¿Cómo podría fijarse la fecha de aterrizaje de Perseverance Rover independientemente de la ventana de lanzamiento de 26 días?

Soy muy consciente de esta pregunta de 2018 de @uhoh: ¿ por qué la fecha de llegada de InSight a Marte sería fija e independiente de la fecha de lanzamiento? . Fui llevado aquí por una pregunta similar que surgió en mi mente después de leer este artículo que dice:

No importa qué día despegue Perseverance durante su período del 17 de julio al 1 de agosto. Durante el período de lanzamiento del 11 de febrero, aterrizará en el cráter Jezero de Marte el 18 de febrero de 2021.

No estoy satisfecho con las respuestas a la pregunta anterior que habla principalmente de un par de razones:

  1. 'Planificación de operaciones' se refiere a la secuencia de envío de datos para EDL y luego por MRO y el orbitador Mars Odyssey. Revisé el período orbital de estas dos naves espaciales y son 35,5 horas y 2 horas respectivamente. Por lo tanto, independientemente de la configuración con la que comience, obtendrá la misma configuración en 71 horas [LCM (35.5, 2)]. Eso no justifica la fecha de aterrizaje fija independientemente de la ventana de lanzamiento de 26 días.

  2. Sobre el exceso de energía del vehículo de lanzamiento ( C 3 ) que, considerando la masa de carga útil respectiva (InSight [ ≈ 700 kg] y marzo de 2020 [ ≈ 1100 kg]), tienen un valor C3 de alrededor de 60 k metro 2 / s 2 . Ver mi masa de carga útil vs. C 3 trazado para Atlas V en configuraciones 401 y 541 aquí realizado utilizando el sitio web de rendimiento del vehículo de lanzamiento de la NASA . La respuesta dice que, dado que tenemos mucha más energía de la que se requiere para la misión a Marte ( C 3 = 12 k metro 2 / s 2 ; de Wikipedia), por lo que nos permite seleccionar la fecha de desembarco con mucha precisión. ¿Cómo? Luego, la discusión lleva a que se elija la fecha de aterrizaje para que caiga entre el Día de Acción de Gracias y Navidad, pero no creo que se pueda hacer tal caso de relaciones públicas para febrero de 2021.

Estoy buscando una explicación comprensible de por qué la fecha de aterrizaje es independiente de la fecha de lanzamiento (dentro de la ventana) para la misión Mars 2020.

Me alegro de que haya preguntado esto y estoy de acuerdo en que su pregunta no se responde con esas respuestas, sino junto con las respuestas a ¿ Cómo se programó la llegada de Juno para la noche del 4 de julio? (enlazado debajo de mi pregunta) Sentí que tenía una idea lo suficientemente buena; la coreografía de la trayectoria interplanetaria directa al aterrizaje a un sitio específico con una elipse de aterrizaje estrecha y los dos cubesats MarCO que viajaron junto con él requerían que todo fuera cuidadosamente optimizado. Con suerte, una respuesta aquí basada en la misión Perseverance será definitiva.
Actualmente no tengo enlaces, pero en mi visión es parte de las "lecciones aprendidas" de la NASA de muchas misiones interplanetarias. Ahora es una práctica normal, no solo para la Perseverancia y la Perspicacia. La gestión del personal y la programación/reprogramación de operaciones parecía mucho más difícil y estresante que el cálculo de diferentes trayectorias de cohetes para diferentes fechas. Sé que la sonda Dragonfly también ha fijado la fecha de llegada a Titán.
Gran actualización de esto. Ahora entiendo completamente el razonamiento :-)
El artículo 1 menciona las órbitas de 35,5 horas y 2 horas de MRO y Mars Odyssey. También debe considerar el período de rotación de 24,6 horas de Marte. ¡No importa si los dos satélites se "encuentran" cada 71 horas si el lugar de aterrizaje está al otro lado del planeta! (O incluso si está fuera de la vista de cualquiera de las naves espaciales).
@JohnHoltz ¡CIERTO! ¿Cómo olvidé eso? No se trata solo de que las dos naves espaciales "estén en la misma línea" (¿supongo?) para la cobertura EDL, sino también en qué lado del planeta se alinean en relación con el lugar de aterrizaje. ¡Muchas gracias por señalarlo!

Respuestas (1)

Es una elección deliberada. Vea este tweet de Tory Bruno, CEO de ULA, quien está lanzando la misión. Sin embargo, esto, por supuesto, no nos dice el razonamiento exacto detrás de la fecha.

Por qué esto es en realidad un poco más complejo. JPL publicó un artículo sobre este mismo tema recientemente. Hay una serie de factores para elegir una fecha de lanzamiento. Para Perseverance, como con cualquier módulo de aterrizaje, quieren maximizar la cobertura durante el período EDL. Resulta que los requisitos de delta-v son casi idénticos para un lanzamiento durante todo el período de tiempo, unos pocos días no harán una gran diferencia. Hay muchos factores en juego, que puedes ver a continuación.

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Básicamente, hay una compensación de 3 factores diferentes que determinaron la fecha de llegada. El delta-v requerido al llegar a Marte (curvas rojas), la energía requerida al salir de Marte (curva roja), y la cobertura de satélites disponibles durante EDL en Marte, específicamente MRO. Posicionar estos satélites exactamente en el lugar correcto lleva mucho tiempo, ya que no tienen mucho combustible, y tuvieron que planificar dónde estar en realidad con años de anticipación. Ya en 2018, ellos (MRO y MAVEN) comenzaron a ajustar su órbita para estar exactamente en el lugar correcto para recibir de manera óptima la telemetría de aterrizaje de Perseverance. Como puede ver en el gráfico anterior, la ventana solo durará unos pocos días, y dado que los requisitos de combustible adicional son insignificantes en ese período de tiempo,

'La magia del diseño orbital' jaja!!! Tal vez necesite algunas lecciones de hechicería orbital para descifrarlo. Gracias por preguntarle a él sin embargo :)
@OrangeDurito podemos hacer tantas preguntas (razonables) como queramos en Stack Exchange. Si desea hacer una nueva pregunta sobre la magia del diseño orbital, como "¿Por qué también fue necesario comenzar a cambiar la órbita de MRO y MAVEN en 2018 para prepararse para la Perseverancia si el tiempo de aterrizaje ya estaba optimizado para ellos?" Creo que generará algunas respuestas nuevas e interesantes.
¡Muchas gracias por el papel! Esto ciertamente aclara el misterio. Por cierto, ¿podría explicar el segundo factor, es decir, "la energía necesaria para salir de Marte (curva roja)"? ¡Gracias de nuevo!
Hay dos piezas, la energía para salir de la Tierra a Marte y la energía de la que tienes que deshacerte cuando llegues a Marte. La curva roja es la segunda de ellas.
¿Cómo podría fijarse la fecha de aterrizaje de Perseverance Rover independientemente de la ventana de lanzamiento de 26 días?
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