Как определяют скорость автоматические АМС?
 

Собственно вопрос.Немного покопался в Вики-информации особо нет.
Аполлон,серия наших АМС "Луна".Как определяли скорость. Или жестко расчитывали траекторию и импульс от земли?

0-Невприхожей > Предварительный расчет траектории - это само собой. Но вычислить скорость аппарата по результатам непосредственных наблюдений тоже можно, ведь доступны измерения тангенциальных составляющих скорости (по угловым скоростям относительно наблюдателя на Земле в разное время суток, здесь чистая тригонометрия). А радиальная составляющая скорости, кроме того, может быть оценена с помощью эффекта Допплера. Сам не летал и не запускал, но думаю, что этих данных вполне достаточно для контроля траектории.

Мне другое интересно, что берется за точку отсчёта для определения скорости? Если амс улетела уже куда-нибудь за Юпитер, а земля в это время уже несколько раз вокруг Солнца обернулась- относительно чего эта скорость??

[quote=SIMATIC;43708476]относительно чего эта скорость??[/quote]относительно скорости выхода на орбиту?
скорость ведь - первая производная пути по времени, штука самодостаточная.

Ну, явно определяют не абсолютную (которая для всех тел нашей солнечной системы ~368 км/с относительно реликтового излучения) а относительную в пределах солнечной системы. Ориентация аппаратов то осуществляется по звёздным картам и Солнцу, а вот на счёт относительной скорости - не знаю. Но однозначно пользуются скоростью относительно Солнца, иначе математика слишком усложняется, имхо.

А, азвиняюсь, немного запутался, 368 - это скорость Солнечной системы относительно местной группы галактик, а относительно реликтового ~627 км/с.
[quote]
Можно, однако, еще выделить и особую систему отсчета, а именно поле реликтового 3К субмиллиметрового излучения. Там, куда мы летим, температура этого излучения слегка выше, а откуда летим — ниже. Разница этих температур — 0,006706 К. Это так называемая «дипольная компонента» анизотропии реликтового излучения. Скорость движения Солнца относительно реликтового излучения равна 627 ± 22 км/с, а без учета движения Местной группы галактик — 370 км/с в направлении созвездия Девы.
[url]http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431572/Kuda_letit_Solntse[/url]
[/quote]

[quote=SIMATIC;43708476]Мне другое интересно, что берется за точку отсчёта для определения скорости? [/quote]
Не точку отсчета, а систему координат. ВЫбор мал: Солнце, Земля, Венера ... К марсу наши железяки не долетали.[quote=Кот Шрёдингера;43708687]Ну, явно определяют не абсолютную [/quote]
Абсолютной нет ещё со времен Галилея.

6-x0577216 > в системе координат есть точка с координатами x=0,y=0,z=0 - это и есть точка отсчёта. Не придирайся к словам.

3-markonx > нет, скорость это ВСЕГДА относительно чего-то. Если ты падаешь в лифте, то относительно лифта у тебя скорость будет равна нулю, хотя относительно земли скорость будет настолько большая что костей не соберут.

8-Ёроол Гуй >ну тогда скорость будет не "относительно", а дифференциально к второй космической скорости (или скорости вывода на соответствующую орбиту), поскольку "лифт" нарезает круги в пространстве.
итого скорость вывода на соответствующую орбиту будет относительно (упрощая) точки старта допустим 11 км/сек, а вся дальнейшая скорость будет надстройкой со знаком "+", хотя в ходе допустим гравитационного маневра АМС может уйти и в отрицательные значения, но суть от этого не изменится, формализованная скорость будет считаться в условных попугаях, а уже другие виды - допустим относительно Солнца, будут считаться по своему. геостационарные КА тоже наделяют "скоростью", хотя они висят над одной точкой земной поверхности, КА, запускаемые с Плесецка могут быть закручены в обратную сторону - на северо-восток, выходя на ретроградные орбиты с удвоенной геоцентрической скоростью.
так что "скорость" в приложении к АМС это всего лишь попугаи для обывателей

9-markonx > именно относительно! всегда нужно определиться, что именно принимаем за систему координат, относительно чего скорость

Скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца 30км/c. Больше, ни в коем случае. Это устаканилось для нашей же пользы.

На начало 2015 г. только один космический аппарат покинул окрестности Земли с третьей космической скоростью (чуть больше). Наибольшей скоростью покидания Земли обладал Новые горизонты (New Horizons)— 16,26 км/с (гелиоцентрическая скорость 45 км/с). Запущен в 2006, достиг окресностей Юпитера 2007, Плутона 2015г. Cкорость у него была 16 + 30 ≥ 45км/c. Вот он и вырвался за Солнечную систему.

Вырвался не просто, а перпендикулярно к Земной орбите. Это удовольствие дорогого стоит (+30км/c). Ведь орбитальная скорость Земли не участвует уже, а Солнце все еще держит своими +30км/c. Возле Юпитера прибавил 4км/c, так рассчитали, съэкономили, отчего не воспользоваться Юпитером если есть? Затем естественно замедлялся, Солнце то все еще притягивает и покинул Солнечную систему с гелиоцентрической скоростью 14км/c.

Быть-то возле Плутона-то он в 2015 был. Но, до этого времени астрономы на конференции успели низвести Плутон голосованием из статуса планеты до, стыдно сказать, астероида. Тьфу! В мире были протесты несогласных, но .. Демократия, большинство победило.

Аналогично ускоряли и Вояджер-1, Вояджер-2, Пионер-10, Пионер-11. Они покидали окрестности Земли со скоростями, существенно меньшими третьей космической.

Это ему еще повезло, если бы стартовал непосредственно с Солнца, нужно 617,7км/c.

Тоже так сяк, а вот с Сириуса В - 6663км/c.

С черной дыры > 299792км/c. И не просто скорость света, надо быть жестким ренгеновским излучением. Тогда вырвешься с обоих полюсов тончайшим лучом. Это не каждому дано, вырваться из черной дыры.

Скорость движения самого Солнца вокруг центра Галактики составляет примерно 217км/с, и это уже другая история. Eсли бы оно двигалось примерно втрое быстрее, то со временем покинуло бы Млечный Путь. Нам оно надо?

> ..Как определяли скорость ..

Расчетным, только расчетным путем. Проверка по сигналам телеметрии из области Юпитера, пока таковые еще принимались. Далее ушел в далекий космос. Не так чтобы очень далекий, из нашей галлактики Млечный Путь не уйдет. Тяму не хватит.

На самом деле скорость это не столько показатель как далеко объект отдаляется от объекта, сколько возможность от него отдалиться материальному телу. Это квадратичный эквивалент энергии. Можно так рассчитать траекторию запускаемого объекта, что он стартовав с Земли на октябрьские праздники, прилетит на нее же на майские.

Пока Земля обогнет свои 74 млн.км полутраектории, можно и опа, напрямки и встретиться. Можно учесть вытянутость траектории Земли чтобы не угодить прямиком на Солнце. Но на Меркурий то уже посылали КА. Опыт есть, только он обратно не возвращался. Нам же нужен Марс. Мелочь всякая зачем?

Вот что точно неопровержимо и надежно, так это что я фонариком светил в свои 15 лет в направлении Сириуса. Там всего-то 8,6 световых лет. Черных дыр на пути не обнаружено идоси. C десяток фотонов уж точно долетело. До ближайших галактик мегапарсеки. Самая отдаленная галактика EGS8p7 из обнаруженных на расстоянии 13,24 млрд.световых лет.

А дальше? А дальше гиганская пустота и через 264800 млрд. световых лет, другая метагалактика. Пропорции матричной структуры вселенной. Какая эта общая структура? Признаться знаем мы об этом все еще не больше чем древние когда представляли Землю как блюдо стоящее на трех слонах.

[quote=Ёроол Гуй;43711707]всегда нужно определиться, что именно принимаем за систему координат, относительно чего скорость [/quote]корабль в черном море или окияне - относительно чего скорость?
относительно некоего курса, который не есть точка материальная. так и там. есть расчетная траектория относительно Земли - есть "курс" с расчетной скоростью вывода на орбиту, и далее по конспекту, вне зависимости куда Земля-лифт улетели - КА идет относительно расчетной траектории своим курсом, с центром координат в пустоте там, где когда-то находилась точка старта.

К удобствам в нашем распоряжении, неравномерность Большого Взрыва в результате которого образовалась наша метагалактика, скопление обозреваемой ныне картины мира.

Почему-то не нашел как это удобство используют в исследованиях. Если бы взрыв был равномерным, мы бы не видели тех выраженных скоплений материи столь несимметрично. Галактики разбросаны то там то сям. Используя современные вычислительные возможности вполне возможно построить обратную модель. Увидеть градиенты, во внутренней структуре исходной точки. Почему в некоторые стороны рвануло сильнее.

Что-то не так с симметрией. Вот ее и надо бы разгадать.

[quote=Бенгальский;43711832]Вырвался не просто, а перпендикулярно к Земной орбите.[/quote]
А что такое "перпендикуляр к круговой орбите"? И как объект, вырвавшийся перпендикулярно к орбите Земли, повстречался с Юпитером, им же и воспользовавшись?

ЗЫ. Может всё же к дохтору?
[quote=markonx;43712347]корабль в черном море или окияне - относительно чего скорость?[/quote]
1. Относительно ветра.
2. Относительно воды (про скорость в узлах доводилось слышать?).
3. Относительно берегов (как вариант, относительно GPS).

Как, как. Да вот так

[url]https://www.youtube.com/watch?v=78U0_XcFP_I[/url]

После старта перпендикулярно притяжение Солнца не исчезает, и коррекция траектории

[url]http://pluto.jhuapl.edu/Mission/index.php[/url]

Я понимаю что вы не сам Шрёдингер, но ведь его то волновое уравнение должны знать. Не все же вкусная колбаска. И здесь не сложнее.

15-Бенгальский >
Всё же постарайтесь усвоить значение термина "[url=https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C]перпендикулярно[/url]" и... обратитесь-таки к доктору.

Отдохни Серж, завтра на работу ехать на транспорте. Это не для тебя.

Если уж зачем то об определении скорости судна, это вообще никаким боком к космическим объектам. Как сопоставить двумерную систему с трехмерной. Где аналоги ветра, течения, погрешностей магнитных компасов в разных долготах. Нету их.

На море это гирокомпас, часы, Солнце, звезвы (Полярная Звезда в северном полушарии). Указатели скорости корабля, скляночки, ручной и механический лаги. До времени всяких недавних совсем GPS. Постоянно кидали за борт лаги моряки, меряли скорость течения, отдельно ветра, докладывали боцману или самому старпому. Тот штурману от бога. Тот линейкой, транспортиром и заклинаниями прокладывал курс. Сверяли и корректировали местоположение по Солнцу, звездам, часам. Когда ничего вообще не видно, гирокомпас. Магнитный компас врал в зависимости от долготы. Это все в области верояной погрешности, магии и таланта штурмана. Когда опытные и светло "на глаз". Веревка на лагах раскручивалась по длине от скорости воды относительно корабля за короткий промежуток времени. По длине и времени скорость.

Еще раз. Стартует перпендикулярно орбите Земли, затем траектория меняется для пересечения с объектом (Юпитером). [url]https://www.youtube.com/watch?v=78U0_XcFP_I[/url]

17-Бенгальский >
Значение термина "перпендикулярно" уже усвоено? Если да, то продолжим.
[quote=Бенгальский;43714919]На море это гирокомпас, часы, Солнце, звезвы (Полярная Звезда в северном полушарии). Указатели скорости корабля, скляночки, ручной и механический лаги. [/quote]
Вот на том самом сайте pluto.jhuapl.edu на английском, а, если поспрошать немного Яндекс или Гугл, то легко найти и на русском, написано, какими сенсорами напичкан блок навигации и какие научные приборы на "Новых горизонтах" установлены, в частности:
Гироскопы, высокоточные часы, модуль ориентации по звёздам, модуль ориентации по Солнцу, есть даже "лаги", которыми постоянно меряют течения солнечного ветра. Кроме того есть ещё акселерометры, которые определяют ускорение.
Так что по хронометру и лагам (акселерометрам, гироскопам) скорость вычислить вполне могут - насколько точно - не знаю.
Насколько точно можно вычислить положение по ориентации звёзды+Солнце - тоже врать не буду.
И самое интересное для меня, вычисляют ли положение по берегам - способен ли блок ориентации ориентироваться по планетам?

Навигационные вычислители с ориентацией по звёздам используется очень давно, ещё с первых межконтинентальных баллистических, но я как-то совсем не интересовался их принципом работы, единственное, слышал краем уха, что первые были ещё аналоговыми.

Да там на современных морских нвивигационные системы очень развитые. Я имел ввиду "традиционные" как еще Ушаков, Колумб и пират Морган плавали и сам я за борт бросал когда учили. В шторм это особое удовольствие. Сейчас то что. Да ладно, не так это важно для нас сухопутных и нелетающих астронавтов ни разу.

Звезды это их все, для моряков. Раньше во всяком случае. Астрономию развили не столько для дармоедов философов, сколько для мореплавателей. Сам термин обсервация от обсерватория. Это когда штурман на палубе определяет где же он на самом деле есть и вводит поправку реального местоположения. Ошибки возможны большие раньше. Сейчас то по спутникам.

16. > ..к доктору.

Посыл я понимаю любимый. Дохтур вам объясняет, нарисуйте элипс и проводите для тренировки перпендикуляр к его линии. У вектора степень свободы 360°. Как вдоль плоскости элипса, так и поперек.

[quote=Бенгальский;43711832]черной дыры > 299792км/c. И не просто скорость света, надо быть жестким ренгеновским излучением. Тогда вырвешься с обоих полюсов тончайшим лучом. Это не каждому дано, вырваться из черной дыры.[/quote]
Немного не так с ЧД не вырваться тонким лучом. Это акреационный диск стреляет джетами. Что в ЧД упало то пропало. Но разве токмо излучением Хокинга.

[quote=Бенгальский;43711832]Нам же нужен Марс. Мелочь всякая зачем?[/quote]
Полететь, сесть и поработать можно только на Марс.[quote=Ёрш;43718776]Немного не так с ЧД не вырваться тонким лучом. [/quote]
Любым манером нельзя.[quote=Бенгальский;43714919]Когда опытные и светло "на глаз". Веревка на лагах раскручивалась по длине [/quote]
Жуть. На "веревке" были узлы, выбрасывали её за борт, запускали песчаные часы и аккуратно травили, подсчитывали узлы.

Да все оно на узелках, серпе, молоте, плуге, лебеде, саманных жилищах из кизяка и выстроено. Только последние 100 с небольшим лет проводами и телефонами обвешались и глянца навели для "всех". Забурели и забываем основы. На утлых деревянных суденышках, Беллинсгаузена, Ивана Крузенштерна, Беринга и Чирикова, Ушакова, у них Колумба, Магеллана, Кука добирались до Арктики, Антарктики, Амереки, через Тихий океан. И мир отвоевали для кичливых потомков.

Моряки, особый народ и судьба.

> .. с ЧД не вырваться тонким лучом.

Я не знаю наверняка, просто один мужик обещал по телевизору. Говорил что асрофизик.

Что меня поражает во Вселенной так диапазон масштабов, от всякой мелочи, типа базонов, до мегапарсеков и черных дыр. Так и хочется ляпнуть предположение, а может и нет той наимельчайшей частицы? Мы вот говорим на субстанции которые неспособны "расщепить" на мелкие составляющие, дескать поле и шабаш. А что такое поле? Как его взвесить? Что у него внутри?

Вот скажем Robert Wright в своей работе «Nonzero: The Logic of Human Destiny». Eсли дескать в каком-то ограниченном объеме накапливается избыток энергии или материи, то природа вынуждена как-то эту энергию или материю усвоить. Единственный способ ее усвоить - создать какую-нибудь сложную структуру.

К примеру, в первые моменты (как долго?) вся вселенная состоит из водорода, но в каком-то месте этого водорода и энергии оказывается слишком много. Природа его «усваивает» и из этого водорода делает нечто более сложное. Он полагает, следуя той же самой логике - жизнь могла возникнуть как такой специфический способ усвоения избыточной энергии.

А может просто шалит какой-то лаборант, двоишник, в лаборатории самого Бога. Зачет никак не сдаст по Мирозданию. И весь эксперимент то у него в пробирке, а мы тут .. Обидно, чеснслово.

Есть такое понятие, как [b]перпендикуляр к касательной[/b] в данной точке.

Это для двух размерностей. У нас три

28-Бенгальский > это не принципиально

Я вот в плоскость не спешил бы превращаться, в объеме веселее. Кому как конечно. Но есть нюансы.

Подсудимый, сказал: "Здравствуй, дорогой".
А потерпевший сказал: "извините, я в туалет хочу".
...
Значит Вы утверждаете, что подсудимый не наносил побоев потерпевшему?
Конечно не наносил, он пошёл в туалет, а он не смог дверь сломать.

Есть ключевое понятие, размерности. Совершенно пренебрегаемое многими. Считается что есть три и время, достаточно. Нет. Сами эти четыре, придуманны человеком для удобства.

Из этих трех пространственных тоже можно выбрать только приятную ширину, если смотреть ниже пояса, сзади, анфас. И потом все мерять в 'ж'. По научному 'g' - 9,81 м/с2.

Если только так, то и туалет типа сатир это 0.5g, потому что вторая половина у М-Ж, это М. Мало. Космический аппарат не полетел бы никуда если бы его не сделали прежде и не ввели большое количество новых понятий, размерностей. Размерностями мы и отличаемся даже друг от друга.

Человек создал и продолжает создавать новые. Для того чтобы увидеть в простом грунте руду, добыть металл, преобразовать его в детали, много чего еще, и наконец сделать автомобиль, пришлось ввести несчетное количество новый размерностей в областях, физика, химия, экономика, маркетинг. И как-то связать с остальными. Сводить все к плоскости, это наврядли.

[quote=Бенгальский;43714960]Еще раз. Стартует перпендикулярно орбите Земли, затем траектория меняется для пересечения с объектом (Юпитером)[/quote]
какой ужассс!

[quote=Невприхожей;43707781]Как определяли скорость[/quote]
Относительно Земли по Допплеру.
Разъяснение перпендикуляра. Чтобы так лететь, надо погасить скорость в плоскости орбиты = 30км/с и набрать скорость для полёта к Юпитеру по эллипсу. Это >30км/с

А если пенпендекуляр к орбите так провести?
[img]http://savepic.ru/12873504.jpg[/img]

34-KohaVasin >пофиг

Да, пофиг. У него противоречие в утверждениях. С одной стороны - "перпендикулярно орбите", с другой - откуда-то добавка 30 км/с к гелиоцентрической скорости (16 + 30 ≥ 45км/c).
Старт был с мыса Канаверал (80°36′17″ з.д) в 19:00 UTC, то есть, примерно в 14:20 по местному, почти в направлении от Солнца. Но векторы (16 км/с и 30 км/с орбитальной) складываются геометрически.

36-KohaVasin >ему сразу об этом сказали

Вы же посмотрите, наконец, на приведенную анимацию конкретного запуска New Horizons в трехмерной модели [url]https://www.youtube.com/watch?v=78U0_XcFP_I[/url] . Зачем рисовать плоские, который может быть бесконечное количество частных проекций?

1. Старт с Земли перперндикулярно орбите (не плоскости орбиты). Можно допустить и плоский рисунок 34, но он неточный потому что не отражает вертикального вектора.

2. Затем коррекция траектории именно до перпендикуляра с плоскостью орбиты. Зачем? Чтобы пролететь "выше"/"ниже" Солнца (с какой стороны смотреть). Нельзя оказалось лететь сразу в плоскости орбит планет и пересечься с Юпитером, Плутоном, да еще не попасть на Солнце. Ну такое было расположение орбит в конкретный момент!

3. Коррекция орбиты для обратного сближения с плоскостью орбиты Юпитера. Общий маневр почти 180 градусов от старта до выхода на тракторию плоскости планет.

4. Дальнейшие многочисленные коррекции орбиты КА (на второй ссылке в 15. указано) уже перед Юпитером, Сатурном, Плутоном и точки пересечения с орбитами всех планет от Марса. Динамический процесс.

Главные моменты что не понимаете. Нет прямых линий в трехмерной модели. Доплеровский эффект меряет скорость удаления или сближения с объектов. На примере что можно запустить КА с Земли в октябре с пересечением орбиты и посадков в мае можно видеть, что они будут то удаляться, то сближаться опять по Доплеру. А скорость свою 11км/c КА будет иметь. Земля не стоит на месте и делает эллипс в 152 млн.км. в год в РАЗНЫХ направлениях относительно летящего КА.

Теперь по гелиоцентрической скорости. Здесь надо понять что меряется относительно Земли. Когда Земля движется по орбите в направлении "обратном" траектории КА (оба в плоскости планет), ее 30км/c суммируется со скоростью КА. Это как они взаимно удаляются, В КОНКРЕТНЫЙ ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ И ВЕКТОРОВ ОРБИТ. А КА как летел, так и летит со своей 15км/c относительно Солнца и медленно замедляется до 14 в своем удалении. От Земли КА удалеется с переменной скоростью зависящей от вектора Земли на орбите в конкретной ее точке. Это обусловлено циклами вращения Земли с учетом того что они (КА и Земля в одной плоскости). Обычная аналитическая геометрия. Неужели не проходили. Не надо сводить все к плоской модели.

Способ класть с прибором (на основе эффекта Доплера) никто ни отменял. Его тоже используют на море в воде в виде эхолота, в том числе как метод регистрации скорости судна. Пьезоэлементы стоят. НО. Когда кладут с прибором, обязательно соотносятся с общей пространственной трехмерной моделью и динамическими траекториями.

Короче выше, ниже в космосе нет. Там куда не целуй везде G. Главное попасть куда надо. Нормальные герои всегда идут в обход.