¿Por qué se minimizarían los problemas de puntería de Kepler si se apunta dentro de la eclíptica?

Después de leer algunos artículos sobre los nuevos usos sugeridos para el observatorio espacial Kepler paralizado con solo dos de las cuatro ruedas de reacción en funcionamiento, varias ideas sugieren que los problemas de puntería de Kepler se minimizarían si apuntara su cámara dentro del plano de la eclíptica .

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   ¿Qué sigue para Kepler? es un artículo de Astrobites que enumera las propuestas más interesantes para reutilizar el telescopio Kepler.

Una de las ideas que defienden el uso de Kepler para los objetos de destino dentro de la eclíptica es esta propuesta de A Survey of the Ecliptic Plane For Transiting Planets and Star Formation (PDF), que menciona:

Este White Paper exige el uso de Kepler para realizar un estudio en el plano de la eclíptica para buscar tránsitos de planetas alrededor de estrellas en latitudes galácticas altas y estudiar regiones de formación estelar para investigar la física de estrellas muy jóvenes no estudiadas por Kepler en su misión principal. Un análisis reciente del proyecto Kepler indica que la mejor orientación de la nave espacial será posible en el plano de la eclíptica.

Por lo demás, la propuesta parece lo suficientemente sólida. De todos modos, la búsqueda de tránsitos de planetas estaba dentro de las tareas de Kepler, con su objetivo original de determinar la frecuencia de los planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol y su visión de gran angular, aunque los supervisó durante años, en lugar de lo que ahora sería posible quizás. por semanas.

Pero no pude encontrar ninguna otra referencia sobre por qué Kepler sería más fácil de controlar cuando apunta hacia objetivos dentro del plano de la eclíptica. Esto me parece bastante no intuitivo. ¿Cuáles son las razones detrás de esta afirmación? ¿Se han realizado pruebas sobre las capacidades de control de actitud del Kepler actual que apoyarían oficialmente esta teoría?

Respuestas (1)

Kepler tiene cuatro ruedas de reacción colocadas de tal manera que el sistema de control de actitud tolera la falla de una rueda (es decir, si una rueda falla, los tres ejes aún pueden controlarse). Sin embargo, dos de las ruedas de Kepler han fallado y, por lo tanto, la necesidad de operaciones fuera de lo nominal.

Ball Aerospace, el contratista principal de Kepler, realizó un estudio preliminar sobre las operaciones de dos ruedas, cuyos resultados forman parte de la convocatoria de libros blancos para misiones alternativas. Este suplemento hace un buen trabajo al extraer los puntos más relevantes:

3) Las ruedas de reacción pueden mantenerse apuntando durante 4 días mientras absorben el momento del par solar en los ejes Y y Z. Esto establece un ciclo de 4 días para gestionar el impulso de las ruedas, aunque se permite una gestión más frecuente.

4) El momento en el eje X debe ser absorbido por el balanceo de la nave espacial. La deriva baja sobre el eje de puntería limita el sol al plano XY.

5) La máxima estabilidad de orientación se logra cuando la nave espacial apunta en los vectores de velocidad o antivelocidad, donde el sol permanece en el plano XY durante el período de 4 días.

Aquí está el sistema de eje del cuerpo del que están hablando (de la convocatoria de documentos técnicos):hachas kepler

Entonces, básicamente, cualquier par en el eje X deberá ser absorbido. Por lo tanto, para minimizar la cantidad de balanceo, desea equilibrar el par en ese eje (es decir, mantener el sol en el plano XY, ya que la presión de la radiación solar es la principal fuente de alteración de la actitud). Para hacer eso, recomiendan que el objetivo que apunta esté en el plano de la eclíptica, ya que el sol permanece esencialmente en ese plano XY durante todo el período de captura de imágenes (hasta 4 días). Este gráfico del suplemento muestra la deriva debido a la presión de la radiación solar durante un período de 4 días:

gráfico de deriva de balanceo

Como puede ver, esperan una deriva relativamente pequeña en el eje de balanceo con la actitud correcta. El documento tiene gráficos como este para otros perfiles de actitud, y exhiben una deriva mucho más rápida.

Combine el requisito de "sol en el plano XY" con el hecho de que necesita sol en los paneles solares, y tiene su actitud óptima definida a lo largo del vector de velocidad o el vector anti-velocidad, los cuales están en la eclíptica. plano.

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