster.rsun,   '-y', linewidth=1.0)
    ax3.plot(years, Roadster.rearth, '-b', linewidth=1.5)
    ax3.plot(years, Roadster.rmars,  '-r', linewidth=2.0)
    plt.show()

Scott Manly hat dies hier bei 2:15 - 3:18 erklärt:

Anscheinend beabsichtigte SpaceX, den Roadster in eine Umlaufbahn um die Sonne zu bringen, die ihn häufig in die Nähe des Mars bringen würde, ein erster Schritt in Richtung einer direkten Annäherung. Wie Sie im obigen Diagramm sehen können, wird das rote Auto ziemlich nah am roten Planeten vorbeifahren, zumindest in Bezug auf die vorherigen relativen Entfernungen zwischen Autos und astronomischen Körpern.

Aber laut Musk hat SpaceX noch keine offizielle Erklärung abgegeben, das Fahrzeug „hat die Marsumlaufbahn überschritten“; anscheinend gab es in der zweiten Stufe des Falcon Heavy mehr Pep als erwartet, und jetzt bekommt der Roadster auch einen Vorbeiflug am Asteroidengürtel. Astronomen und Amateur-Tracker von Weltraumobjekten versuchen, vom Unternehmen mehr Details über die genaue Position des ungewöhnlichen Raumfahrzeugs zu erhalten. Laut Wikipedia unter dem Titel: Falcon Heavy Demonstration Mission

Während des Transfers in die Sonnenumlaufbahn überschritt die zweite Stufe die Umlaufbahn des Mars. Es wird vorhergesagt, dass der Roadster in einer Umlaufbahn mit einem Perihel in der Erdumlaufbahn und einem Aphel in der Nähe der Umlaufbahn des Zwergplaneten Ceres im Asteroidengürtel bleiben wird.

Und dann gibt es noch Max Fagins Flugbahn-Video auf YouTube, das erklärt, wie SpaceX das wohl durchdacht hat. Mars ETA = Oktober 2018

Nur Google: Falcon Heavy und die Umlaufbahnen des Tesla Roadster, eine Vorhersage – YouTube

Um zum Mars zu gelangen, hätte alles bis ins kleinste Detail hochgenau berechnet werden müssen. Das braucht Zeit und muss vorher erledigt werden. Der ganze Flugplan funktioniert also nur, wenn der Start zu einem genau definierten Zeitpunkt erfolgt. Daher der Countdown.

In diesem Fall war es nur ein Teststart. Sie hatten zufällig einen schönen Nachmittag und eine Starterlaubnis, also haben sie es getan ...