¿Cómo se actualizaría el vector de estado en la computadora de orientación de Apolo durante la navegación hacia/desde la luna si la comunicación con la Tierra se perdiera por completo?
Sergio Lenzion
Esta fuente https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj-average_g.html afirma que:
De vez en cuando, Houston podría actualizar el SV a bordo utilizando el seguimiento y otra fecha disponible; [sic] pero, en general, era trabajo del AGC actualizar el SV en intervalos de aproximadamente dos segundos
Aunque es muy poco probable, imaginemos que la comunicación con MCC desapareció por completo.
Durante el vuelo propulsado, se utilizó la rutina Average-G para resolver las ecuaciones de movimiento utilizando (1) integraciones de aceleración dinámica de tres componentes proporcionadas por acelerómetros pendulares de integración pulsada (PIPA) de IMU y (2) valores de aceleración gravitacional de tres componentes.
Durante el vuelo de cabotaje, con los motores apagados, el AGC utilizó la Rutina de integración de cabotaje (Sección 5.2 en el GSOP) para actualizar el SV. Aunque la Tierra era la influencia gravitatoria dominante en la órbita terrestre y, del mismo modo, la Luna en la órbita lunar, los efectos de ambos debían incluirse para actualizar el SV con suficiente precisión. La órbita de la nave espacial era similar a una elipse kepleriana, pero no del todo idéntica. La Rutina de Integración Costera hizo uso de una venerable técnica de perturbación del siglo XIX llamada Método de Encke.
Ahora, el Apollo Guidance Navigation and Control, R-567, sección 5, p.5.2-11 ( http://www.ibiblio.org/apollo/NARA-SW/R-567-sec5-rev8-5.1-5.2. pdf ) tiene un comentario interesante con respecto a la Rutina de Integración de Inercia:
La rutina de integración de inercia LGC está restringida a la órbita terrestre o lunar y no se debe usar en el espacio cislunar-midcource
Pregunta: ¿Cómo se actualizaría el vector de estado en este desafortunado caso (sin comunicaciones con la tierra y navegando hacia/desde la luna)? ¿O me estoy perdiendo algo obvio aquí (es decir, debe haber sido planeado, tal vez, para seguir actualizándolo de alguna manera entre las cargas de MCC de todos modos)?
Pregunta adicional: en cuanto a cualquier integración numérica, el AGC inevitablemente acumularía errores; ¿Había un procedimiento de observación de estrellas, similar a P52 (alineación de IMU), pero para obtener un vector de estado preciso de las estrellas (o cualquier otro procedimiento), sin que MCC lo cargara?
Respuestas (1)
indy91
Las restricciones que está citando solo se aplican al LGC, la computadora en el Módulo Lunar. La Computadora del Módulo de Comando no tiene estas restricciones (compare la sección sobre la Rutina de Integración de Inercia que cita con el mismo pasaje del documento sobre el CMC: https://www.ibiblio.org/apollo/Documents/R-577-Colossus2 -Martin-5.2.pdf ). La rutina de integración de inercia de CMC tiene los datos necesarios (efemérides para la Luna y el Sol) para proporcionar una integración de inercia precisa en la fase intermedia de una misión, entre la Tierra y la Luna.
Para responder a la pregunta adicional, el software CMC tiene un programa llamado Cislunar-Midcourse Navigation (Programa 23), que utiliza el sextante para tomar avistamientos de horizontes/estrellas o puntos de referencia/avistamientos de estrellas. El mismo documento que vinculé arriba también tiene las ecuaciones para ese programa. Esto se practicó un poco en cada misión y se usaría si se perdiera la comunicación con tierra, para tener un método a bordo para actualizar el vector de estado. Otro programa a bordo, el programa Regreso a la Tierra (P37), podría usarse para calcular las quemas de corrección de rumbo para lograr la trayectoria para el reingreso. El LGC no tiene este programa, no tiene un sextante (solo un telescopio para alineaciones IMU) y no tiene las efemérides precisas necesarias para navegar de regreso a la Tierra con la precisión suficiente.
Para el Apolo 13, esta restricción, por supuesto, agregó algunos desafíos adicionales. El primer encendido que hizo el LM fue bajo el control de LGC, unas horas antes de volar más allá de la Luna. Para citar el Informe de operaciones de la misión ( https://history.nasa.gov/afj/ap13fj/pdf/a13-mission-ops-report-19700428.pdf ), PDF página 127:
El LGC no puede navegar en el espacio cislunar, y cómo manejar los vectores de estado y las cargas objetivo se convirtió en nuestra mayor preocupación. Se decidió asegurarse de que los vectores RTCC estuvieran en la esfera de influencia de la tierra, y que los vectores de estado enlazados al LGC tuvieran una marca de tiempo en TIG - 30, que es el tiempo que tendría el LGC para integrar los vectores en cualquier quemado. programa.
Lo que eso significa es que el vector de estado de enlace ascendente era válido 30 segundos antes del momento de la ignición. Por lo tanto, cualquier integración de inercia del LGC de un lado a otro no introduciría errores significativos, el vector de estado sería preciso en el momento de la ignición a pesar de las limitaciones (pero probablemente no muy preciso en algún momento antes o después de TIG).
Sergio Lenzion
Hobbs
indy91
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uwe