New Horizons Mission

Denn die Antenne braucht man nicht nur für die Datenübertragung, sondern auch für die Durchleuchtungsexperimente der Atmosphäre.

Wenn ich das bei "Nasa Eyes" richtig interpretiert habe, hat dieses Experiment ca. 5min gedauert (um 1:55pm rum am 14.7.). Ist das dann trotzdem noch eine Einschränkung?

Wenn ich das bei "Nasa Eyes" richtig interpretiert habe, hat dieses Experiment ca. 5min gedauert (um 1:55pm rum am 14.7.). Ist das dann trotzdem noch eine Einschränkung?

Ja, weil du die Zeit zum drehen der Sonde noch mit einrechnen musst. Zudem geht es bei einem so schnellen Vorbeiflug bei einem vergleichsweise kleinen Objekt im wahrsten Sinne des Wortes um Minuten. In der Zeit, in der die Atmosphären-Durchleuchtung stattfand, hätte man durchaus noch einige hochauflösende Bilder der Monde anfertigen oder andere Messungen durchführen können. Von daher ist das zumindest in meinen Augen durchaus eine Einschränkung, wenn auch eine gut verständliche. Man hatte bei dieser Sonde nur ein sehr enges Gewichtslimit, so das man verständlicherweise auf eine schwenkbare Plattform für die Instrumente und diverse andere Sachen verzichten musste.

Mit dem Schwenken sind's dann aber immer noch unter 10 Minuten. Da war die Sonde auch bereits in einem nicht mehr so "hektischen" Winkel zum Plutosystem im Vergleich zur nächsten Annäherung, wo es tatsächlich um Minuten ging. Wie gesagt, ich finde das eigentlich gut gewählt und empfände eine schwerere/teurere Sonde, mit der es so vielleicht auch gar nicht geklappt hätte, als größere Einschränkung im Vergleich zu diesem kleinen fast zu vernachlässigen Detail.
Weiß man eigentlich, wieviel Treibstoff die Sonde während des Durchgangs für die sehr vielen Ausrichtungsmanöver verbraucht hat? Das scheint ja immer noch weniger zu sein, als für eine schwenkbare Platform dazugekommen wäre?

Selbst wenn da ein halber Tag für Kommandos hin und zurück dazukommt, ist es immer noch relativ wenig wertvolle Beobachtungszeit, die verloren geht. Ich denke, die Sonde ist ein guter Kompromiss. Wahrscheinlich sogar der bestmögliche, weil es keinen leistungsfähigeren Träger gab.

Ich meinte das auch in Hinsicht Vergleich mit den Voyagers . Es sind Jahrzehnte der Entwicklung vergangen!! ... im Vergleich zu dem, was Opa schon bauen konnte nur blamabel. ... Politik ... Gierschlunde ... Geld ...

Hach ja, man muss auch mal die Relationen sehen: Die Voyagers hatten nun mal vier Ziele statt nur einem. Da finde ich es voll verständlich, dass man bei den Voyagers mehr Geld und Mühe investiert hat als bei New Horizons. Eigentlich waren es ja sogar "vier plus ein paar Dutzend" Ziele gegenüber "eins plus vier", wenn man die Monde einrechnet, die sich dann auch noch als spannender herausstellten als die Planeten selbst.

Weiß man eigentlich, wieviel Treibstoff die Sonde während des Durchgangs für die sehr vielen Ausrichtungsmanöver verbraucht hat? Das scheint ja immer noch weniger zu sein, als für eine schwenkbare Platform dazugekommen wäre?

Gute Frage, würde mich auch mal interessieren: Hat NH für die Ausrichtungsmanöver überhaupt Treibstoff verbraucht? Kriegt man das nicht allein mit den Drallrädern hin (die ja "nur" elektrische Energie brauchen)?

Laut Wikipedia (deutsch und englisch) dienen ausschließlich die kleinen Triebwerke zur Ausrichtung.

"sowie zwölf kleinere Triebwerke einen Schub von 0,8 Newton. Die kleineren Triebwerke dienen der Ausrichtung der Sonde sowie dem Einleiten und dem Stoppen der Rotation."
"New Horizons has both spin-stabilized (cruise) and three-axis stabilized (science) modes controlled entirely with hydrazine monopropellant"

Fände ich auch etwas verwunderlich, wenn bei so vielen Drehungen der Sonde, die ja auch schon etwas wiegt, alleine die Drallräder reichen würden.

Das geht ganz einfach, wenn auch nicht unbedingt schnell.
Sobald eines der Kreiselstabilisierungsräder auf eine beliebige Geschwindigkeit beschleunigt wird, fängt die Sonde sich an zu drehen,
das hört erst dann auf wenn das Ding gestoppt wird. Die Triebwerke werden nur gebraucht um Vektoränderungen zu machen.
In der Regel wird nur dann Treibstoff gebraucht wenn der Kurz verändert werden soll und einmal um die Sonde zur Ruhe zu bringen.

Bist du dir da ganz sicher, dass die Drallräder nach einem Manöver deaktiviert werden? Ich hatte das eigentlich so im Kopf, dass sie sich im Grunde immer drehen, nur eben mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Den Effekt auf die Sonde erzielt man auf jeden Fall nicht mit der Umdrehungsgeschwindigkeit, sondern mit der Änderung derselben, also mit Beschleunigung.

[...]Ich denke, die Sonde ist ein guter Kompromiss. Wahrscheinlich sogar der bestmögliche, weil es keinen leistungsfähigeren Träger gab.

Gegeben hätte es schon noch einen stärkeren Träger. Die Delta IV Heavy, da hätte NH sicherlich 20-40% schwerer sein können bei gleicher Reisedauer. Die Heavy kam aber recht spät, wohl zu spät, um die Sonde entsprechend auszulegen.

Hallo Klakow und Ruhri,
man muss sinnvollerweise zwischen Reaktionsrad und Drallrad  unterscheiden.
Die Reaktionsrad-Kombination, also mehrere Reaktionsräder, wird zur gezielten Drehpositionierung eines Satelliten auf seiner Bahn,
das Drallrad, i.A. eins, wird zur Drallstabilisierung von Satelliten auf ihrer Flugbahn verwendet.

Kombination aus vier Reaktionsrädern in Tetraederanordnung      Abb. : Wikipedia

Das geht ganz einfach, wenn auch nicht unbedingt schnell.

Ja...

Sobald eines der Kreiselstabilisierungsräder auf eine beliebige Geschwindigkeit beschleunigt wird, fängt die Sonde sich an zu drehen, ...

Auch richtig, da die Summe der Drehimpulse Null sein muss - das eine (Rad) dreht sich beschleunigt "vorwärts" (+ Drehimpuls), dann muss sich das andere (Sonde) im Massenverhältnis dazu (- Drehimpuls) "rückwärts" zu drehen beginnen (Trägheit). Das kann bei einer Drehgeschwindigkeit des Reaktionsrades von Null beginnen.

... das hört erst dann auf wenn das Ding gestoppt wird.

Das Ding ist das Reaktionsrad, das gestoppt, natürlich nicht abrupt, wird... Aber die Sonde dreht sich dann immer noch, um sie wieder anzuhalten muss das Reaktionsrad dann noch solange in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden bis  beide "stillstehen", also sich nicht mehr drehen - wenn der Drehimpuls Null ist.

Bist du dir da ganz sicher, dass die Drallräder nach einem Manöver deaktiviert werden?

Ein Drallrad nicht, ein Reaktionsrad ja...

Beste Grüße, HausD

Ich hab das auch so gemeint, die Drehung beginnt wenn ein Reaktionsrad seine Geschwindigkeit ändert, also beschleunigt, oder abgebremst wird.
Falls ein Drehkörper nicht Reibungsfrei gelagert werden kann, ist es eventuell sinnvoll den rotationslosen Zustand des Flugkörpers und aller Drehkörper durch Einsatz der kleinen Triebwerke auf Null zu bringen.
Falls die Lage nachher nicht so ist wie man sie haben will, kann man sie anschließend mit den Reaktionsrädern ändern.
Zumindest ich würde das so machen.

Die Diskussion über Reaktionsschwungräder mag interessant sein, New Horizons hatte allerdings keine. Eine Änderung der Lage der Sonde ist nur durch die Triebwerke möglich.

Trotz der Einschränkungen ist New Horizons auch in meinen Augen die bestmögliche Sonde, die in Anbetracht der Umstände gebaut werden konnte.

..., aber der Hauptgrund fuer die geringe Datenrate duerfte doch wohl am ehesten noch der riesige Signalweg sein.

Die Länge des Signalweges spielt für die Datenrate gar nicht wesentliche Rolle. Ein längerer Signalweg führt allenfalls dazu, dass die Signale später ankommen. Entscheidend ist das Verhältnis von Signal zu Rauschen beim Empfänger. Und das wird durch die ERP vom Satelliten, die Freiraumdämpfung, den Gewinn der Empfangsantenne, die Bandbreite und die Empfängerempfindlichkeit bestimmt. Die Bandbreite und das SNR begrenzen dann die Datenrate.

Die SNR hängt dann von der:
1) Sendeleistung (hier 12W),
2) dem Gewinn durch die Richtwirkung der Antenne ab (diese vom Durchmesser und der Frequenz)
3) der Empfangsantenne am Boden (30, 60 und 70m ?)
4) dem Rauschen vor allem der Antenne
5) dem Rauschen des Empfängers am Boden ab.

Die Länge des Signalweges spielt für die Datenrate gar nicht wesentliche Rolle. Ein längerer Signalweg führt allenfalls dazu, dass die Signale später ankommen. Entscheidend ist das Verhältnis von Signal zu Rauschen beim Empfänger.

Da die Parabolantennen für die Übertragung eine gewisse "Steuung" aufweisen (ist ja kein Laser, wobei auch hier das Signal mit dem Abstand schwächer wird),
spielt der Signalweg doch eine große Rolle weil er daduch direkt auf den Signal-Rauschabstand wirkt. Ein großer Teil der Elektromagnetischen Strahlung
geht bei der Entfernung Rechts, Links, Oben oder Unten an der Erde bzw. der Sonde vorbei und ist somit nicht Nutzbar.
Das sich die Laufzeit des Signals mit der Zeit verlängert spielt keine primäre Rolle, die Daten kommen nur später an. Man muß halt länger warten

Das was du schreibst hat mit der Frequenz, dem Antennendurchmesser und kann auch noch ein wenig von der Genauigkeit der Antenne abhängen.
Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, sind das bei NH mit 2,1m Antennendurchmesser und dem X-Band 0,3°
Beliebig groß könnte man die Antenne aber auch nicht machen, weil sonst die Antenne immer genauer ausgerichtet werden muss.

Da die Parabolantennen für die Übertragung eine gewisse "Steuung" aufweisen (ist ja kein Laser, wobei auch hier das Signal mit dem Abstand schwächer wird),

Auch ein Laser hat eine Strahldivergenz, i.e. einen parallelen Strahl gibt es nicht. Beim Apollo Projekt (the Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation) kommt der Laser z.B. mit einem Strahldurchmesser von 1,8km auf dem Mond an - trotz Strahlaufweitung auf der Erde auf 3,5m.
http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/apollo/apollo.html

Was beim Laser die Strahldivergenz ist, wird bei Funkantennen als Öffnungswinkel bezeichnet.

Hallo,

eine Frage zur Signaldämpfung:
Bei einem geostationären Satelliten beträgt die Dämpfung etwa 205 dB.
Wie groß ist die Dämpfung dann bei NH?

Gruß
E.

Bei ca. 5*10⁹km im Verhältnis zu 36000km komme ich da auf ca. 308dB

eine Frage zur Signaldämpfung:
Bei einem geostationären Satelliten beträgt die Dämpfung etwa 205 dB.
Wie groß ist die Dämpfung dann bei NH?

Der Begriff Freiraumdämpfung stammt von Antennenleuten und Hochfrequenztechnikern. Physiker bezeichnen das als quadratisches Abstandsgesetz und dahinter verbirgt sich nichts anderes als der Dreisatz für Flächen oder der 3D-Strahlensatz ;-)
https://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsgesetz

Mal was ganz anderes, was aber hier auch rein passt :
Heute vor 9 Jahren wurde Pluto zum Zwerg Planten zurück gestuft.

Mfg Collins

Da paßt die erste Zeile Deiner Signatur gut

 

Nach DEN Bildern (und Daten) sollte es mich nicht wundern, wenn sie ihre Einstufung nochmal überdenken.