New Horizons - первый полёт к Плутону

[Александр Хороших]

Товарищи! Хочу задать глупый вопрос. Скажите, а можно ли попытаться использовать камеру LORRI для определения расстояний до звёзд методом параллакса?
Если нет - то почему? Недостаточна точность определения координат Нью Горизонс в пространстве или недостаточно проницание либо разрешение самой камеры?

[boch]

Вот как раз точность определения координат и является самым некритичным параметром в данном случае, ибо погрешность в определении координат пренебрежимо мала по сравнению с базой "Земля-станция". Думается, разрешение...

[vsf]

Угловое разрешение камеры только 1'' на пиксель, допустим параллаксы будут в 30 раз больше, чем на Земле, но это дает радиус возможности измерения только 30 парсек. А на таком расстояние все яркие звезды до 11 величины доступные такой камеры давно померяны Гиппархом. Хотя в теории наверное что-то можно выжать для звезд немногим слабее 11 звездной величины, для который Гиппарх бессилен, а LORRI их еще может заснять. Впрочем опять же Гайя уже работает и смысл делать сверхдорогие (с учетом пересылки на Землю) снимки звезд?

[Александр Хороших]

boch, vsf спасибо за ответы.

[Razex]

Скорость передачи данных с аппарата крайне низка, на несколько порядков меньше скорости их сбора. Например, данные после пролета планируют передавать в течении двух лет. Так что действительно приходится выбирать что передавать в первую очередь.

Надеюсь, что в 2015 году удастся наконец-то полюбоваться снимками этого далекого планетоида.

[James89]

   Осталось лететь 3,36 а.е. ~ 1 год 
Из википедии:...май 2014 года — у аппарата будет отключен режим гибернации в целях приведения в готовность всех систем, проведения коррекции курса, а также слежения за изменением яркости во время вращения Плутона и Харона. До этого момента в режиме гибернации аппарат будет пребывать 80 % времени полета, остальные рабочие 20 % — дистанционные четырёхмесячные исследования Юпитера и его спутников, а также обновление прошивок полетного компьютера и тестирование всех систем...
Сайт проекта http://pluto.jhuapl.edu/

[Muxa]

До сих пор не определились с целями аппарата в поясе Койпера, после Плутона. Объясняют это плохими условиями наблюдения целевых участков неба (слишком много звезд фона). В этом году условия улучшились и с помощью наблюдений с "Хаббла" надеются решить вопрос этим летом.
(источник)
(лично я смутно представляю, как условия наблюдений могли существенно измениться за год)

[vsf]

(лично я смутно представляю, как условия наблюдений могли существенно измениться за год)

Там как раз все просто, чем ближе к 2015 году, тем область поиска меньше. Почитайте у меня в блоге про это

http://za-neptunie.livejournal.com/2260.html

[SpaceEngineer]

(лично я смутно представляю, как условия наблюдений могли существенно измениться за год)

Так за год Плутон проходит в среднем 360/248 = 1.45 градуса. А сейчас и того больше, т.к. недавно был перигелий.

[vsf]

(лично я смутно представляю, как условия наблюдений могли существенно измениться за год)

Так за год Плутон проходит в среднем 360/248 = 1.45 градуса. А сейчас и того больше, т.к. недавно был перигелий.

Нет, все проще, чем ближе к 2015 году, тем площадь для поиска меньше. Проще искать. Ссылку я уже дал.

[boch]

Так никто и не дал внятного ответа на вопросы "почему трудно найти цель"...
Дело то проще пареной репы. Очевидно, что если цель пролета есть, то она уже зафиксирована, а если не зафиксирована, то, очевидно, плохо фиксировали.
Потому вопрос не в том, каков размер площадок для поиска, а в том, конкретном "цель есть... или цели нет..." - вот о чем нужно прямо сказать. А вопрос о том, "какие площадки, когда искать, где искать, на чем искать" это замыливание мозгов налогоплательщиков и прочие маркетинговые штучки. Поясню...

Понятно, что площадка "с целью" (очевидно) для летящего аппарата (конкретная) вырождается в точку - ведь аппарат не может пройти через множество точек (на дистанции конкретной цели), а должен пройти через одну точку с координатами цели. Иначе близкого пролета нет.

Таким образом (если цель есть, если она известна) совсем не нужно большое поле поиска, достаточно отслеживать много лет с разными интервалами "площадку размерами с точку" там, где искомая цель пролетает.

И, потому, на первых порах нужно было именно определиться с выбором - цель будет в итоге, или цели не будет. Почему исходные площадки поисков такие огромные, а последующие на порядок меньшие? Дело в формах орбит, эксцентриситетах, мгновенных скоростях - ведь изначально не известно какой эксцентриситет имеет потенциальная цель и ее итоговый вектор скорости цели в момент пролета. Потому площадка от начала 2000-х такая огромная - там искали не столько конкретную цель, сколько набирали статистику по распределению ТНО. И если в то время потенциальная цель определяется, то последующие поля поиска в более позднее время вырождаются по сути в точки, то есть определяется конкретная астрометрия для конкретных объектов.

Но мы этого не видим на настоящий момент, они не вырождаются в точки, а остаются обширными мозаиками - следовательно по Шерлоку Холмсу делаем вывод - караул, цели до сих пор нет.

В таких условиях привлечение Хаббла - мертвому припарка. Так как если цели нет, то наблюдения прошлых лет под большим сомнением.
Что может дать Хаббл. Только то, что если он найдет потенциальную цель, то есть мизерная вероятность чудом выцепить цель на старых снимках, которая не была выцеплена до сих пор.

Вывод: привлечение Хаббла чисто маркетинговая акция в угоду определенного круга пользователей в призрачной надежде найти нечто на старых снимках на основании вновь полученных снимков. То есть дело совсем плохо на текущий момент. И, действительно, никто ведь до сих пор не заявил "цель определена". И хотя целей найдено более чем... но горючки не хватает для нужной коррекции.

И самый больной вопрос, который нужно понимать - если цель не будет найдена на старых снимках по данным новых снимков с Хаббла - то как орбиту считать будем? Дуги то НЕ БУДЕТ!

[vsf]

Что может дать Хаббл. Только то, что если он найдет потенциальную цель, то есть мизерная вероятность чудом выцепить цель на старых снимках, которая не была выцеплена до сих пор.

Вывод: привлечение Хаббла чисто маркетинговая акция в угоду определенного круга пользователей в призрачной надежде найти нечто на старых снимках на основании вновь полученных снимков. То есть дело совсем плохо на текущий момент. И, действительно, никто ведь до сих пор не заявил "цель определена". И хотя целей найдено более чем... но горючки не хватает для нужной коррекции.

И самый больной вопрос, который нужно понимать - если цель не будет найдена на старых снимках по данным новых снимков с Хаббла - то как орбиту считать будем? Дуги то НЕ БУДЕТ!

У Хаббла намного выше прорицание, чем у наземных телескопов. Я в своей ссылке такую картинку приводил. Поэтому и шансы на успех намного выше.

[vsf]

Так никто и не дал внятного ответа на вопросы "почему трудно найти цель"...
Дело то проще пареной репы. Очевидно, что если цель пролета есть, то она уже зафиксирована, а если не зафиксирована, то, очевидно, плохо фиксировали.

Можно еще такую картинку привести. Новые Горизонты способны изменить свою траекторию только на 0.9 градуса. Фактически это узкий конус в пространстве.

И самый больной вопрос, который нужно понимать - если цель не будет найдена на старых снимках по данным новых снимков с Хаббла - то как орбиту считать будем? Дуги то НЕ БУДЕТ!

Пишут, что точность астрометрии Хаббла настолько высока, что параметры орбит удастся определить в ближайшие несколько месяцев.

http://planetary.s3.amazonaws.com/assets/images/z-misc/2014/20140124_stryk_stm_20140123_144958.jpg

[boch]

У Хаббла намного выше прорицание, чем у наземных телескопов. Я в своей ссылке такую картинку приводил. Поэтому и шансы на успех намного выше.

Можно еще такую картинку привести. Новые Горизонты способны изменить свою траекторию только на 0.9 градуса. Фактически это узкий конус в пространстве.

Пишут, что точность астрометрии Хаббла настолько высока, что параметры орбит удастся определить в ближайшие несколько месяцев.

Собрал все реплики "за" в одно место... Картина удручающая. Первая реплика только подтверждает, что раз проницание выше, то вся надежда на астрометрию 2014 года - приехали...
Вторая реплика только подтверждает, что аппарат практически не может сойти с траектории "в сторону" ощутимо, то есть потенциальная цель "должна по заказу оказаться точно на орбите аппарата" - кто ее туда притащит, вопрос.
Третья реплика только подтверждает, что все надежды на короткую дугу "в ближайшие несколько месяцев" - приехали...

Вот все это обобщая, и учитывая, что о потенциальной цели до сих пор никто даже не заикнулся, то есть ее попросту нет реально, даже в первом приближении - и все прошлые поиски за много лет окончились фиаско... так вопрос то подвис в воздухе капитально.

Хорошо, пусть Хаббл найдет эту желанную цель, пусть не в 200 километров, пусть всего в 15 километров, и вот окажется, что такой крохи нет на старых снимках. И получим мы максимально возможную дугу в менее года. Я сомневаюсь, что на такой короткой дуге астрометрия позволит получить требуемую стрелку дуги (степень вогнутости орбиты) достаточную для хоть сколь терпимого пролета... а если степень точности орбиты будет недостаточна, то камеры аппарата отметят на снимках едва уловимую точку в один пиксел - и что мы там разглядим.

Вывод - цели есть, нет достаточно топлива. Топлива нет достаточно - рады любой цели сколь бы паршивой она не оказалась...

Что такое недостаток топлива на аппарате - это отсутствие физической возможности сильно замедлиться или сильно ускориться, дабы попасть в цель в то время, когда она будет пересекать узкий конус потенциально возможных орбит аппарата!

А это все вместе означает только одно - краху миссии после пролета Плутона мы обязаны целиком и полностью одной неприятной вещи - низкой плотности объектов в поясе. Грубо говоря, все нужные нам цели окажутся либо слишком позади, либо слишком впереди - а аппарат в обидной пустоте между ними.

Естественно, пока последний звоночек не пропикал - никто не станет преждевременно заикаться о провале... все будут тихонько стыдливо в тряпочку молчать... но все этапы идут насмарку один за другим. Так рухнули надежды на возможность определения потенциальной цели на дуге в 10 лет - объектов нашли море, но все они окажутся либо слишком позади, либо слишком впереди относительно станции. Причина - низкая плотность объектов в поясе. То есть первый этап прошлых лет в основе своей базировался на смехотворной возможности "случайно оказаться цели в том месте, где в это время окажется станция". Как и ожидалось - чуда не произошло.
Теперь надо уцепиться за соломинку - попробовать найти сколь угодно малую цель, пусть даже на пределе как по проницанию так и по точности астрометрии - и снова цепляемся за смехотворную возможность правильно определить дальность до цели на дуге в несколько месяцев. Не мытьем, так катаньем... А чудес то не бывает.
Чудо - если мы на снимках увидим протяженное тело...
Реальность - если мы вообще что либо сможем увидеть на снимках.
Как говорится, иллюзии может развеять только время и ход событий - а сколько было надежд.

Посмотрел перспективы для Хаббла. Оптимальный период для работы по цели (учитывая, что Хаббл не может заглядывать внутрь конуса на оси которого Солнце - месяц до начала июля и месяц после начала июля). Сейчас точно не помню каков угол раскрытия конуса запретного для наблюдений, думаю он в районе 60 градусов элонгации, то есть интервал времени для Хаббла гораздо менее полугода (никто не даст тратить время на КТ на интервале 8-ми месяцев ради каменюки...) - это значит длинной дуги быть просто не может, пара месяцев или менее вблизи противосолнца, и все на этом... - ведь не снимал же Хаббл в прошлые годы требуемую площадку - если только случайно. Если случайно снимал с большой экспозицией, то случайно цель может обнаружиться и на снимках прошлых лет - и тогда дуга будет приличной. Но, чудес то не бывает, и гложет большое сомнение, что дуга в итоге окажется 2-3 месячной - то есть утверждение о том, что "орбита будет посчитана в несколько месяцев" с нужной точностью на грани фола.
Другое дело, если сделать повторные наблюдения нужной площадки летом 2015 года, и если дуга окажется длиной в один год... и только после этого сделать первую коррекцию орбиты... тут даже я со своим скепсисом промолчу в тряпочку, ибо один год это не один месяц...

Потому, будем поглядать.

[vsf]

Другое дело, если сделать повторные наблюдения нужной площадки летом 2015 года, и если дуга окажется длиной в один год... и только после этого сделать первую коррекцию орбиты... тут даже я со своим скепсисом промолчу в тряпочку, ибо один год это не один месяц...

Потому, будем поглядать.

Ну вот видите. Вы сами пришли к выводу, что еще есть шанс.  Как раз к пролету Плутона Хаббл может найти подходящий кандидат (раньше пролета Плутона никто траекторию менять не будет). А последующие наблюдения в ближайшие несколько недель очевидно нужны только для предварительного подтверждения найденных койпероидов.

[Muxa]

Новые Горизонты способны изменить свою траекторию только на 0.9 градуса.

На 15 а.е. это дает расстояние в 0,2356 а.е.
На есть объекты с расстоянием в 0,2 а.е., так что есть надежда.

[boch]

Ну вот видите. Вы сами пришли к выводу, что еще есть шанс.

Так я никогда и не утверждал, что шансов нет... Мало того, в циркуляре на открытые транснептуны есть и моя фамилия, то есть участие в операции "Холодный лед"  Я очень заинтересован в успехе именно этой части эпопеи.

Я просто своими размышлениями показываю, насколько конечный результат может оказаться блеклым и невзрачным ( что там ползет на снимках - глюки или объект? - размером в пиксел на уровне фона или вообще ниже уровня фона).

И чем мы ближе оказываемся к искомой дате первой коррекции, тем потенциальный объект уменьшается как шагреневая кожа (вот уже и без Хаббла никак не обойтись) грозя в итоге стать нереализованной возможностью. И самое главное, так необходимые параметры для достижения очень тесного пролета тоже тают как дым - все меньше времени остается для получения точной орбиты, а нет точной орбиты - нет тесного сближения.

Гипотетическим остается вопрос - была ли возможность... и стоило ли задействовать Хаббл для данной задачи хотя бы в прошлом или позапрошлом году - опыт то показывает, что более менее приличная орбита (для сверхтесного сближения) для транснептунов получается на дуге в годы, очень неплохо, если дуга лет в 10 и более. Не слишком ли успокоенно чувствовала себя группа поиска цели, мол найдем что более-менее приличное и на том успокоимся. Не прогавкали ли драгоценное время?

[SpaceEngineer]

опыт то показывает, что более менее приличная орбита (для сверхтесного сближения) для транснептунов получается на дуге в годы, очень неплохо, если дуга лет в 10 и более.

У Хаббла точность астрометрии на порядок больше, чем у земных телескопов.

[boch]

У Хаббла точность астрометрии на порядок больше, чем у земных телескопов.

Это плюс, но это не решает проблемы короткой дуги. Чем короче дуга, тем более она стремится к отрезку прямой - с этим никто спорить не будет. Кривизна дуги характеризуется стрелкой дуги. Чем дуга короче, тем короче стрелка... И вот наступает такой момент при укорачивании дуги, когда погрешность определения величины стрелки дуги становится сравнимой с погрешностью астрометрии. С этого момента невозможно определить - "дуга это на самом деле дуга, или это просто отрезок прямой". А раз это может быть условно и отрезком прямой, то значит у такой "дуги" (отрезка прямой) нет фокуса, каковой бывает у окружности, эллипса... он есть, но он в бесконечности.
Следовательно, для коротких дуг неопределенность положения фокуса (он скачет от теоретической бесконечности до дистанции до Солнца, в зависимости от точности астрометрии) определяет минимально возможный нижний предел длины дуги. И чем далее объект от Солнца, тем минимально возможный нижний предел длины дуги становится все более и более растянутым во времени. Так для малых планет Главного пояса минимально возможный нижний предел длины дуги составляет несколько недель - только после этого интервала орбита становится приемлемо точной. Это при большой полуоси в несколько астрономических единиц. Если же брать ТНО, у которых большая полуось несколько десятков астрономических единиц, то минимально возможный нижний предел длины дуги составляет несколько месяцев (в лучшем случае), но, как правило, несколько лет - ведь мало того, что объект на порядок дальше, он еще и орбитальную скорость имеет намного меньшую.
Например, малая планета имеет период обращения в 5 лет и минимально возможный нижний предел длины дуги составляет несколько недель. Тогда для ТНО с периодом обращения в 250 лет имеем повышающий коэффициент 250/5=50. То есть несколько недель (пусть 4) нужно умножить на коэффициент 4*50=200 недель=4 года.

Так что утверждение, что Хаббл "посчитает орбиту за несколько месяцев" такая же фигня, как я Папа Римский...
Еще ужаснее то, что на короткой дуге, когда стрелка дуги сравнима с точностью астрометрии, невозможно определиться с тем - куда движется объект в текущий момент - либо к Солнцу, либо от Солнца.
Таким образом, если мы "решим", что объект приближается к Солнцу, и с расчетом на это сделаем коррекцию... а объект на самом деле удаляется от Солнца, то при тесном сближении мы получим "двойной промах" по дистанции (вместо приближения "со знаком плюс" мы на самом деле поимеем удаление объекта "со знаком минус" - складывая "плюс и минус" мы в итоге получим удвоенную ошибку - и вместо тесного сближения получим огромное расстояние между целью и станцией.

Исходя из сказанного, становится очевидно, что для коротких дуг правило "у Хаббла точность астрометрии на порядок выше" вообще не работает. Какая разница, с какой точностью мы замеряем конец дуги - с "обычной или на порядок лучшей точностью" - измеренная длина дуги все равно будет отличаться "на мизер" в обоих случаях... Например, длина дуги за год получилась равной одному градусу. При этом точность астрометрии земного инструмента равна секунде, а точность Хаббла равна 0,1 секунды.
Отношение дуг в таком случае будет равно примерно 3599/3600=0,9997
Три девятки после запятой конкретно показывают, что при определении орбит точность астрометрии играет далеко не решающую роль.
Отсюда следует правило - для расчета орбит малых планет, и транснептунов в том числе, одинаково подходят как Хаббл, так и любой крупный наземный телескоп, а для ярких малых планет даже примитивный любительский телескоп нисколько не хуже того же Хаббла.

Отсюда понятно, почему от Еленина или Борисова требуют не столько "приближения точности астрометрии к Хаббловской", сколько требуют, чтобы разрешение было не хуже секунды на пиксел. А раньше требуемое разрешение могло составлять и 5 секунд на пиксел, и десять секунд на пиксел - при этом точность орбит нисколько не страдала, поскольку точность орбит определяется не точностью астрометрии, а длиной дуги.

Если бы любительские телескопы Еленина или Борисова обладали проницающей способностью "как у Хаббла", никому бы и в голову не пришло желание задействовать Хаббл, пусть даже у него и точность астрометрии на порядок лучше.

Отсюда понятна сверхзадача Хаббла - проницание и только проницание... а точность астрометрии дело пятое-десятое.

[SpaceEngineer]

boch, спасибо за разъяснение.