Propagación del estado del transbordador espacial --- ¿aceleración constante durante el ciclo?

El transbordador espacial usó un algoritmo de propagación de estado para estimar el vector de estado actual cuando aún no había nuevos datos disponibles del sistema de navegación (que vendrían a una velocidad de solo 0,25 o 0,5 Hz).

Las ecuaciones de propagación de estado integraron la aceleración inercial una vez para actualizar el vector de velocidad y dos veces para actualizar el vector de posición.

Pero, ¿y la aceleración? ¿Se actualizó durante el transcurso de un ciclo de navegación, antes de que hubiera nuevos datos disponibles? ¿O se suponía que era constante?

Sé que tenían ecuaciones para actualizar la aceleración gravitacional, por lo que parece extraño que pudieran ignorar los cambios en la aceleración inercial al tratarla como una constante.

Si se actualizó la aceleración inercial, ¿cómo se calculó la estimación?

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Encontré un artículo que describe el algoritmo de propagación del estado super-G utilizado en el transbordador espacial.

Y queda claro que varios términos de aceleración se actualizaron y propagaron en los ciclos de bucle menores antes de que la IMU dispusiera de nuevos datos.

Pero si bien esos términos incluyen la gravedad y la resistencia más una corrección por el achatamiento de la Tierra, no parecen incluir el empuje, que parece ser el término más importante durante el lanzamiento, ni parecen capturar el cambio en la masa debido al consumo de combustible (que yo no puedo imaginarme siendo menos significativo en su impacto que el achatamiento de la tierra).

Desde la última página del documento vinculado:

ingrese la descripción de la imagen aquí

A_CFi es el término de fuerza central gravitacional, A_J2i es el término de corrección para el achatamiento de la tierra y A_Di es el término de arrastre. No se puede encontrar ningún término de empuje en ninguna parte...

El algoritmo Super-G se describe en detalle en el apéndice A pp. A3--A5.

¿Quizás el documento anterior consideró solo el caso de un transbordador espacial que ya está en órbita con los propulsores apagados para que no se produzca aceleración de empuje? Las ecuaciones serían precisas incluso sin el término de empuje...

¿Por qué hace todas estas preguntas sobre minucias de una tecnología obsoleta y obsoleta? Para ser franco, estas preguntas se están volviendo un poco viejas (juego de palabras).
Ya sabes lo que dicen: el diablo está en las minucias. Las minucias se vuelven repetitivas y viejas rápidamente. Lo siento.

Respuestas (2)

Está justo ahí en el resumen que vinculó. Léalo atentamente de nuevo, con mi énfasis:

Se evaluaron tres tipos de integradores numéricos de navegación en órbita : (1) integradores de potencia sin incorporación delta-V, simplemente flotando (utilizando integradores de expansión de la serie Taylor); (2) integradores de inercia utilizando el método de Cowell de perturbaciones especiales; y (3) integrador de inercia utilizando el método de perturbación de la variación de parámetros de Pines. Los resultados muestran que el integrador super G es muy simple y efectivo para pasos de tiempo de 2 y 4 segundos. Dado que los datos IMU delta-V se pueden incorporar fácilmente en el esquema de integración, su uso como propagador de navegación en órbita estándar para el mantenimiento del estado actual se implementó en el software de navegación a bordo.

Está diseñado desde el principio para ignorar el empuje, porque se supone que solo debe usarse en órbita mientras navega. El empuje parece haber sido el trabajo de otra cosa.

Suponiendo que la propagación del estado es solo el estado orbital, entonces no propaga las aceleraciones del vehículo. Las únicas aceleraciones que importan son las aceleraciones de actitud y se miden desde las IMU.

Las aceleraciones que afectan el estado orbital de la nave espacial se deben únicamente a fuerzas externas, es decir, objetos celestes (típicamente la Tierra, la Luna y el Sol en LEO), arrastre atmosférico, presión de radiación solar y activaciones de propulsores.

Fuente: Escribo y publico propagadores de órbita de alta fidelidad para el diseño de misiones y la determinación de órbitas, por diversión y por mi trabajo.

¡Gracias, @ChrisR! Puedo ver cómo la aceleración no sería un problema para las órbitas estables. Probablemente sería más importante para las transferencias orbitales. Estoy lidiando estrictamente con lanzamientos de cohetes en este momento, así que nada de eso es divertido para mí todavía, pero necesito tener en cuenta la aceleración neta muy significativa debido al empuje, la resistencia y la gravedad... aunque el súper -El algoritmo G que han usado en el transbordador espacial parece cubrir la gravedad y el arrastre pero no el empuje, lo que me tiene un poco perplejo. Claramente me falta algo, pero todavía no sé qué es ese algo...
Super-G era solo para la órbita IIRC.
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