¿Desde qué altura soltarán el helicóptero Dragonfly en Titán y lo harán aterrizar por sí mismo, y cuáles son los principales factores que determinan esta altitud?

La presión en la superficie de Titán es de aproximadamente 1,5 bar y debido a que la gravedad en la superficie es baja, la presión disminuye mucho más lentamente con la altitud que en la Tierra. De la Atmósfera de Titán de Wikipedia ; estructura vertical :

La estructura atmosférica vertical de Titán es similar a la de la Tierra. Ambos tienen troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera. Sin embargo, la gravedad superficial más baja de Titán crea una atmósfera más extensa, con alturas de escala de 15 a 50 km (9 a 31 millas) en comparación con los 5 a 8 km (3,1 a 5 millas) en la Tierra. Los datos de Voyager, combinados con datos de Huygens y modelos radiativos-convectivos, proporcionan una mayor comprensión de la estructura atmosférica de Titán.

El gráfico a continuación sugiere una altura de escala cerca de la superficie de unos 15 km y la presión de 1 bar (la presión de la superficie de la Tierra) a unos 6 km, aunque no sé acerca de la densidad que es lo que más importa a sus propulsores.

Un gráfico que detalla la temperatura, la presión y otros aspectos del clima de Titán. La neblina atmosférica reduce la temperatura en la atmósfera inferior, mientras que el metano eleva la temperatura en la superficie. Los criovolcanes arrojan metano a la atmósfera, que luego llueve sobre la superficie, formando lagos.haga clic para más grande

Un gráfico que detalla la temperatura, la presión y otros aspectos del clima de Titán. La neblina atmosférica reduce la temperatura en la atmósfera inferior, mientras que el metano eleva la temperatura en la superficie. Los criovolcanes arrojan metano a la atmósfera, que luego llueve sobre la superficie, formando lagos. Fuente

Pregunta: Según tengo entendido, dado que la atmósfera es densa y alta y la libélula viene con todas estas cámaras para poca luz, hardware de navegación y cuatro pares de hélices, no habrá grúa aérea. En algún momento, simplemente lo soltarán y lo dejarán manejar su propio descenso.

  1. ¿Desde qué altura soltarán el helicóptero Dragonfly en Titán y lo harán descender y aterrizar solo?
  2. ¿ Cuáles son los principales factores que determinan la altitud óptima de "liberación"?

Respuestas (1)

El sistema de entrada y descenso Dragonfly, Wright et al. (Entrada NTRS n.º 20190028683) da este ConOps:

EDL ConOps Libélula

  • Interfaz de entrada 1270 km: Giro estabilizado a 2 RPM
  • Pulso de calor de entrada: 250 s: Flujo de calor máximo 250 W/cm2 con margen
  • Despliegue de drogue E+6 min, ~Mach 1.5: más de 80 minutos gastados en drogue
  • Despliegue del conducto principal E+88 min: baja velocidad y carga de apertura
  • Lander Release E+105 min: Suficiente tiempo para organizar la separación del escudo térmico, activar el radar y el lidar, desplegar las piernas de aterrizaje

El ConOps indica que el módulo de aterrizaje se suelta a los 105 minutos, a una altura de 1,2 kilómetros . Una diapositiva posterior indica que la precisión de entrega es una elipse de ~149 x 72 km en el momento del lanzamiento.

Proporciona fácilmente al módulo de aterrizaje la precisión suficiente para navegar a la zona de aterrizaje seleccionada

Fuentes de dispersión

  • Latitud: errores de navegación
  • Longitud: vientos en paracaídas

La pregunta 2 es una muy buena pregunta sobre la que no he encontrado ninguna información (fuera de lo que se presenta aquí). Sospecho que aún no se ha realizado un trabajo de ingeniería vigoroso en esta fase de la misión. Este documento (Selección y características del sitio de aterrizaje de la libélula cerca del cráter Selk, Titán, Lorenz et al. 2021) proporciona información en forma de perfiles topográficos cerca del sitio de aterrizaje propuesto que tienen variaciones de unos pocos cientos de metros:Perfil topográfico

La variación de altura máxima podría representar una restricción de altura de separación mínima.

Genial animación EDL con marcadores de velocidad: Dragonfly Animation

Las respuestas de Stack Exchange no pueden ser imágenes de texto , deben estar contenidas en el texto de su publicación. Este es un buen comienzo, pero vuelva a esas diapositivas, seleccione y copie/pegue cualquier información que desee que los lectores tengan disponible como texto ASCII. Eso hace que 1) se pueda buscar y 2) esté disponible para aquellas personas que usan lectores de pantalla . No hay nada de malo en incluir capturas de pantalla de las diapositivas, pero cualquier información que se escriba de ellas también debe reproducirse como texto real. ¡Gracias!
¡Gracias por la edición! Hice algunas adiciones, y la diapositiva parece decir 1,2 en lugar de 1,5 km, así que también cambié eso. Si tienen una altura nombrada de 1,2 km, entonces no creo que la pregunta #2 (¿ Cuáles son los factores principales...? ) "no tenga respuesta en este momento". Tal vez no lo haya encontrado declarado explícitamente en las fuentes que cita, pero eso no significa que sea necesariamente fundamentalmente incontestable. Demasiado alto y no hay mucha sustentación y las baterías se agotarán antes de que aterrice, demasiado bajo y no podrá reducir la velocidad lo suficientemente rápido. De cualquier manera, es el final de la misión, ¿verdad?
@uhoh ups, buena captura. Trataré de aclarar lo que quiero decir con esa declaración.
¿Desde qué altura soltarán el helicóptero Dragonfly en Titán y lo harán aterrizar por sí mismo, y cuáles son los principales factores que determinan esta altitud?
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