¿Cómo es que Parker Solar Probe tiene una ventana de lanzamiento tan amplia?

Hay algo de información en este documento , aunque no responde directamente a su pregunta. Menciona que el primer sobrevuelo de Venus se encuentra a una altitud relativamente alta (alrededor de 2500 km), lo que puede hacerlo menos sensible. También observo que, dado que todas las asistencias de gravedad están con Venus, una vez que se completa el primer sobrevuelo de Venus, el tiempo absoluto no importa. Todos los sobrevuelos subsiguientes ocurrirán el mismo número de años de Venus después del primero, y funcionarán en cualquier momento en que tenga lugar el primero.

También observo en el mismo documento que el vehículo de lanzamiento objetivo cambió durante la fase de diseño, de un Atlas a un Delta-4. Ese cambio (y el aumento de escala asociado de la tercera etapa) habrá agregado una cantidad sustancial de energía al lanzamiento, por lo que si bien podría haber sido demasiado para el Atlas, puede haber una flexibilidad considerable con el Delta.

Nuevo horario de lanzamiento: Reprogramado para despegar a las 3:31 am EDT el 12 de agosto de 2018.

Vídeo de anuncio de Scrub: " Lanzamiento de Parker Solar Probe pospuesto ".

Habrá cobertura en vivo en el canal de YouTube Kenedy de la NASA .

Transmisión en vivo actual: " NASA Live: transmisión oficial del canal de medios de televisión de la NASA ".

Para mí, esto hace que parezca que los márgenes para el presupuesto de energía serán muy pequeños.

Los márgenes serán lo suficientemente pequeños como para no desperdiciar combustible, al llevar combustible innecesario.

Pero habrá combustible adicional para permitir el error y permitir cierto margen de maniobra.

Un presupuesto de combustible Goldilocks .

Entonces, ¿por qué la ventana de lanzamiento es de más de una semana?

Hay un tiempo de configuración para prepararse para el lanzamiento, es más fácil encontrar una manera de lanzar todos los días durante una semana que poder lanzar una docena de veces en un año (lo que no sería posible para un lanzamiento interplanetario) ya que las personas tendrían empacar e irse, luego regresar temprano para configurar nuevamente, o no irse hasta que se lance, con una gran espera entre ventanas (pero no es así como funcionan las ventanas interplanetarias, donde está persiguiendo un objetivo en movimiento, en lugar de simplemente orbitar la Tierra ).

Ya sea que salga al principio o al final de la ventana el primer día, o en un día diferente, cambia la ruta y posiblemente termine colocándolo en una posición no óptima alrededor del Sol, pero aún así no es una mala posición, ni tan desventajosa como unas pocas semanas o meses más de retraso (y descartando todos los cálculos anteriores).

Fuentes / Prueba de la respuesta anterior.

En el blog de la NASA, un artículo titulado " Ventana de lanzamiento de la sonda solar Parker extendida hasta el 23 de agosto " (2 de agosto de 2018) escribieron:

"La NASA y sus socios de la misión analizaron y aprobaron una ventana de lanzamiento extendida para Parker Solar Probe hasta el 23 de agosto de 2018 (anteriormente el 19 de agosto). La nave espacial está programada para lanzarse no antes del 11 de agosto de 2018 a las 3:48 estoy con una ventana de 45 minutos.".

Entonces, el primer día, la ventana es de 45 minutos. Si no pueden lanzar dentro de esa ventana, es el segundo día.

Pero el 7 de agosto de 2018, en el artículo: " Comienza la semana de lanzamiento de Parker Solar Probe " escribieron:

"... programada para el sábado 11 de agosto a las 3:33 am EDT, la apertura de una ventana de 65 minutos".

Así que ahora es más temprano y más largo. Su entrada de blog más reciente: " Parker Solar Probe Proceeds Toward Launch 11 Aug. " confirma la misma fecha y hora sin mencionar la ventana del día.

En la página web de la NASA: " Capítulo 9 - De la Tierra a Venus " escriben sobre la misión Magallanes:

"Afortunadamente, se había diseñado una ventana de lanzamiento de 64 minutos para el 4 de mayo. Después de 59 minutos llenos de ansiedad, los vientos se disiparon y las nubes se separaron lo suficiente para el lanzamiento a las 2:46:59 p. m., hora del este (ver Figura 9- 2), solo 5 minutos antes del final de la ventana de lanzamiento de ese día. El transbordador salió lentamente de las oleadas de vapor y aceleró hacia las nubes bajas. Se perdió de vista brevemente y luego reapareció durante unos segundos, enmarcado en una ventana azul en medio de las nubes. Era realmente una imagen perfecta.

El transbordador espacial Atlantis compensó el retraso en el lanzamiento dirigiendo la guiñada hacia el plano de la órbita correcta. Después de cinco revoluciones alrededor de la Tierra a una altitud de 296 kilómetros (160 millas náuticas), Magellan se desplegó lentamente desde el transbordador (consulte la Figura 9-3). Sesenta minutos más tarde, con los paneles solares extendidos como se muestra en la Figura 9-4, el IUS encendió sus dos SRM en rápida sucesión e impulsó la nave espacial casi en la trayectoria precisa hacia Venus. Después de encender sus propulsores de control de actitud para una pequeña corrección de rumbo, el IUS se separó de Magellan y usó el combustible restante para alejarse de la nave espacial.

Camino de Magallanes a Venus

El período de lanzamiento original de mayo de 1988 habría permitido que Magellan llegara a Venus 4 meses después a través de una trayectoria Tipo I , lo que significa que desde el lanzamiento hasta el destino, la nave espacial habría viajado menos de 180 grados alrededor del Sol. Hubo una oportunidad similar en el período de lanzamiento de octubre de 1989 inicialmente reservada para Magellan pero posteriormente asignada a la misión Galileo para evitar más demoras en su lanzamiento.

Sin embargo, las posiciones de la Tierra y Venus durante el período de lanzamiento de fines de abril a fines de mayo de 1989 requerían una trayectoria de tipo IV (consulte la Figura 9-5). Esto significaba que la nave espacial viajaría entre 1-1/2 y 2 veces alrededor del Sol (un poco más de 540 grados) y que llegaría a Venus el 10 de agosto de 1990. Si bien dictó una duración de crucero más larga (15 meses) , el Tipo IV en realidad tenía las ventajas de reducciones en la energía de lanzamiento y la velocidad de aproximación a Venus.

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Volver a la mesa de dibujo

La trayectoria Tipo IV de Magellan y la fecha de llegada de Venus resultante provocaron algunos cambios en el plan de mapeo básico desarrollado para la misión de 1988.

La conjunción superior (donde el Sol se coloca entre Venus y la Tierra) ahora ocurrirá durante la misión de mapeo principal, en lugar de al final. El resultado es que se perderán hasta 18 días de datos cartográficos alrededor del 2 de noviembre de 1990, porque la interferencia de radio del Sol imposibilitará la comunicación con la nave espacial. Afortunadamente, los datos que faltan se pueden recuperar a principios de julio de 1991, si la misión se extiende por ciclos de mapeo adicionales de 243 días.

La trayectoria también dicta una aproximación sobre el polo norte; esto dará como resultado una franja cartográfica de norte a sur, al revés de lo planeado para la misión de 1988.

Entonces puede ver cómo utilizar una parte diferente de la ventana puede alterar (pero no arruinar) la ejecución de la misión.

La misión Venus DRM , programada para el 30 de abril de 2021 en un Atlas V 551 L/V, utiliza cálculos modernos basados ​​en lo que hemos aprendido desde la misión Magellan; sería más representativo de lo que se hará durante la semana que comienza el sábado 11 de agosto de 2018 a las 3:33 am EDT.

Giramos (en el ecuador) a cerca de 1000 millas por hora (1600 km/h) y nos movemos por el espacio alrededor del Sol a una velocidad de 66 000 millas por hora (107 000 km/h).

En relación con el estándar local de descanso, nuestro Sol y la Tierra se mueven a unas 43 000 millas por hora (70 000 km/h) aproximadamente en la dirección de la brillante estrella Vega en la constelación de Lyra. [Fuente: AstroSociety.org - " ¿Qué tan rápido te mueves cuando estás quieto? "].

La Tierra gira 360° en 23 horas, 56 minutos y 4 segundos (1436,06667 minutos), por lo que la ventana de 65 minutos representa 360 / (1 436,06667 / 65) = 16,2945081 grados, una gama bastante amplia de trayectorias.

Venus viaja alrededor del Sol a una velocidad promedio de 78 341 millas por hora o 126 077 kilómetros por hora en su órbita alrededor del Sol.

Consulte la página web de Wikipedia: " Hohmann Transfer Orbit - Application to interplanetary travel ", " Bi-Elliptic Transfer " y " Interplanetary Transport Network " para obtener información sobre " Gravity Assist ":

"Con cualquier transferencia Hohmann, la alineación de los dos planetas en sus órbitas es crucial: el planeta de destino y la nave espacial deben llegar al mismo punto en sus respectivas órbitas alrededor del Sol al mismo tiempo. Este requisito de alineación da lugar a la concepto de ventanas de lanzamiento".

Una demostración de las órbitas de la Tierra y Venus alrededor del Sol se ofrece en el video de YouTube " Earth Venus Tango Round the Sun " y se explica en la página de Wikipedia " Venus - The Pentagram of Venus ":

"El pentagrama de Venus es el camino que hace Venus cuando se observa desde la Tierra. Las conjunciones inferiores sucesivas de Venus se repiten muy cerca de una resonancia orbital de 13:8 (la Tierra orbita 8 veces por cada 13 órbitas de Venus), cambiando 144° sobre las conjunciones inferiores secuenciales. . La relación de resonancia 13:8 es aproximada. 8/13 es aproximadamente 0,615385 mientras que Venus orbita alrededor del Sol en 0,615187 años".

Debido al período de resonancia, debido a la velocidad orbital frente a la distancia del Sol, los planetas Tierra y Venus permanecen relativamente cerca uno del otro durante un período más largo que si la relación fuera 13:1; aún así, los cálculos precisos son especialmente importantes en condiciones extremadamente extremas . largos periodos de tiempo .

Tiene razón en su suposición de que las ventanas de lanzamiento más grandes requieren márgenes de combustible más altos en el cohete. Por lo tanto, la razón principal de una ventana de lanzamiento tan grande no es porque simplemente lo deseen, sino porque permite cierta flexibilidad en el punto de lanzamiento real. Si tienen que abortar la cuenta regresiva y necesitan reciclar, necesitan algo de tiempo (generalmente horas o días) hasta que puedan intentar otro lanzamiento.

Además de las dificultades técnicas, puede haber factores secundarios que retrasen un lanzamiento. Las condiciones climáticas desfavorables, los barcos o aviones dentro de áreas restringidas e incluso los desastres naturales como los incendios forestales pueden causar demoras.

En los lanzamientos normales, los retrasos no son un gran problema, la próxima oportunidad de lanzamiento podría ser en cuestión de días. Sin embargo, para lanzamientos interplanetarios como SPP (Solar Parker Probe), la próxima oportunidad de lanzamiento podría aparecer años después. Esto costaría mucho dinero y es bastante poco práctico. Esto significa que deben asegurarse de que pueden acceder a la ventana de inicio.

Para asegurarse de que lleguen a la ventana de lanzamiento, intentan que sea lo más grande posible para tener tiempo para solucionar problemas o esperar la disponibilidad del rango si es necesario.