Vraag:
Waarom zou de James Webb Space-telescoop in de onstabiele L2 moeten blijven?
Waffle's Crazy Peanut
2013-07-17 21:50:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

We weten allemaal dat de James Webb-ruimtetelescoop volgens de planning in 2018 wordt gelanceerd. Er is besloten dat de baan van JWST elliptisch zal zijn rond het Lagrange-punt L2, dat is verklaard als één van de onstabiele punten (L1, L2, L3).

Dus waarom zou het om het punt cirkelen?

Ik heb een paar punten . De instrumenten van de telescoop zijn vrij gevoelig en moeten altijd uit de buurt van de zon worden gehouden (echt waar? Is dat zo?) En ook in een koude omgeving - aan beide wordt voldaan door L2. Wikipedia zegt dit:

De gecombineerde zwaartekrachten van de zon en de aarde kunnen op dit punt een ruimtevaartuig vasthouden, zodat het in theorie geen raketstuwkracht nodig heeft om een ​​ruimtevaartuig in een baan rond L2 te houden. In werkelijkheid is het stabiele punt vergelijkbaar met dat van een bal die op een zadelvorm is gebalanceerd. In de ene richting zal elke verstoring de bal naar het stabiele punt drijven, terwijl in de kruisende richting de bal, indien verstoord, wegvalt van het stabiele punt. Dus wat station-houden is vereist, maar met weinig energieverbruik (slechts 2–4 m / s per jaar, van het totale budget van 150 m / s)

Ten eerste, is het echt helemaal stabiel? Als dat in werkelijkheid zo onstabiel is, waarom zou het daar dan geplaatst moeten worden? Ik bedoel, L4 & L5-punten zijn prima. Waarom kan de telescoop niet zo worden geplaatst dat hij altijd naar buiten gericht is ten opzichte van de zon? (Ook de aarde, als ze niet willen dat de reflectie ervan zichzelf barst)

@geoffc: * "... krijgt de zon die kant op?" * Daarom noemde ik "naar buiten gericht van de zon". IMHO, ik denk dat het kan ;-)
@PearsonArtPhoto Ja, ik dacht meer aan L3 dan aan L4 / L5. Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Co-orbital_configuration Negeer mijn opmerking, kan deze verwijderen.
@CrazyBuddy - betreffende de vereiste om ruimtevaartuigen uit de buurt van de zon te houden. Oh heck ja !! De telescoop zal volgens Wikipedia werken bij "ongeveer 40 K (-233,2 ° C; -387,7 ° F)". In de ruimte, op de afstand van de zon waar JWST zal werken, zou blootstelling aan direct zonlicht het binnen een paar minuten opwarmen tot ongeveer 200 ° C. Dit zou het nutteloos maken.
Helemaal mee eens, we weten allemaal echt dat het in 2018 wordt gelanceerd
Twee antwoorden:
#1
+42
PearsonArtPhoto
2013-07-17 22:02:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Er zijn een aantal redenen.

  1. De afstand van de L2 tot de aarde is slechts 1,5 miljoen km verwijderd. De L4 / L5 zijn 1 AU, of ongeveer 150 miljoen km verwijderd. Dat leidt tot een vermindering van de linkmarge van 40 db, oftewel 1/10000. Dat is nogal significant. Om dat verschil te compenseren, heb je ofwel een grotere radioschotel, meer vermogen of verlies van gegevens nodig.
  2. Zoals je al zei, is het brandstofverbruik vrij laag om die positie te behouden, alleen op t.order van 150 m / s delta v voor de hele missie. Dat is niet veel, en in feite minder dan wat nodig is om een ​​satelliet in een geostationaire baan te houden.
  3. De satelliet is veel dichterbij, waardoor de tijd om commando een object. Licht duurt slechts 5 seconden om James Webb te bereiken, terwijl het 9 minuten duurt om L4 / L5 te bereiken. Dit beperkt de mogelijkheid om real-time commando's uit te voeren, die af en toe handig zijn (denk aan Gamma Ray Bursts, Super Novas, enz.)

Waar het op neerkomt is dat het communicatieprobleem wordt vereenvoudigd met een telescoop die dichterbij ligt, en dat maakt het meer dan goed dat je wat meer brandstof moet tanken.

... en als ze ooit * wel * iets moesten repareren, hypothetisch gesproken natuurlijk, robotisch of bemand, gelden hier ook dezelfde L2-voordelen.
#2
+5
Erik
2013-07-20 20:41:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik geloof dat het is zoals het Wikipedia-subartikel over L2 zegt:

De Sun-Earth L2 is een goede plek voor observatoria in de ruimte. Omdat een object rond L2 dezelfde relatieve positie zal behouden ten opzichte van de zon en de aarde, zijn afscherming en kalibratie veel eenvoudiger.

Hoewel dit waar is, geldt hetzelfde voor vrijwel elk van de L-punten.
@PearsonArtPhoto * afscherming * - L2 blijft in de schaduw van de aarde, wat betekent dat er geen schittering van de zon is.
@SF., Er is geen schaduw in JW-baan - https://space.stackexchange.com/a/4111/2843. Afscherming is gemakkelijker dan in LEO wanneer er een zeer groot warm IR-zendobject is dat in willekeurige hoeken rond de telescoop draait - zo veel thermische schokken per uur, en het is onmogelijk om (actief en snel roterend) EarthShield te verbergen voor thermische straling van de aarde voor cryogene spiegels. Aarde "schaduw" in schaal - https://en.wikipedia.org/wiki/Umbra,_penumbra_and_antumbra#Penumbra "De volledige kegel strekt zich uit over 1,32 miljoen km.", En L2 is 1,5 miljoen. En de baan van de L2-halo is 100s km verwijderd van het L2-punt.
@osgx: dat betekent alleen geen volledige umbra. L2 blijft in [* antumbra *] (https://en.wikipedia.org/wiki/Umbra,_penumbra_and_antumbra#Antumbra) wat de hoeveelheid licht die het punt bereikt ernstig vermindert. Dat is beslist anders dan "geen enkele schaduw" - in tegenstelling tot elk ander Lagrangiaans punt van de Aarde-Zon.
@SF. en nog steeds bevinden JWST (en andere observatoria) zich 100 kilometer in een baan om de aarde, in een poging hun pad zo lang mogelijk weg te houden van [antumbra & penumbra] (https://space.stackexchange.com/a/24568). Gaia - http://issfd.org/ISSFD_2014/ISSFD24_Paper_S2-5_Renk.pdf "* nadeel van verduisteringen ... verduisteringsmanoeuvre ... gedeeltelijke verduistering .. is ongewenst met betrekking tot de thermische balans *"; JWST - https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20160001318 "* Significante vereisten die van invloed zijn op de JWST ... het ** vermijden van enige verduisteringen van de aarde / de maan ** ... geen toegestaan, beperking bestuurder: Vermogen en thermisch * "


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...