¿Los diseñadores de la Voyager descuidaron el momento angular de las grabadoras?

Editar : Sí, el impulso de la grabadora (DTR) fue un problema. Sin embargo, no creo que haya sido un problema que se pasó por alto en la fase de diseño. El equipo de la Voyager sabía que se convertiría en un problema para los sobrevuelos de Urano y Neptuno, y tenía una solución antes del sobrevuelo de Urano. No he encontrado indicios de una "solución de última hora".

En 1973, la NASA publicó un informe " La aplicabilidad de las imágenes de fotogramas de una nave espacial giratoria ".

Otra fuente de movimiento de la imagen son las vibraciones aleatorias de la plataforma de montaje del sensor. A menudo, esto se debe en parte a los ciclos límite en el servosistema IMC y al control de actitud de la nave espacial. Además, cualquier pieza móvil de la nave espacial provocará cierta inestabilidad en el sensor.

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El movimiento giratorio de la nave espacial es el único componente significativo del movimiento de la imagen y el único componente que causará una mancha apreciable.

(nota: los cálculos en este informe se realizaron para una nave espacial hipotética estabilizada por rotación en Júpiter)

Entonces, ya en 1973, la NASA sabía que las partes móviles de la nave espacial eran una fuente potencial de manchas en las imágenes. En mi opinión, es poco probable que posteriormente hayan olvidado dar cuenta del DTR.

La guía de viaje Voyager Neptune (PDF página 140) (documento preparado por la oficina de planificación de la misión Voyager) tiene una buena descripción general del problema y la solución:

A medida que la Voyager navega en un entorno de gravedad cero, el movimiento de inicio y parada de su grabadora puede agregar más sacudidas al movimiento del ciclo límite natural de la nave espacial. Para reducir este tipo de perturbaciones, el equipo de vuelo de la Voyager ha ideado un nuevo software que activa los propulsores de la nave espacial para compensar el cambio de velocidad de la grabadora cada vez que la grabadora se inicia o se detiene.

Esto fue más un problema en el encuentro con Neptuno que antes en el vuelo, debido a los tiempos de exposición más largos requeridos.

Hay un documento de la conferencia AIAA que puede contener más información sobre este tema en relación con el encuentro con Urano, pero no tengo acceso a eso.

Según New Cosmic Horizons: Space Astronomy from the V2 to the Hubble Space Telescope and Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space (por Carl Sagan, quien estuvo muy involucrado con el programa Voyager), se utilizó esta técnica de compensación de movimiento en Urano como en Neptuno.

Para el encuentro con Saturno, utilizaron compensación de movimiento de imagen en el sobrevuelo de Rhea. En este caso, volaron tan cerca de Rhea que tuvieron que girar la nave espacial para mantener a Rhea centrada y evitar manchas. La rueda de prensa de Saturno no habla de compensar el movimiento del DTR.

Esto parece ser muy similar al mito de que la NASA gasta millones de dólares para desarrollar una pluma espacial. Una cosa es cierta: esto no sucedió (citando de tutorvista.com ):

La Voyager 2, en 1986, mientras volaba más allá del planeta Urano, se puso en rotación no deseada por este efecto de volante, cada vez que su grabadora se encendía a alta velocidad. El personal de tierra del Laboratorio de Propulsión a Chorro tuvo que programar la computadora de a bordo para que encendiera chorros de propulsión que contrarrestaran cada vez que se encendía o apagaba la grabadora.

Peor aún, (de education.com ),

¿Qué hizo que la Voyager apuntara en la dirección equivocada?

Si bien la segunda afirmación en ese enlace tutorvista.com es cierta (ver la respuesta de Hobbes), la primera no lo es. El título de la página en education.com es aún peor; es completamente falso.

En el momento del encuentro con Urano, la información enviada desde la Voyager 2 tardó 2,5 horas en llegar a la Tierra. Se habrían necesitado 2,5 horas adicionales para que se enviaran las correcciones a la Voyager 2, y eso suponiendo que los ingenieros pudieran haber reconocido instantáneamente el problema y desarrollado un plan para compensar esa rotación no deseada. El encuentro con Urano fue de muy corta duración, muy parecido al reciente sobrevuelo de Plutón por parte de la nave espacial New Horizons. La mayor parte del encuentro ya habría terminado con ese tiempo (mínimo) de cinco horas entre el reconocimiento y la resolución del problema.

De hecho, habría tomado mucho más de cinco horas. El propelente era uno de los recursos más preciados de la nave espacial Voyager. Un plan que involucraba el gasto de propulsor tendría que haber pasado al más alto nivel para su aprobación. El marco de tiempo necesario solo para esta aprobación habría involucrado semanas, tal vez meses. También habría tomado una buena cantidad de tiempo desarrollar el algoritmo de compensación. Esta no fue una decisión improvisada.

Hay otro problema con toda la premisa. Citando a Donald Rumsfeld, "Hay cosas conocidas conocidas; hay cosas que sabemos que sabemos. También sabemos que hay cosas desconocidas conocidas; es decir, sabemos que hay algunas cosas que no sabemos. Pero también hay cosas desconocidas desconocidas, las que no sabemos que no sabemos". Los sistemas de control de actitud de las naves espaciales deben tratar con los conocimientos conocidos, las incógnitas conocidas y las incógnitas desconocidas.

Si no hubieran sido compensados, los errores de tasa de actitud que habrían resultado del inicio y la detención de la unidad de cinta habrían caído en la categoría de "incógnitas desconocidas" ("ruido de proceso" en términos de filtros de Kalman). El sistema de control de actitud eventualmente habría abordado estos errores, pero solo después del hecho. El resultado habría sido imágenes borrosas en lugar de apuntar en la dirección equivocada. Abordar estas consecuencias conocibles de iniciar y detener la unidad de cinta como parte integral del sistema de control de actitud movió esto de la categoría "desconocido desconocido" a la categoría "conocido conocido".

Quizás esto fue previsto durante la etapa de diseño, quizás no. Es difícil de contar; Busqué y busqué. Como mínimo, alguien en el JPL previó esto meses antes del encuentro con el sistema de Urano.