Dawn orbita Ceres a miles de kilómetros de altitud periáptica, y no parece planear bajar de los 375 km . Por el contrario, Rosetta ha bajado a unos 30 km de altitud , y finalmente incluso intentará aterrizar suavemente . Y eso es en un cometa con coma que ya podría haber causado que Rosetta entrara en modo seguro cuando su rastreador de estrellas confundió los escombros a su alrededor con estrellas .
¿Es tal vez por la gravedad, la propulsión, la instrumentación o el diseño de naves espaciales? ¿No es más cerca mejor?
Energía orbital específica mucho, mucho más alta ( ) y la falta de propulsores de alto impulso de Dawn. Bien, técnicamente, Dawn tiene 12 propulsores RCS de 0,9 N fuera del eje, pero solo se lanzó con 46 kg de hidracina para ellos, por lo que depende en gran medida solo de sus tres propulsores de iones de 90 mN. Consulte esta respuesta para obtener una explicación más detallada de sus sistemas de propulsión y las limitaciones de la propulsión de bajo empuje.
Como para , cálculo aproximado de la órbita de 30 km de Rosetta alrededor de 67P/Churyumov–Gerasimenko me da ~ (tenga en cuenta que 67P es un cuerpo muy irregular) y para Dawn en una órbita de 375 km alrededor de Ceres . Esa es una gran diferencia de unos pocos órdenes de magnitud y de dónde proviene la amplitud de la energía requerida para realizar maniobras orbitales correctivas (multiplicada por la masa del orbitador para obtener la energía requerida en julios, pero Rosetta y Dawn tienen aproximadamente la misma masa ahora ), en caso de que sean necesarios, digamos debido a mascons (concentraciones de masa) y otro campo de gravedad desigual o incluso la presencia de superficie desgasificada (o expulsada en el caso de Ceres, ya que se sospecha que es un cuerpo geotérmicamente activo con criogeysers de agua salada como uno posible explicación de esas infames manchas blancas) materiales que aumentan la densidad del medio por el que tiene que orbitar (y, por lo tanto, influyen en la descomposición orbital).
Rosetta no tiene estos problemas, porque terminará su misión (principal) en el momento en que se quede sin propulsores y requiere mucho menos de ellos y ráfagas mucho más cortas para mantener su cuasi-órbita alrededor de 67P. Cuasi porque se mantiene constantemente con quemaduras de impulso y no se mantendría ni siquiera cerca de la deseada en el tiempo que le lleva completar una sola órbita alrededor del cometa sin ellas. No puedo encontrar una buena información sobre el período orbital actual de Rosetta, pero debería ser de aproximadamente 16 días , bastante debido a todas las incertidumbres. Afortunadamente, desde la perspectiva de la observación y del módulo de aterrizaje Philae, el cometa gira mucho más rápido sobre su propio eje (12,4 horas). Aún así, ¿quizás un mejor término sería que Rosetta se mantiene en posición alrededor de 67P en lugar de orbitarlo?
Tenga en cuenta también que una órbita de 375 km alrededor de Ceres tarda ~ 320 minutos , mientras que una de 30 km menos de la mitad tarda ~ 145 minutos . Las perturbaciones, tanto por precesión nodal ya que Ceres tampoco es exactamente un cuerpo esférico, como por posibles mascons significarían que tendría (al menos más grandes) problemas para mantener una actitud fija en el nadir para las observaciones, y la velocidad orbital aumentaría de unos 273 m/ s a aproximadamente 356 m/s. Te dejaré calcular la velocidad relativa al suelo, pero como puedes ver, es posible que tengas mucho menos tiempo para apuntar hacia una sola área en un solo paso y también se reduciría en tamaño, ya que la resolución angular de tus instrumentos permanece fijado. Esto es especialmente importante para las observaciones de Ceres en su lado nocturno, que requieren largos tiempos de exposición.
Hay otro punto para mantener la órbita final de Dawn relativamente alta. No puedo proporcionar una referencia porque no recuerdo dónde escuché esto (podría haber sido durante alguna conferencia, conferencia de prensa o en el blog de Dawn).- Actualizaré cuando lo encuentre), pero a menos que lo recuerde mal, el plan para Dawn después de completar su misión principal y una vez que se quede sin propulsores / masa de reacción es simplemente dejarlo en órbita alrededor de Ceres, y la palabra fue (donde sea Recuerdo esto de) que debería permanecer allí y poder devolver datos científicos durante bastante tiempo más. Por supuesto, si lo colocara en un LAMO final aún más bajo (órbita de mapeo de baja altitud) antes de que se queme y se seque, su órbita precederá mucho más rápido hasta su desaparición final de litofrenado como un pequeño campo de escombros en forma de abanico en la superficie de Ceres. ¿Quizás eso es lo que son esos puntos brillantes? ¿O cementerios de bolas de discoteca de los años 60-80? Bromas aparte, dado que funciona con energía solar, no hay ninguna razón por la que la mayoría de sus instrumentos no puedan funcionar durante muchos años más. En su entorno, suponiendo que no haya ningún evento astronómico, solo debería perder alrededor del 1% de su poder por año. Y mientras al menos uno de sus volantes todavía funcione, debería poder mantener un contacto periódico con la Tierra.
Por el contrario, si bien eso también es cierto para Rosetta, la sonda que persigue el cometa no puede orbitar 67P por mucho tiempo antes de que su órbita se vea demasiado perturbada por el campo de gravedad desigual del cometa y la atracción gravitatoria de otros cuerpos del sistema solar durante el perihelio y acercamientos cercanos a no demasiado. una gran inclinación hacia el plano invariable (~ 7 °), y chocó contra el cometa sin gracia o se alejó de él para nunca volver a acercarse.