Cuando las misiones Mars 2020 y Mars Science Laboratory estaban en el espacio profundo, ¿qué antenas tenían disponibles para comunicarse con la Tierra?
UH oh
Esta respuesta completa a ¿Los cerebros de los rover Curiosity y Perseverance hicieron el viaje de la Tierra a Marte? explica que durante el vuelo en el espacio profundo, las computadoras de los rovers estaban haciendo la mayor parte del pensamiento a pesar de que estaban encerrados dentro de varias estructuras externas. Se comunicaron con todos los sistemas de sensores y propulsores a través de cables que se cortaron cuando los rovers colgaban de la grúa celeste justo encima de la superficie de Marte.
Durante el vuelo espacial profundo entre la Tierra y Marte, las naves espaciales se comunicaron regularmente con la Tierra para el seguimiento, el estado de la nave espacial y las posibles instrucciones de corrección de la trayectoria.
Si las antenas fueran de ganancia media y especialmente alta, tendrían que apuntar de alguna manera hacia la Tierra.
Al mismo tiempo, había paneles solares (no se muestran en la imagen de abajo por alguna razón) que tendrían que estar orientados aproximadamente hacia el sol.
Además, no sé con qué frecuencia (si alguna vez) se pusieron en rollo para estabilizar el giro.
Pregunta: Cuando las misiones Mars 2020 y Mars Science Laboratory estaban en el espacio profundo, ¿qué antenas tenían disponibles en el exterior de la nave espacial para comunicarse con la Tierra? ¿Eran antenas direccionales de alta ganancia que requerían que la nave espacial maniobrara y apuntara hacia la Tierra?
De esta respuesta a ¿Dónde termina MSL y comienza Curiosity? :
Respuestas (1)
BrendanLuke15
Del artículo MSL de DESCANSO , las comunicaciones de crucero se hacían con una antena de ganancia media (MGA) y una antena de ganancia baja (PLGA) .
La nave espacial fue estabilizada por giro:
el plan de control de actitud de trayectoria interplanetaria para MSL tiene la etapa de crucero girando a 2 revoluciones por minuto (rpm) hasta poco antes de entrar en la atmósfera marciana. Las antenas de crucero (una antena de ganancia media y una antena de baja ganancia) tienen sus puntos de mira coalineados con el eje Z de la nave espacial. El eje –Z está estrechamente alineado con el eje de giro de la nave espacial.
Y siempre estuvo estabilizado por giro (ver video de separación del vehículo de lanzamiento ).
El panel solar de la etapa de crucero también está montado con el eje Z de la nave espacial, lo que presenta un tira y afloja interesante entre los subsistemas de energía, térmicos y de telecomunicaciones:
la orientación de la etapa de crucero hacia el Sol está impulsada por las limitaciones del subsistema térmico y de energía. La matriz solar normal debe apuntar cerca de la línea del Sol, en un ángulo de visión del Sol que optimice la salida de energía de la celda solar, que puede verse afectada por un calentamiento excesivo. Por otro lado, el enlace de telecomunicaciones sería óptimo si la vista de la antena (y, por lo tanto, el eje Z de la nave espacial) apuntara hacia la Tierra.
El ángulo Sol-Sonda-Tierra (SPE) de la trayectoria es una geometría clave para equilibrar estas restricciones (del artículo DESCANSO MSL ):
La trayectoria volada es (no del todo, pero lo suficientemente cerca) la línea discontinua roja.
Por lo tanto, la nave espacial tuvo que ajustar su actitud (mientras giraba) varias veces para mantener, principalmente, su estado térmico y de potencia y, en segundo lugar, la orientación de la antena de telecomunicaciones.
Estos giros de actitud se pueden ver en esta presentación de diapositivas ( 2011 Mars Science Laboratory Trayectory Reconstruction and Performance from Launch Through Landing, Fernando Abilleira, 2013 ) en la diapositiva 9 cuando el ACS gira, hubo 22 en total.
Editar: Mizukami, M. et al. "Operaciones de maniobras de propulsión de crucero del Laboratorio de Ciencias de Marte", 2013 (NTRS ID: 20130013986) establece:
Se realizaron aproximadamente 40 giros, tanto para mantener la actitud deseada respecto al Sol y la Tierra, como para calibrar sensores ACS.
La única limitación del sistema de telecomunicaciones era un máximo de "punto de desviación de 80 grados desde el punto de mira de PLGA". La restricción de la vista de 80 ° fuera del orificio proviene del patrón de radiación del PLGA:
lo que en teoría pone los ángulos de visión del Sol permitidos entre 0° y 145° (~65° SPE + 80° fuera de la mira PLGA) para mantener la comunicación con la Tierra (¡espero que no necesitaran >90°!).
Más tarde, en el crucero, se usó el MGA cuando los ángulos SPE más bajos presumiblemente permitieron que el MGA produjera una mejor ganancia que el PLGA:
UH oh
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