Lunas desconocidas y sobrevuelos planetarios

Tengo una pregunta para cualquier experto en trayectorias:

Las sondas Pioneer y Voyager descubrieron nuevas lunas durante sus sobrevuelos de nuestros cuatro planetas gigantes (y de hecho anillos). Estos no fueron una gran sorpresa, ya que se había teorizado que estaban allí. Pero deben haber tenido un efecto en las trayectorias de las naves. Entonces, además de los cuerpos conocidos, ¿cómo tuvieron en cuenta los equipos de dinámica de vuelo la influencia gravitatoria de posibles "incógnitas desconocidas", por así decirlo?

Estoy pensando en el sobrevuelo de Titán de la Voyager 1 en particular. La ventana del objetivo era increíblemente estrecha y se estaban descubriendo lunas nuevas incluso cuando se acercaba a Saturno. ¿Dejaron los FiDos un margen lo suficientemente grande en sus cálculos para cubrir las incógnitas, sabiendo que serían bastante pequeñas? ¿O detectaron la influencia de estos nuevos cuerpos por cambios en la trayectoria de la nave y se actualizaron en consecuencia?

Cualquier enlace a artículos académicos, etc., muy apreciado.

La masa de Saturno es 5,6834×10^26 kg, su luna más grande, Titán, es 1,35×10° 23 kg, es decir, el 180 % de nuestra Luna, pero solo menos de 1/1000 de su planeta. Hay un pequeño efecto en la trayectoria de una sonda espacial, pero solo se puede medir cuando la sonda pasa muy cerca de la luna. Pero creo que la masa de Titán no se conocía con precisión antes del sobrevuelo de la Voyager.
Se conocían 14 lunas de Saturno antes del sobrevuelo de la Voyager, 3 más se descubrieron en los años 1980 a 1981 en imágenes de la Voyager. Pero otra luna Pan fue encontrada por su estela gravitacional y más tarde en imágenes archivadas de la Voyager en 1986.
¡¡Esta es una gran pregunta!! No pretendo disminuirlo de ninguna manera criticándome en el uso de Hay conocidos conocidos de Rumsfeld... pero creo que esto caería de lleno en las " incógnitas conocidas ". Nadie en la NASA se habría sorprendido de que pudiera haber lunas que no se habían visto antes desde la Tierra. Si les hubieras dicho a los científicos que planean estas misiones "Puede haber lunas que aún no conoces, y tendrán gravedad", probablemente habrían respondido "Sí, ¿por qué crees que estamos haciendo esto en primer lugar?"
Jaja, tienes toda la razón. Dejando a un lado la política, ¡su frase resume bastante bien cómo me muevo por la vida!
ídem; lo mismo conmigo. Si no fuera por Stack Exchange, estaría afuera dirigiendo el tráfico con mi sombrero de papel de aluminio .
Esta frase "desconocidos desconocidos" es anterior a Rumsfeld por mucho . Es solo que esa es la primera vez que los laicos escuchan ese término.
@DavidHammen ¡Ya veo lo que quieres decir! Debería haber leído más en lugar de solo wikiblurb el enlace, y así mostrarme como una persona común.

Respuestas (1)

Pero deben haber tenido un efecto en las trayectorias de las naves.

No realmente. Las incógnitas conocidas incluían las masas de Saturno y Titán. Hasta el día de hoy, la incertidumbre en el parámetro gravitacional de Saturno supera la de todas las lunas de Saturno descubiertas desde la Voyager, y en muchos órdenes de magnitud. La incertidumbre en el momento de la misión Voyager era mucho mayor.

Otra forma de verlo: la luna exterior de Saturno más grande descubierta desde las misiones Voyager tiene una masa de 43 × 10 15 kg. Un casi accidente de 10000 km de esta luna desconocida habría doblado la trayectoria de la Voyager 1 en medio arcosegundo y cambiado su velocidad en 0,04 metros/segundo. Eso es diminuto, y habría sido uno en un millón de tipo de encuentro. (En realidad, las probabilidades habrían sido cero ya que la órbita de esa luna está inclinada 46° y la Voyager 1 entró en una trayectoria inclinada 66°).

El artículo de wikipedia sobre la Voyager 1 menciona que "el sobrevuelo de Titán ocurrió cuando la nave espacial ingresó al sistema para evitar cualquier posibilidad de daño más cerca de Saturno que comprometiera las observaciones". Sospecho que este no es el caso. El sobrevuelo de Titán ocurrió primero porque si hubiera sucedido al revés, se habría necesitado una maniobra de corrección de trayectoria masiva para volver a encaminar el vehículo para un sobrevuelo de Titán dada la gran incertidumbre en la masa de Saturno (mejor: parámetro gravitacional). Como se mencionó anteriormente, esa incertidumbre sigue siendo algo grande hasta el día de hoy, y eso es con dos sobrevuelos adicionales y un vehículo (Cassini) que orbitó Saturno durante más de 13 años.

Sólo curioso; ¿Qué es "..la incertidumbre en el parámetro gravitacional de Saturno..." hoy?
@uhoh: un artículo de 2006 cita tres valores anteriores y agrega uno más. El primero, basado únicamente en Pioneer 11, tiene una incertidumbre de 2400 km^3/s^2. El segundo, basado en Pioneer 11 y las dos sondas Voyager, tiene una incertidumbre de 200 km^3/s^2. El tercero es una reproducción de las trayectorias de esas tres sondas, pero utilizando unas efemérides mejoradas, arrojando una incertidumbre de 57 km^3/s^2. El valor final, basado en aproximadamente un año de datos de Cassini, tiene una incertidumbre de 1,1 km^3/s^2.
Acabo de empezar a leerlo ahora, ¡parece muy divertido! Un conjunto tan mixto de datos con los que trabajar, tipos de observación, naves espaciales, cuerpos... La incertidumbre final es como de 0,3 ppm aproximadamente, increíble.
Lunas desconocidas y sobrevuelos planetarios
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