Warum DSCOVR in eine Lissajous-Umlaufbahn bringen? Würde eine Halo-Umlaufbahn die Sonnenausschlusszone nicht vollständig vermeiden?

Halo-Umlaufbahnen sind eine Unterklasse der Lissajous-Umlaufbahnen. Siehe diese Antwort für (viel) mehr dazu.

Die Umlaufbahn von DSCOVR wird es etwa 2020 in seine Sonnensperrzone bringen, wo die Kommunikationssichtlinie zu nahe an der Sonne sein wird, sodass dort eine Umlaufbahnkorrektur geplant ist, um die Situation zu bewältigen. Sie können auf dem Bild den mit LOI bezeichneten Einfügepunkt und etwa ein Dutzend Zyklen in fünf Jahren sehen. Die horizontalen und vertikalen Perioden sind für diese Umlaufbahn fast gleich. Von Lissajous Orbit Control für die Deep Space Climate Observatory Sun-Earth L1 Libration Point Mission

Nach 2020 muss DSCOVR dann alle 3 oder 6 Monate Treibstoff verbrennen, um auf dieser Ellipse mit Sperrzone zu bleiben. Der verlinkte Bericht prognostiziert, dass der Treibstoff um 2028 ausgehen wird.

Lissajous-Umlaufbahn von DSCOVR

Frage: Warum konnte Triana nicht ihre Halo-Umlaufbahn haben und daher eine viel längere Lebensdauer in kontinuierlicher Abdeckung? Warum sollte DSCOVR in eine Lissajous-Umlaufbahn anstatt in eine Halo-Umlaufbahn gebracht werden (um außerhalb der Sonnenausschlusszone zu bleiben)?

Es gibt relevante Diskussionen in Antworten und insbesondere Kommentaren im Zusammenhang mit Warum sollte eine Mission zur Sonne-Erde L1 ein sofortiges Startfenster haben?

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Größerer Kraftstoffverbrauch für Halo als für Lissajous, vermute ich. Wind musste kürzlich (~ Juni, August und November 2020) drei Manöver durchführen, um ihn in einen Halo statt in eine Lissajous-Umlaufbahn zu bringen, um die Sonnenausschlusszone zu umgehen. Aber Wind saß auch auf ~ 120 Jahren verbleibendem Brennstoff, also war Brennstoff nicht die große Sorge. DSCOVR sitzt nicht im selben Boot.
@honeste_vivere okay, wir machen Fortschritte. Die Halo-Umlaufbahn von JWST hat ein erwartetes Delta-V-Budget von nur 2,4 m/s pro Jahr, aber sie hat eine aggressive Überwachungs-/Korrekturkadenz von zwei Wochen und ein riesiges Sonnensegel, das vorteilhaft genutzt werden kann. 1 , 2 , 3 , 4
Oh Entschuldigung, nein, die Manöver zur Aufrechterhaltung einer Halo-Umlaufbahn sind nicht schlecht, es ist das Einsetzen, das problematisch ist. Der neue Wind- Orbit ist treibstofftechnisch nicht wesentlich teurer als der alte Lissajous-Orbit. Das Einsetzen in die Halo-Umlaufbahn von der Lissajous kostete uns jedoch ~40+ m/s Delta-v (während typische Stationshaltemanöver nur ~4 cm/s kosten).
@honeste_vivere verwandt, aber nicht vollständig beantwortet: Warum sollte eine Mission zur Sonne-Erde L1 ein sofortiges Startfenster haben?
@honeste_vivere 15 weitere Stunden für das Kopfgeld +24 Stunden unsichtbare Gnadenfrist.
Laut Wikipedia befindet sich DSCOVR bereits in einer 6-monatigen Halo-Umlaufbahn. en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_Climate_Observatory#Spacecraft
@Cornelis ya, das sollte wahrscheinlich bearbeitet werden, sie haben gerade "Looping Halo Orbit" aus dem Artikel von Spaceflight Now vom Juli 2015 kopiert. DSCOVR-Weltraumwetterwächter erreicht die Ziellinie "DSCOVR ist am Sonntag angekommen und in einen Looping-Halo-Orbit um L1 eingetreten. " und vielleicht ist das kopiert von woanders oder der Autor wollte nicht in das einsteigen, was eine Lissajous-Umlaufbahn ist. Ich bin kein Wikipedia-Redakteur, aber wenn jemand interessiert wäre, könnte er das Problem auf der Diskussionsseite des Artikels ansprechen .

Antworten (1)

Warum konnte Triana nicht ihre Halo-Umlaufbahn und damit ein viel längeres Leben in kontinuierlicher Abdeckung haben? Warum sollte DSCOVR in eine Lissajous-Umlaufbahn anstatt in eine Halo-Umlaufbahn gebracht werden (um außerhalb der Sonnenausschlusszone zu bleiben)?

Dies ist hauptsächlich eine "Vermutung", die auf dem basiert, was wir erlebt haben, als wir Wind aus einer Lissajous-Umlaufbahn in eine Halo-Umlaufbahn gebracht haben . Eine Lissajous-Umlaufbahn ist treibstoffmäßig billiger, da die Komponente außerhalb der Ebene der Umlaufbahn von den beiden Komponenten innerhalb der Ebene getrennt ist. Um von einer Lissajous- in eine Halo-Umlaufbahn zu wechseln, waren drei große Manöver am 26. Juni 2020 (HT-1), 31. August 2020 (HT-2) und 9. November 2020 (HT-3) erforderlich. Auch am 24.09.2020 (HT-2 Trim) gab es ein kleines Trimmmanöver. Die Statistiken zu den Manövern sind wie folgt:

HT-1

  • Verwendeter Kraftstoff: ~5,518 kg
  • Δ v (radial): < 1,0 m/s (dh Sonne-Erde-Richtung)
  • Δ v (axial): >11 m/s (dh außerhalb der Ekliptikebene)
  • Δ v (gesamt): ~11,667 m/s
  • Verbleibender Kraftstoff nach: ~46,648 kg

HT-2

  • Kraftstoffverbrauch: ~9,243 kg
  • Δ v (radial): ~0,923 m/s
  • Δ v (axial): ~17,794 m/s
  • Δ v (gesamt): ~17,818 m/s
  • Verbleibender Kraftstoff nach: ~37,405 kg

HT-2 Trimmung

  • Verbrauchter Kraftstoff: ~0,017 kg
  • Δ v (radial): ~0,036 m/s
  • Δ v (axial): ~0,0 m/s
  • Δ v (gesamt): ~0,036 m/s
  • Verbleibender Kraftstoff nach: ~37,388 kg

HT-3

  • Verwendeter Kraftstoff: ~0,732 kg
  • Δ v (radial): ~1,265 m/s
  • Δ v (axial): ~0,273 m/s
  • Δ v (gesamt): ~1,294 m/s
  • Verbleibender Kraftstoff nach: ~36,656 kg

Normales Stationshaltemanöver (beide Orbittypen)

  • Verwendeter Kraftstoff: ~0,100-0,150 kg
  • Δ v (radial): ~0,20-0,30 m/s
  • Δ v (axial): ~0,0 m/s
  • Δ v (gesamt): ~0,20-0,30 m/s

Sie werden feststellen, dass die größten Verbrennungen für Wind axiale Verbrennungen waren, bei denen > 14 kg Kraftstoff verbraucht wurden, oder > 28 m/s Δ v , im Vergleich zu den normalen Stationshaltemanövern, die ~100-mal kleiner sind.

Ich denke, der kritische Aspekt hier ist, dass eine Halo-Umlaufbahn eine große erfordert Δ v aus der Ekliptikebene gerichtet, wohingegen man beim Lissajous für weniger Geld einsetzen kann Δ v . Angesichts der Tatsache, dass DSCOVR viele Stationshaltungs- und Zielmanöver durchführen musste, war der Kraftstoffverbrauch beim Start ein großes Problem. Das heißt, der Treibstoff war die primäre Einschränkung der Missionslebensdauer für die DSCOVR-Mission, daher war die Reduzierung der Treibstoffkosten für den Einsatz eine große Priorität. Leider hatte einer der Laserkreisel im Juni 2019 eine Anomalie, wurde aber bis März 2020 wieder in den Normalbetrieb gebracht.

Warum DSCOVR in eine Lissajous-Umlaufbahn bringen? Würde eine Halo-Umlaufbahn die Sonnenausschlusszone nicht vollständig vermeiden?
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