¿Cómo y qué tan bien medirá Juno los efectos del arrastre de fotogramas? (efecto GR debido a la masa y rotación de Júpiter)

Entonces, el arrastre del marco tendría que separarse de todos los demás efectos debido a las desviaciones del campo de gravedad de Júpiter de un monopolo puro.

Es mucho peor que eso. El arrastre de fotogramas es un efecto bastante pequeño, incluso en una órbita joviana muy excéntrica con una distancia de periapsis baja. Arrastre atmosférico, de Júpiter$J_2$y$J_3$son perturbaciones mucho mayores en la órbita de Juno que el arrastre de fotogramas. Uno de los propósitos clave del experimento Juno Gravity Science es descubrir parámetros como el (clásico)$J_2$y$J_3$, junto con otros armónicos esféricos, ya que brindan una visión profunda de la naturaleza del núcleo de Júpiter. Por ejemplo, ahora se sabe que ni el núcleo de la Luna ni el de Marte están completamente congelados debido a las observaciones de las órbitas de los satélites que orbitan esos cuerpos.

Dicho esto, obtener esos coeficientes de armónicos esféricos clásicos más o menos correctos significa que se debe tener en cuenta el arrastre del marco (y el arrastre atmosférico). Este no es el trabajo de Juno. Esto llega a la pregunta clave,

Pregunta: ¿Cómo y qué tan bien medirá Juno los efectos del arrastre de fotogramas?

Juno no mide esto. Este es el trabajo de los sistemas en la Tierra. Juno en sí sabe muy poco sobre su órbita. En cambio, sabe que, en ciertos momentos, se le ordena rotar para que el único objeto grande y brillante a la vista (también conocido como Júpiter) se centre en su campo de visión, y que debe corregir su velocidad de rotación para que este objeto grande y brillante permanezca centrado. en su campo de visión.

El software de vuelo de Juno no sabe que está orbitando ese gran objeto brillante, y mucho menos sabiendo que un modelo de monopolo simple no describe completamente esa órbita. Este conocimiento, en cambio, es competencia de los equipos de observación y de las personas en la superficie de la Tierra. Ayuda mucho que una parte clave del experimento Juno Gravity Science incluya equipos en Juno que permiten a los sistemas / personas en la Tierra medir la tasa de rango de Juno en el nivel de micrones por segundo.

Actualizar

Si bien la respuesta de @DavidHammen es perspicaz e informativa, agregaré a la mezcla abordando específicamente:

¿Qué instrumentos y/o equipos se utilizarán para detectar el arrastre de tramas?

De la descripción general de Science del kit de prensa JPL Juno :

Para medir estos pequeños cambios, el sistema de telecomunicaciones de Juno está equipado con un transpondedor de radio que opera en la banda X, que son señales de radio con una longitud de onda de tres centímetros. El transpondedor detecta señales enviadas desde la Red de Espacio Profundo de la NASA en la Tierra e inmediatamente envía una señal a cambio. Los pequeños cambios en la frecuencia de la señal nos dicen cuánto se ha desplazado Juno debido a las variaciones en la gravedad de Júpiter. Para mayor precisión, el sistema de telecomunicaciones también tiene un sistema traductor de banda Ka, que hace un trabajo similar, pero en longitudes de onda de radio de un centímetro. Una de las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA ubicada en Goldstone, California, ha sido equipada para enviar y recibir señales en ambas bandas de radio.

JPL proporcionó el sistema de telecomunicaciones Juno. La Agencia Espacial Italiana aportó el sistema traductor de banda Ka.

Entonces, son dos transmisores y dos receptores más un radiómetro de vapor de agua en el suelo , así como dos transpondedores separados en Juno que usan diferentes bandas que trabajan juntas para tratar de superar los desafíos de medir los pequeños efectos descritos en la respuesta de @DavidHammen.

La idea es que las señales en las dos bandas del transpondedor se retrasen en diferentes cantidades por el vapor de agua en la atmósfera terrestre, y al medir la diferencia entre los retrasos, se puede restar aproximadamente el efecto del agua en el tiempo de luz de ida y vuelta. Algunos sistemas GPS/GNSS aplican mediciones de dos frecuencias para reducir el error de GPS debido al vapor de agua, aunque también pueden usar otras técnicas.

Para más sobre esto ver:

• ¿Sería útil la óptica adaptativa en radioastronomía?
• ¿Qué es el vapor de agua precipitable en la radioastronomía de ondas milimétricas y cómo se mide?

Respuesta original (y aún útil)

Solo abordaré la parte "Cómo" (dejando "Qué tan bien") a la respuesta de @DavidHammen .

No hay un "sensor de arrastre de cuadros" a bordo de Juno. Como orbitador de Júpiter, su trayectoria es el "sensor" y la trayectoria está determinada por varias técnicas radiométricas basadas en mediciones Doppler de retardo de la Red del Espacio Profundo en la Tierra.

Estos pueden incluir métodos bidireccionales (enviar una señal codificada de frecuencia estable, recibir la retransmisión con coherencia de fase desde la nave espacial, aplicar correlación para determinar con precisión el retraso y el desplazamiento Doppler) y métodos más complejos. Para obtener más información al respecto, consulte la respuesta de @ MarkAdler a

• ¿Cómo funciona una medición de desplazamiento doppler de tres vías?

Para obtener más información sobre el seguimiento de precisión en general, consulte la respuesta de @TomSpilker a

• Navegación de naves espaciales