Pytanie:
Dlaczego kosmiczny teleskop Jamesa Webba miałby pozostać w niestabilnym L2?
Waffle's Crazy Peanut
2013-07-17 21:50:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wszyscy wiemy, że kosmiczny teleskop Jamesa Webba ma zostać wystrzelony w 2018 roku. Zdecydowano, że orbita JWST będzie eliptyczna wokół punktu L2 Lagrange'a, który został uznany za jeden niestabilnych punktów (L1, L2, L3).

Więc dlaczego miałby krążyć wokół punktu?

Mam kilka punktów . Instrumenty teleskopu są dość czułe i zawsze powinny być trzymane z dala od Słońca (naprawdę? Czy tak?), A także w zimnym środowisku - oba te elementy spełnia L2. Wikipedia mówi tak:

Połączone siły grawitacyjne Słońca i Ziemi mogą w tym miejscu utrzymać statek kosmiczny, więc teoretycznie nie potrzeba żadnego ruchu rakietowego, aby utrzymać go na orbicie wokół L2. W rzeczywistości punkt stabilny jest porównywalny z punktem kuli wyważonej na siodełku. W jednym kierunku wszelkie zakłócenia popychają piłkę w kierunku stabilnego punktu, podczas gdy w kierunku poprzecznym piłka, jeśli zostanie zakłócona, odpadnie od stabilnego punktu. W związku z tym wymagane jest pewne utrzymanie stacji, ale przy niewielkim zużyciu energii (tylko 2–4 m / s rocznie, z całkowitego budżetu 150 m / s)

Po pierwsze, czy to naprawdę w ogóle stabilny? Jeśli to jest tak w rzeczywistości niestabilne, dlaczego miałoby być tam ustawione? Mam na myśli, punkty L4 & L5 są w porządku. Dlaczego nie można ustawić teleskopu w taki sposób, aby zawsze był skierowany na zewnątrz od Słońca? (Ziemia też, jeśli nie chcą, aby jej odbicie pękło samo)

@geoffc: * „... słońce zachodzi w ten sposób?” * Dlatego wspomniałem „skierowany na zewnątrz od słońca”. IMHO, myślę, że da się to zrobić ;-)
@PearsonArtPhoto Tak, myślałem o L3 bardziej niż L4 / L5. Zobacz https://en.wikipedia.org/wiki/Co-orbital_configuration Zignoruj ​​mój komentarz, może go usunąć.
@CrazyBuddy - dotyczący wymogu trzymania statku kosmicznego z dala od Słońca. O, tak! Według Wikipedii teleskop będzie działał w temperaturze „około 40 K (−233,2 ° C; −387,7 ° F)”. W kosmosie, w odległości od Słońca, gdzie JWST będzie działał, wystawienie na bezpośrednie działanie promieni słonecznych może nagrzać go do około 200 ° C w ciągu kilku minut. To uczyniłoby go bezużytecznym.
Całkowicie się zgodziliśmy, wszyscy naprawdę wiemy, że zostanie uruchomiony w 2018 roku
Dwa odpowiedzi:
#1
+42
PearsonArtPhoto
2013-07-17 22:02:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jest kilka powodów.

  1. Odległość między L2 a Ziemią wynosi zaledwie 1,5 miliona km. L4 / L5 są oddalone o 1 jednostkę AU, czyli około 150 milionów km. Prowadzi to do zmniejszenia marginesu łącza o 40 db, czyli 1/10000. To dość znaczące. Aby zrekompensować tę różnicę, potrzebujesz albo większej anteny radiowej, większej mocy, albo utraty danych.
  2. Jak wspomniałeś, zużycie paliwa jest dość niskie, aby utrzymać tę pozycję, tylko przy t.order 150 m / s delta v przez całą misję. To nie jest dużo, a tak naprawdę to mniej niż to, co jest potrzebne do utrzymania satelity na orbicie geostacjonarnej.
  3. Satelita jest znacznie bliżej, co skraca polecenie obiektu. Tylko światło zajmie 5 sekund, aby dotrzeć do Jamesa Webba, podczas gdy dotarcie do L4 / L5 zajmie 9 minut. Ogranicza to możliwość wykonywania poleceń w czasie rzeczywistym, które czasami są przydatne (Think Bursts Gamma Ray Bursts, Super Novas, itp.)

Podsumowując, problem z komunikacją jest uproszczony dzięki bliższemu teleskopowi, i to więcej niż rekompensuje konieczność nieco większego zużycia paliwa.

... a jeśli kiedykolwiek * musieli * coś naprawić, hipotetycznie rzecz jasna, zautomatyzowany lub załogowy, te same zalety L2 mają zastosowanie również tutaj.
#2
+5
Erik
2013-07-20 20:41:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wydaje mi się, że jest tak, jak podaje podpunkt w Wikipedii na temat L2:

Słońce – Ziemia L2 to dobre miejsce dla obserwatoriów kosmicznych. Ponieważ obiekt wokół L2 zachowa tę samą względną pozycję w stosunku do Słońca i Ziemi, ekranowanie i kalibracja są znacznie prostsze.

Chociaż jest to prawdą, to samo dotyczy prawie każdego punktu L.
@PearsonArtPhoto * ekranowanie * - L2 pozostaje w cieniu Ziemi, co oznacza brak odblasków ze Słońca.
@SF., Na orbicie JW nie ma cienia - https://space.stackexchange.com/a/4111/2843. Ekranowanie jest łatwiejsze niż w LEO, gdy wokół teleskopu obraca się bardzo duży ciepły, ciepły obiekt wysyłający podczerwień - tyle szoków termicznych co godzinę, a EarthShield (aktywnie i szybko obracający się) nie jest w stanie ukryć się przed temperaturą promieniowanie z Ziemi dla zwierciadeł kriogenicznych. „Cień” Ziemi w skali - https://en.wikipedia.org/wiki/Umbra,_penumbra_and_antumbra#Penumbra „Pełny stożek rozciąga się na 1,32 mln km.”, A L2 to 1,5 mln. Orbita halo L2 znajduje się 100s km od punktu L2.
@osgx: to tylko oznacza brak pełnego umbra. L2 pozostaje w [* antumbra *] (https://en.wikipedia.org/wiki/Umbra,_penumbra_and_antumbra#Antumbra), co znacznie zmniejsza ilość światła docierającego do punktu. To zdecydowanie różni się od „żadnego cienia” - inaczej niż w każdym innym punkcie lagrangianu Ziemia-Słońce.
@SF. i nadal JWST (i inne obserwatoria) znajdują się na orbicie halo 100s kilometrów, starając się jak najdłużej trzymać się z dala od [antumbra i penumbra] (https://space.stackexchange.com/a/24568). Gaia - http://issfd.org/ISSFD_2014/ISSFD24_Paper_S2-5_Renk.pdf "* wada zaćmień ... manewr unikania zaćmień ... częściowe zaćmienie ... jest niepożądane ze względu na bilans termiczny *"; JWST - https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20160001318 "* Znaczące wymagania wpływające na JWST ... ** unikanie zaćmień Ziemi / Księżyca ** ... niedozwolone, Sterownik ograniczeń: Zasilanie i ciepło * ”


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...