¿Cómo se ubican las sondas?

No hay forma de que una sonda que se envía a la órbita/aterrice en un cuerpo distante llegue allí solo con parámetros de vuelo precalculados: los errores minúsculos al comienzo del vuelo se convertirían en grandes diferencias en la velocidad y la trayectoria cerca de su final. Por supuesto, estos errores deben corregirse durante el vuelo a medida que se hacen evidentes (y antes de que se agraven hasta niveles incorregibles), pero primero, deben hacerse evidentes. Y mientras que en la fase inicial las sondas serían capaces de medir su velocidad y ubicación con bastante precisión usando los satélites GPS, esto no es viable, digamos, a mitad de camino a Saturno, y a unas pocas UA de distancia de cualquier cuerpo cercano.

Entonces, ¿qué métodos utilizan las sondas para medir sus propios parámetros de vuelo con respecto a los planificados?

Las sondas no se ubican solas. Hacemos. Consulte space.stackexchange.com/a/2362/265
¿Qué pasa con los rastreadores de estrellas como la NAVCAM utilizada en la sonda Rosetta de la ESA? NASA JPL Descripción de Rosetta NAVCAM
Consulte también: space.stackexchange.com/questions/942/… sobre cómo las sondas navegan sin contacto con la tierra.
Se utiliza un rastreador de estrellas para determinar la actitud de una sonda, no su ubicación. Usando el paralaje de las estrellas cercanas, es posible que pueda determinar si está cerca de la Tierra o de Plutón, pero eso no es suficiente para una navegación precisa.
@Hobbes: El rastreador de estrellas también "verá" la mayoría de los planetas. No será del todo exacto, pero definitivamente más que paralaje entre estrellas.
Vería los planetas, pero (más allá de la órbita terrestre) no tendría forma de identificarlos. Por ejemplo, cuando la sonda está en órbita alrededor de Júpiter, Marte aparecería en el lado opuesto de donde lo vemos desde la Tierra. Así que ya tienes que saber aproximadamente dónde estás para encontrar a Marte en el cielo. Las posiciones de los planetas pueden ser útiles si actualiza su posición regularmente para tener un pequeño delta entre una medición y la siguiente. Este es un problema mucho más complicado que para lo que están diseñados los rastreadores de estrellas, AFAIK. Podría ser bueno como una pregunta independiente.
@Hobbes: sería muy sorprendente que la sonda no supiera aproximadamente su posición, solo usando el reloj y la trayectoria programada. Luego puede esperar planetas dados en áreas específicas del cielo y ajustar su propia ubicación usando sus posiciones precisas.
@SF: parece ser posible ( adsabs.harvard.edu/abs/1992gnc..conf.1287V ), pero los rastreadores de estrellas que he encontrado hasta ahora (incluidos los que se usan en New Horizons) no mencionan ningún posicionamiento o capacidades de búsqueda de planetas ( aiad.it/aiad_res/cms/documents/SELEXGALILEOstarTrackers.pdf )

Respuestas (1)

Las sondas interplanetarias generalmente no tienen suficiente equipo a bordo para calcular su propia posición. Entonces, la ubicación de una sonda se mide por control terrestre, utilizando datos de la sonda.

  • La distancia y la velocidad a lo largo del eje Tierra-nave espacial se obtienen enviando señales a la sonda, haciendo que la sonda las transmita inmediatamente y midiendo el tiempo transcurrido más el desplazamiento Doppler. Consulte la respuesta de Mark Adler a una pregunta relacionada.
  • Los parámetros restantes se derivan de lo anterior con algunos cálculos, más datos de la nave espacial. Se pueden usar imágenes de navegación, por ejemplo: estas muestran las estrellas y los planetas desde la perspectiva de la nave espacial, esto se puede comparar con la vista desde la Tierra.

Para el sobrevuelo de Plutón de New Horizons, este proceso se complicó por el hecho de que la órbita de Plutón no se conocía con precisión. Entonces, el equipo de NH usó varios métodos (*) para medir la posición de Plutón con precisión para poder refinar la trayectoria de NH a su vez.

*: el equipo de NH revisó las placas fotográficas de Tombaugh de la década de 1930 y las digitalizó para obtener datos lo más antiguos posible.

Hay proyectos para diseñar un método para que las sondas espaciales midan su posición de forma independiente, pero ninguno de ellos está ni cerca de estar "listo para usar".

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