¿Qué tan cerca estuvo Philae de escapar de la velocidad durante su primer rebote?

La ESA indica que el primer rebote duró dos horas y alcanzó una altura de 1 km. Con la gravedad superficial extremadamente débil y la baja velocidad de escape del cuerpo (< 1 m/s), y otra información disponible públicamente sobre las propiedades de masa del cometa y la ubicación del lugar de aterrizaje, ¿podemos estimar qué tan cerca estuvo el módulo de aterrizaje de alejarse hacia el espacio? ?

Primero necesitará una respuesta a esta pregunta .
Además, por lo que se dijo en la conferencia de las 20:00, no fue tanto un rebote... Philae aterrizó y ancló correctamente los taladros, pero los arpones no dispararon. Cuando comenzó a girar hacia abajo en su volante, todo el módulo de aterrizaje fue arrancado de sus amarres y enviado a volar, girando en la dirección opuesta. Si era solo un rebote, sabíamos que aterrizaría a 1 m/s y seguimos el procedimiento de cerca, por lo que es muy poco probable que el rebote sea superior a 1 m/s. Pero en esta situación la velocidad de "lanzamiento propulsado por volante" es indeterminada.
@SF. Interesante. Debería ser posible tener una idea de la velocidad de "lanzamiento" desde el aire, pero el campo de gravedad no esférico es una complicación.
@pericynthion: Conocer el nuevo lugar de aterrizaje y el tiempo para alcanzarlo nos daría una estimación bastante buena (la componente horizontal de la velocidad), si la distancia se alcanzara en un solo rebote. Pero fue en dos, así que lo mejor que obtendremos es la velocidad promedio entre los dos.
El segundo rebote fue mucho más corto, probablemente insignificante.
@JerardPuckett ¿Técnicamente, no requeriríamos simplemente datos del acelerómetro de su telemetría durante el aterrizaje? Es decir, creo que responder a esta pregunta sería más fácil y posiblemente más preciso que depender de un modelo de concentración de masa de precisión limitada del cometa y no saber exactamente dónde ocurrieron esos rebotes.
@TildalWave si estuviera equipado con un acelerómetro capaz de medir en el rango de 1E-6 m/s^2... ¿sabe si ese es el caso?
@pericynthion No, lo siento, solo fue una idea. Tengo algunos (¿o un acelerómetro 3D cuenta como uno?) en mi teléfono inteligente y aunque no puedo garantizar su precisión, me muestra 10 decimales en el modo de calibración. Me doy cuenta de que Philae es bastante antiguo en su diseño, pero francamente no tengo idea de lo que estaba disponible en ese momento en este departamento. ;)
No es apropiado aquí, pero para su información, los acelerómetros MEMS como el de su teléfono suelen ser buenos para aproximadamente 0.1 m / s ^ 2
Los acelerómetros para medir cualquier cosa menos la aceleración además de una precisión decente requieren una frecuencia de muestreo muy alta o un comportamiento del objeto muy "suave": sin tambaleos, fluctuaciones, sacudidas o vibraciones. De lo contrario, los datos a gran escala (velocidad de movimiento) se pierden por completo en el ruido (vibraciones). Me temo que en el caso del lanzamiento asistido por volante, ese no fue el caso.
Mientras Rosetta esté en órbita alrededor del cometa, la respuesta es "lo más cerca que está Rosetta". Vea mi respuesta a continuación.

Respuestas (3)

Podemos hacer una aproximación muy aproximada al dorso del sobre, al menos. Digamos que 67P es una esfera de 1,7 km de radio con una masa de 1x10 13 kg; Wolfram Alpha dice que la gravedad de la superficie es ~2.3x10 -4 m/s 2 y la velocidad de escape = 0.886 m/s. La gravedad 1 km por encima de eso (en el periapsis) sería 9x10 -5 m/s 2 .

Soy demasiado perezoso para hacer el cálculo de una trayectoria balística a través de ese gradiente gravitacional, así que usemos el promedio, 1.6x10 -4 m/s 2 . Si el primer rebote es una parábola de 2 horas, entonces el periápside es de 1 hora (3600 s), la velocidad vertical es 0 y, por v = v0 + at, la velocidad inicial fue, por lo tanto, de 0,576 m/s; periapsis también funciona bastante cerca de 1 km con esa aceleración promedio, por lo que parece sensato.

Ejecutar las mismas ecuaciones solo para el lóbulo pequeño del cometa produce resultados similares; la masa más baja es algo cancelada por la altitud inicial más baja.

Así que esta fue una llamada bastante cercana: ¡Philae puede haber despegado a aproximadamente 2/3 de la velocidad de escape!

Nunca estuvo cerca. Rosetta no tenía velocidad de escape cuando expulsó a Philae. Entonces, mientras Philae fuera expulsado en dirección retrógrada, Philae tampoco tendría velocidad de escape. Después del rebote, Philae tendría incluso menos energía debido a la atenuación del tren de aterrizaje y, por lo tanto, estaría aún más lejos de escapar que antes del rebote.

La dinámica no es necesariamente tan simple, dado el impulso de separación (¿sabemos qué fue, como una cantidad vectorial?) y la fuerza de reacción aparente del giro del volante.
Son así de simples. Mientras el impulso de separación fuera pequeño, lo que debe haber sido ya que Rosetta todavía está capturada, entonces nada más importa. La única otra cosa que se me ocurre que podría hacer que Philae escape sería el impacto del géiser.
¿Qué pasa con el volante?
El volante está a bordo de Philae. ¿Cómo cambia eso la energía de Philae en relación con el cometa?

El nuevo informe dice que Philae se movía a 38 cm/s.

Usando la cifra de Russell de 0,886 m/s como velocidad de escape, tenemos un 43 % de velocidad de escape.

De cualquier manera, ¡demasiado cerca para su comodidad!
¿Qué tan cerca estuvo Philae de escapar de la velocidad durante su primer rebote?
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