Diagrama de Hayabusa 2 en "Hill Coordinate System"; ¿Qué es eso exactamente? ¿Cómo convertirlo a inercial?

Estos dos tweets de Hayabusa-2 de JAXA: 1 2 muestran un diagrama del movimiento de la nave espacial en relación con Ruygu en lo que llaman un sistema de coordenadas de colina,

Este es un diagrama de la trayectoria durante la conjunción solar. Se dibuja en el sistema de coordenadas de Hill; piense en esto como el sistema de coordenadas donde el Sol está en la dirección negativa del eje x. (1/2)

Hayabusa2 partió de su posición de origen (altitud 20 km) el 23 de noviembre y pasará el punto más alejado de Ryugu mañana (11 de diciembre). Los puntos rojos en la imagen anterior muestran dónde se realizó una maniobra de control de trayectoria. (2/2)

¿Qué es este sistema de coordenadas exactamente? ¿Cómo se convertiría de nuevo a coordenadas inerciales en relación con Ryugu?

Ver también Naturaleza de la "Posición de inicio" de Hayabusa-2 en relación con Ryugu. ¿Es el L1 de Ruygu?

Colina Hayabusa-2 Coordenadas twitter.com/haya2e_jaxa/status/1071982610027438081

Respuestas (1)

Las coordenadas de la colina representan un marco de referencia local ampliamente utilizado en el movimiento relativo cuando solo se considera la gravedad del cuerpo principal (en este caso, el Sol). El origen y los ejes de coordenadas de Hill se definen de la siguiente manera

O X h y h z h : centrado en el centro de gravedad del objetivo (en este caso, el centro de gravedad de Ryugu)

X H : la línea que une el objetivo y el Sol, positiva en la dirección del Sol al objetivo

y H : se define usando el producto cruz de X y z para formar un sistema diestro. Si la órbita del objetivo es circular, se alinea con su velocidad.

z H : paralelo al vector de momento angular de la órbita objetivo

Si quieres transformar el sistema a uno inercial (entendiendo el marco de referencia del Sol), solo tienes que sumar la posición del objetivo a la posición relativa

r h a y a b tu s a / I = r r y tu gramo tu / I + r h a y a b tu s a / r y tu gramo tu , siendo el último término el dado por el marco Hill (tal vez tengas que rotar algo dependiendo de tu definición de los ejes de inercia). Tenga en cuenta que el movimiento de Ryugu alrededor del Sol es kepleriano y su posición se considera conocida

ingrese la descripción de la imagen aquíFigura que representa el marco Hill para el movimiento relativo en órbitas geocéntricas. Fuente: "Dinámica orbital controlada de formaciones de baja altitud mediante propulsión eléctrica" ​​(PDF descargable en ResearchGate )

Como curiosidad, el transbordador espacial no usa el marco Hill para operaciones de movimiento relativo, usa el marco local-vertical/local-horizontal

Bonificación: Ilustración de definición del transbordador espacial LVLH (Fuente: https://slideplayer.com/slide/8865753/ )ingrese la descripción de la imagen aquí

Parece que están usando la dirección del Sol a Ruygu como + X , entonces Hayabusa-2 está en negativo X tener el sol a sus espaldas. Además, para obtener un marco inercial, también tendría que deshacer la rotación de Ryugu sobre el Sol. Este X El eje no es inercial, está en un marco giratorio o sinódico.
si, tienes razón
Encontré una copia de su fuente citada y agregué un enlace. El título de su figura es "Marco de referencia de la figura 1 LVLH (también conocido como de Hill)". ¿Está mal el título o son iguales? Su última oración parece trazar una distinción. Me gustaría aceptar tu respuesta, pero solo necesito aclarar esto. ¡Gracias!
Sí, interesante comentario. De manera estricta, el marco Hill y el marco "NASA" para operaciones de encuentro pueden considerarse local-vertical local-horizontal. El marco LVLH "NASA" viene como herencia de la comunidad aeronáutica. La correspondencia entre ellos es esta: X H i yo yo <-> z norte A S A / y H i yo yo <-> X norte A S A / z H i yo yo <-> y norte A S A
¡Gracias! Si es posible, ¿puede agregar un poco de eso al final de la respuesta?