¿Por qué se eligió la órbita de Kepler para seguir alejándose de la Tierra?

El telescopio Kepler fue lanzado desde la Tierra el 7 de marzo de 2009 y colocado en una órbita independiente alrededor del Sol, con un semieje mayor de 1,0132 AU, período de 372,53 días y una excentricidad de 0,036 según Wikipedia.

Kepler necesita estar lo suficientemente lejos de la Tierra para que Earthshine (luz solar reflejada por la Tierra) no pueda contaminar sus mediciones. La cámara se considera un fotómetro: la misión principal de Kepler es detectar planetas extrasolares midiendo pequeños cambios en el brillo de las estrellas causados ​​por planetas distantes que transitan por sus estrellas.

Creo que también hay otras razones para mantener a Kepler alejado de la Tierra. Pero me pregunto por qué se decidió poner a Kepler en una órbita que continúa alejándose cada vez más de la Tierra.

La vida útil del diseño de Kepler es de 4 años, pero continúa produciendo datos científicos incluso ahora, más de siete años desde que se encargó originalmente.

Mi pregunta es sobre su órbita. Actualmente se encuentra a unos 137 millones de kilómetros de la Tierra, casi 1 UA, y continúa alejándose de la Tierra todo el tiempo (ver gráficos a continuación). Entiendo que Kepler realiza una cantidad sustancial de preprocesamiento de las imágenes de aproximadamente 93 millones de píxeles antes de enviarlas a la Tierra, y las descargas se realizan periódicamente, tal vez una vez al mes. Así que la larga distancia no parece estar causando demasiado problema de comunicación.

Pero me pregunto por qué se decidió poner a Kepler en una órbita que se aleja constantemente de la Tierra. ¿Hay algún beneficio en esto, o es la única forma de evitar que regrese a la vecindad de la Tierra demasiado rápido?

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arriba: gráfico del movimiento de los cuerpos del sistema solar interior proyectados en el plano de la eclíptica en un marco giratorio (sinódico) basado en la órbita de la Tierra. Datos de la base de datos de efemérides de JPL Horizons . La Tierra es la "mancha" azul a la derecha, y el telescopio Kepler se mueve lentamente detrás de la Tierra cada año. Los movimientos se deben a la excentricidad tanto de la Tierra como de Kepler.

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arriba: gráfico de la distancia entre Kepler y la Tierra en función del tiempo. Datos de la base de datos de efemérides de JPL Horizons .

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arriba: gráfico del ángulo solar entre Kepler y la Tierra en función del tiempo. Datos de la base de datos de efemérides de JPL Horizons .

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arriba: matriz CCD del fotómetro de Kepler , crédito: NASA.

Evitar que se desvíe costaría combustible. La deriva no causa daño. ¿Por qué la quemadura?
Por curiosidad, ¿usaste Matlab para esos gráficos? El estilo se asemeja a los resultados de Matlab (aunque iirc matplotlib produce gráficos similares).
@LorenPechtel ¡Sí, eso tiene sentido! Me pregunto si hay otra órbita que se separaría de la Tierra aún más lentamente y requeriría incluso menos combustible, o si esto ya está cerca del mínimo.
@JAB Usé Python y Matplotlib. Hay cierta similitud visual con Matlab, pero todo en la trama son solo objetos de Python. Las órbitas se manejan dentro del sistema Horizons de JPL, y acabo de guardar su salida en coordenadas eclípticas en mi computadora. La única matemática que he hecho yo mismo aquí es una transformación de rotación simple para mantener la tierra en el eje +x.

Respuestas (1)

Inicialmente, Kepler estaba programado para ir a L2 . Sin embargo, al preparar Spitzer, la NASA descubrió que se necesita menos propulsor para alcanzar una órbita heliocéntrica que sigue a la Tierra que L2 . Para Spitzer, esto permitió el cambio a un lanzador más pequeño. Este hallazgo también se aplica a Kepler.

Está bien, eso es útil. Supongo que si Kepler fue diseñado para operar normalmente a aproximadamente ~ 1 AU, entonces también podría operar mientras esté a menos de 1 AU. Voy a echar un vistazo a esos enlaces. ¿Hubo algún tipo de avance conceptual de la mecánica orbital aquí, o fue más obvio en retrospectiva ?
¡ La figura 7 en este pdf es interesante, al igual que el párrafo inmediatamente superior a la figura! L2 requiere un mantenimiento regular de la estación, lo que significa peso y pérdida de tiempo de observación. Una vez en una órbita heliocéntrica, no son necesarias las maniobras de propulsión para los ajustes de la órbita.
SEL2 parece un lugar mucho mejor para Kepler que una órbita heliocéntrica. Si Kepler hubiera trabajado durante 30 años como HubbleST, su rendimiento científico habría crecido exponencialmente con el tiempo. El tránsito necesita tiempo.
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