Sincronización de la comunicación de la nave espacial

Cuando la NASA da órdenes a una nave espacial distante como Juno, ¿cómo se hace eso en términos de tiempo y protocolo?

Por ejemplo, ellos:

  1. dar un comando para quemar durante 15 segundos al recibir la señal (en cuyo caso tendrían que tener en cuenta el tiempo de viaje ligero de 45 minutos)?

  2. dar una orden para quemar durante 15 segundos y dejar el tiempo a la nave (por ejemplo, tal vez en un lugar determinado que determinará la nave)?

  3. ¿algo más?

Respuestas (1)

Generalmente, se usa la opción 3: se carga una secuencia de comandos y todos están vinculados a tiempos específicos. "quemar durante 15 segundos en la fecha x hora y".

A diferencia de su opción 1, esto permite que el control de la misión cargue comandos por adelantado. Por ejemplo, el programa de sobrevuelo de Plutón de New Horizons contenía miles de comandos que necesitaban una sincronización exacta, y la nave espacial tenía que cambiar su actitud a menudo para apuntar sus instrumentos a sus objetivos. Eso significaba que la antena principal no apuntaba a la Tierra la mayor parte del tiempo y no podía recibir comandos en tiempo real.

Las naves espaciales fuera de la órbita terrestre no saben dónde están (la posición la determina el control de la misión, las naves espaciales no tienen sensores que puedan determinar la posición con precisión), por lo que la opción 2 es difícil.

La opción 1 se utilizó para algunas misiones, por ejemplo, los rovers Lunokhod Moon se controlaron en tiempo real. Cada misión desde entonces ha utilizado computadoras a bordo para almacenar y ejecutar comandos.

Las naves espaciales y los rovers pueden tener cierta autonomía, por ejemplo, a los rovers de Marte se les puede indicar que "conduzcan en la dirección X" y conducirán hasta ese punto de forma autónoma, sorteando obstáculos, deteniéndose ante objetivos científicos interesantes o cuando el rover no puede encontrar una caja fuerte. camino.

Hay otra opción: Cargue comandos para iniciar una grabación en la fecha x hora y, y use acelerómetros integrados para finalizar la grabación cuando el ∆V alcance z (es decir, la duración de la grabación no está preespecificada). Algunos proyectos tienen presupuestos lo suficientemente grandes como para pagar acelerómetros. Cuando necesitan una maniobra precisa, pueden usar este método.
@TomSpilker ¿Qué tan caros son los acelerómetros de grado espacial?
@TomSpilker, según mi experiencia, la mayoría de las naves espaciales usan una quema cronometrada en lugar de los acelerómetros debido a la frecuencia de muestreo de los acelerómetros. De hecho, si la tasa de muestreo no es lo suficientemente alta, o si su bus de datos está congestionado y los datos no llegan al controlador, entonces su grabación puede continuar por mucho más tiempo. Esto es especialmente importante para las quemaduras tipo pulso. Sin embargo, he visto diseños voladores en los que el acelerómetro se usa como principal y el cronometraje como respaldo.
@ChrisR Cassini podría hacerlo, cronometrado o impulsado por acelerómetro. ¡Pero mira el presupuesto que teníamos! Podríamos permitirnos los acelerómetros y el bus de datos interno para manejar el muestreo de alta velocidad.
@TomSpilker interesante! Sí, un gran presupuesto, pero ¡vaya que hermosa y fructífera misión!
En particular, Hayabusa de JAXA utilizó una combinación desastrosa de #1 y acciones autónomas. Ordenaron a la sonda que descendiera cerca del asteroide Itokawa y luego ordenaron que liberara el módulo de aterrizaje Minerva. Antes de que llegara el comando de lanzamiento, Hayabusa realizó una maniobra de corrección de altitud y luego lanzó la sonda Minerva mientras ascendía, arrojándola al espacio en lugar de dejarla caer sobre el asteroide.
(Ese fue en realidad el segundo intento de desplegar Minerva, el primero se canceló automáticamente debido a que las cámaras de navegación tenían dificultades para rastrear el asteroide. Es posible que hayan cambiado al control directo para tratar de solucionar ese problema).
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