El objeto 2014 MU69 es mucho más pequeño y tenue que Plutón. Incluso a medida que New Horizons se acerca, será mucho más difícil para su generador de imágenes de largo alcance CCD refrigerado LORRI con una apertura de 8,2 pulgadas para fijarlo hasta que esté bastante cerca.
New Horizons hizo su primer avistamiento de Plutón nueve años antes de que llegara a Plutón. MU69 será aproximadamente 100,000 veces más tenue, lo que significa que hará su primer avistamiento como nueve días antes de llegar allí (aproximadamente) (en realidad, podrían ser algunos meses, vea esto ). Por lo tanto, cualquier navegación que utilice el sistema de imágenes de la nave espacial puede tener una estrecha ventana de oportunidad para ser útil. Es por eso que creo que esta pregunta es particularmente interesante: ¿existe un plan para usar los datos de imágenes de la nave espacial de alguna manera para guiar el sobrevuelo, o se hará solo con la astrometría de MU69 del Vecindario de la Tierra y el rango/tasa de radar de New Horizons? más datos de su última dirección conocida, Plutón/Caronte?
La órbita de Plutón se ha monitoreado durante casi un siglo, mientras que la de MU69 de 2014 solo durante unos tres años, aunque con tres años de astrometría de precisión limitada por difracción del Hubble que puede ser muy útil.
Pero pasar de puntos en una imagen a una verdadera órbita tridimensional y vectores de estado de seis dimensiones no es sencillo. Parece que podría haber una envolvente más grande en distancia/excentricidad que podría generar el mismo movimiento aparente.
Pregunta: ¿Cómo se puede conocer la órbita de 2014 MU69 lo suficientemente bien como para un sobrevuelo cercano de New Horizons?
También me pregunto qué tan bien se ha trazado la órbita real de 2014 MU69, y qué tan cerca se espera que esté el sobrevuelo del objetivo . ¿Están simplemente apuntando a un parámetro de impacto cero (directo) y dejando que la incertidumbre determine la distancia, o están apuntando un poco hacia un lado? Pero estos son secundarios y preguntaré por separado si es necesario.
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
En el momento del sobrevuelo:
2014 MU69: http://www.minorplanetcenter.net/db_search/show_object?object_id=486958
Los largos cálculos orbitales de la órbita de Plutón se realizaron principalmente para ahorrar combustible y, en segundo lugar, para apuntar a una región muy estrecha. La misión tenía la intención de volar entre el Sol y Plutón y Caronte (y la Tierra y Plutón y Caronte también), lo que solo podía hacerse con un conocimiento orbital muy cuidadoso.
Hay una gran cantidad de combustible reservado para la misión MU69 de 2014. Todavía están tratando de determinar qué tan cerca se acercarán, pero será entre 3000 km y 20000 km . Si bien no dudo que les encantaría estar entre el Sol y la Tierra y este objeto como antes, no es una prioridad tan alta.
Hubble continuará realizando observaciones, al igual que los telescopios terrestres, para ayudar a refinar la próxima misión.
Además, New Horizons usará su cámara para fotografiarlo y refinar la trayectoria, como lo hizo con Plutón.
Apuntar de frente sería algo malo, aunque para esta etapa temprana de la planificación, sería aceptable. Apuesto a que están apuntando directamente hacia él ahora, pero se ajustarán a un lado cuando la fecha esté más cerca (No hay fuente, pero tiene sentido) Apuntar directamente a él significaría que no sabrías de qué lado está el objeto en realidad, tomar fotografías muy difícil!
EDITAR: De hecho, hice un video sobre esto sin recordar que había respondido esto aquí. En pocas palabras, muchas observaciones con Hubble, usando ocultaciones estelares, usando bases de datos de estrellas para tener en cuenta el movimiento estelar que hace cada estrella. Agregando algunas observaciones de New Horizons, ¡y tenemos una trayectoria lo suficientemente buena para un sobrevuelo!
Bien, recopilando mis comentarios en una respuesta:
Tan pronto como tenga una imagen y tenga suficiente delta-V, PUEDE obtener un sobrevuelo, aunque el tiempo preciso y la velocidad del sobrevuelo permanecerán desconocidos hasta mucho más tarde (cuando los cambios de tamaño del objeto en las imágenes se vuelvan significativos).
Esto funciona solo cuando la curvatura de las órbitas no es significativa: la influencia gravitacional de otros cuerpos es menor y las trayectorias en las distancias involucradas se pueden aproximar con líneas rectas. También funcionará para una curvatura orbital moderada, si repite el proceso iterativamente, corrigiendo el error cada vez que la curvatura lo presente. Sin embargo, definitivamente no es viable si los dos cuerpos están, digamos, a 90 grados de distancia en la órbita de un planeta. Sin embargo, para New Horizons es viable: los ~ 1-10 millones de km en los que se espera detectar 2014 MU69 no son nada en comparación con la distancia del sol, y ~ 10 días no son nada en comparación con el período orbital de 2014 MU69.
Tome un conjunto de coordenadas, con el eje Z yendo al objetivo de la nave; arreglarlo en relación con las "estrellas distantes" (para que no cambie a medida que se mueven los objetos involucrados).
Oriente la nave a lo largo de ese eje Z.
Tome dos imágenes separadas por un tiempo conocido. El objetivo habrá vagado por el campo de visión una cierta distancia.
Realice una quemadura delta-V elegida arbitrariamente perpendicular al eje Z en la dirección del viaje aparente del objetivo (plano XY) y, después de un tiempo conocido, tome otra foto.
Usando proporciones simples entre tiempos y posiciones, puede calcular el valor de la quemadura necesaria para obtener una trayectoria de sobrevuelo, una que lleve a cero la velocidad relativa del objetivo en el plano XY. Dado que no se mueve "hacia los lados" y te mueves hacia él, eventualmente llegarás allí .
Todavía no sabe cuándo ocurrirá el sobrevuelo ni a qué velocidad, pero todo lo que necesita es esperar, o seguir repitiendo el proceso para reducir aún más la distancia de sobrevuelo.
Por supuesto, si el contacto visual inicial está muy "apagado", le faltará delta-V para realizar la corrección. Aún así, en el caso de New Horizons, alrededor de 100,000 km de error inicial deberían ser suficientes para obtener un sobrevuelo muy cercano, y cualquier cosa por encima de eso solo se sumará a la distancia de sobrevuelo.
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