Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba - wątek dyskusyjny

[suchyy]

Tutaj powinno być: "Wątek dyskusyjny..." Wątek obserwacyjny jest TAM (tylko też trzeba jeszcze poprawić tytuł na Wątek obserwacyjny ....).

Edytowane 31 Grudnia 2021 przez suchyy

[Paether]

4 minuty temu, MateuszW napisał:

Czemu wątek teoretyczny? On na prawdę poleciał, nie zmyślam  

Zmienię na "odlotowy" 

[OnlyAfc]

1 minutę temu, Paether napisał:

odlotowy

Albo wystrzałowy

 

 

[janekosa]

3 godziny temu, Patryk Sokol napisał:

Ale poza tym, nie mogę się powstrzymać, wybacz

Tak, nie jest to zbyt naukowy argument  natomiast wyraźnie zaznaczyłem że „ja tak robię w KSP ale NIE WIEM czy w rzeczywistości też się tak robi  

[Krzysztof z Bagien]

4 godziny temu, Szymon Szozda napisał:

Ciągle jednak podtrzymuję zdanie że nie trzeba odpalać w punkcie najwyższym paraboli. Tzn. jest to bardziej skomplikowane, bo jeśli mamy wymagania: pierwszy stopień wynosi na 180km i chcemy mieć orbitę 180 km to faktycznie najwydajniej odpalić na 180km i w moment przekształcić parabolę w orbitę. Natomiast ogólnie wcale być tak nie musi.

Nie musi, ale im bardziej ten manewr jest rozciągnięty w czasie i przestrzeni, tym jest on mniej efektywny. Tak jak pisałem - idealnie byłoby całość wykonać w zerowym czasie, ale to jest oczywiście niewykonalne, więc żeby uzyskać jak najwyższą efektywność, czas musi dążyć do zera.

 

3 godziny temu, janekosa napisał:

Ale możesz to zrobić na kilka razy. Odpalasz na chwile, robisz jedną rundkę, odpalasz na chwilę, znowu robisz rundkę i tak dalej. Nie wiem czy w praktyce takie manewry się robi

Robi się, o ile dobrze pamiętam to ten ostatni chiński lądownik księżycowy tak właśnie leciał; była też kiedyś np. taka akcja, że jakiegoś tam satelitę umieścili na zbyt niskiej orbicie (bo były jakieś problemy podczas startu) i potem przez kilka(naście?) miesięcy tenże satelita podnosił swoją orbitę tak na raty za pomocą bodajże silników jonowych (które są bardzo wydajne, ale mają znikomy ciąg).

Tak, że jest to oczywiście wykonalne, ale takie transfery "low thrust" robione po kawałku generalnie wymagają więcej delta-V, niż takie normalne.

[Niki]

Osłona rozłożona. Teraz czas na jej napinanie, co powinno potrwać 2 dni. Zaczną od  największej  warstwy, która znajduje się najbliżej Słońca i osiąga najwyższe temperatury. Przejdą kolejno do piątej i najmniejszej warstwy, najbliżej zwierciadła głównego. 

A o północy naszego czasu 31 grudnia/1 stycznia JWST pokonał dokładnie połowę drogi do L2.

[Matheo_89]

Czy po napięciu folii temperatury po stronie zimnej się jeszcze zmniejszą, czy dalszy spadek to już po uruchomieniu chłodzenia?

[Krzysztof z Bagien]

29 minut temu, Alice napisał:

Czy po napięciu folii temperatury po stronie zimnej się jeszcze zmniejszą, czy dalszy spadek to już po uruchomieniu chłodzenia?

Z tego co pisali, jak już osłona będzie całkowicie rozłożona, to zimna strona ma się pasywnie schłodzić (czyli ma wypromieniować energię w kosmos) poniżej 40K - co zajmie kilka miesięcy; aktywne chłodzenie do bodaj 7K ma mieć tylko jeden z instrumentów (MIRI).

[Niki]

Wczoraj chłopaki  mocno się  napracowali, w nagrodę dzisiaj dostali wolne. Wypoczywają przed jutrzejszym (2 stycznia) napinaniem osłony, co może potrwać 2 dni. W związku z tym  prawdopodobnie ulegną opóźnieniu następne wdrożenia.

A my przy tej okazji przypomnijmy sobie to  epickie selfie.

 

Edytowane 2 Stycznia 2022 przez Niki

[janekosa]

W dniu 31.12.2021 o 18:45, Krzysztof z Bagien napisał:

takie transfery "low thrust" robione po kawałku generalnie wymagają więcej delta-V, niż takie normalne.

A to niby dlaczego? Moim zdaniem wymagają dokładnie tyle samo delta-V. 

[Matheo_89]

[Paether]

14 godzin temu, Niki napisał:

A my przy tej okazji przypomnijmy sobie to  epickie selfie.

 

Czyli można zgodnie z prawdą stwierdzić, że pierwsze zdjęcie z wykorzystaniem JWST zostało już wykonane  

[Krzysztof z Bagien]

21 godzin temu, janekosa napisał:

A to niby dlaczego? Moim zdaniem wymagają dokładnie tyle samo delta-V. 

I tak, i nie

 

Żeby zademonstrować, wykonałem kolejną, jeszcze bardziej profesjonalną symulację w KSP. Tym razem punktem wyjścia jest niska kołowa orbita wokół Eeloo (bo nie ma księżyców i stosunkowo daleko sięga jego strefa Hilla/Roche'a). Zaczynamy na wysokości 25,7km i docelowo chcemy uzyskać orbitę 100.000km; wszystko będzie robione automatycznie (za pomocą modu MechJeb). Finalna orbita wychodzi trochę niższa niż założona, bo "pod maską" działa mod Principia, który zmienia sposób przeliczania fizyki w grze, a MechJeb tego nie uwzględnia, stąd niewielkie różnice - ale w kwestii delta-V nie ma to praktycznego znaczenia (różnice są na którymś tam miejscu po przecinku, ze względu na niewielką grawitację Eeloo).

 

Zrobimy to tak: najpierw wykonamy manewr z pełną mocą silnika, potem zobaczymy co wyjdzie jak zmniejszymy moc do 10%, a na końcu - do 1% (i to sobie wykonamy na raty). Zmieniam tylko ustawienie thrust limiter (czyli maksymalną siłę ciągu), wszystko inne pozostaje bez zmian (masa rakiety, impuls właściwy silnika, zapas paliwa). Można będzie zauważyć, że bez względu na siłę ciągu, wyjściowa pula delta-V jest taka sama, co nie powinno dziwić, bo w próżni nie zależy od siły ciągu

 

Scenariusz pierwszy - silnik ma maksymalną moc (Thrust Limiter ustawiony na 100%)

Na początku jest tak jak widać - silniki odpalamy na 12s:

 

Zostało nam 699m/s, ale chcemy chcemy uzyskać orbitę kołową, więc wykonamy drugi manewr trwający ok. sekundę:

 

Na końcu zostało nam 673m/s delta-V; zwróć uwagę na straty od grawitacji - tylko 0,2m/s, czyli praktycznie pomijalne.

 

 

Scenariusz drugi - ciąg silnika ustawiony na 10%

Silniki odpalamy na 2min18s:

 

Zostało nam 698m/s, drugi manewr potrwa 14s.

 

Na końcu zostało nam 672m/s - różnica jest niewielka, ale jednak jest; straty od grawitacji wyniosły 5,4m/s.

 

 

Scenariusz trzeci - silnik moc tylko 1%

Wychodzi nam, że czas manewru wyniesie ponad 21 minut, więc ok. połowę okresu orbitalnego:

 

Nie ma większego sensu robić tego naraz, więc wykonamy ten pierwszy manewr na cztery raty:

 

 

 

 

 

Apocentrum mamy na odpowiedniej wysokości, pozostało podnieść perycentrum i uzyskać ostateczną orbitę kołową (manewr zajmie 2min23s):

 

I co nam zostało na końcu? 666m/s, czyli wyraźnie mniej, niż w dwóch poprzednich scenariuszach (straty od grawitacji wyniosły 34,1m/s):

 

 

No teraz możemy postarać się odpowiedzieć na twoje pytanie - dlaczego tak jest?

Dlatego, że dysponując silnikiem o mniejszym ciągu, musimy manewr rozciągnąć w czasie, w trzecim przypadku wychodzi na tyle długi, że ma sens podzielenie go na kilka części. Jak już wcześniej ustaliliśmy - najbardziej efektywny byłby pojedynczy, natychmiastowy impuls (bo wtedy siła ciągu będzie prostopadle do kierunku działania grawitacji), pierwszy scenariusz jest najbliższy takiemu ideałowi. Jeśli silnik musimy włączyć na dłuższy czas, to część energii się zmarnuje na "walkę z grawitacją" - to są te straty od grawitacji w niebieskiej ramce (nie sumują się one z delta-V do początkowej wartości, bo zależą one od kierunku, w którym działa siła ciągu - np. jeśli skierujemy rakietę w dół, to grawitacja będzie nam pomagać i starty będą ujemne; MechJeb nie uwzględnia też w wyświetlanych parametrach w oknie Delta-V stats tego, że przyspieszenie grawitacyjne spada wraz z odległością od planety - dlatego w żółtej przerywanej ramce TWR różni się od tego, co jest wyżej).

W trzecim scenariuszu siła ciągu jest przez dłuższy czas ustawiona nieprostopadle do kierunku działania grawitacji i w związku z tym jest to jeszcze mniej efektywne. Warto też zauważyć, że cała zabawa zajęła nam o cztery dni więcej, niż w wersji pierwszej (co w takim nierealistycznym układzie jak zaprezentowany nie robi aż takiej różnicy, bo okres orbitalny na docelowej wysokości jest abstrakcyjnie długi, ale w rzeczywistości na takie manewry low thrust potrzeba nie tylko więcej delta-V, ale też duuużo więcej czasu niż na prawie impulsowe).

 

A dlaczego na początku napisałem, że "i tak, i nie"? Bo jeśli dysponujemy nieograniczonym czasem, to możemy wykonywać manewry w dowolnie wielu, dowolnie krótkich częściach. Np. gdybym zamiast na cztery części po 5min, podzielił to na 20 części po minucie, to różnice w delta-V wyszłyby dużo mniejsze. Do tego mógłbym przecież użyć dużo mniejszego i lżejszego silnika, więc cała rakieta byłaby po prostu lżejsza. Ale, jeśli wszystkie inne parametry są takie same, to z punktu widzenia delta-V najlepiej wykonać manewr natychmiastowo.

 

 

Zrobiłem jeszcze jedną symulację, tzn. co by było, gdyby jednak wykonać cały podaddwudziestominutowy manewr naraz - i efekty są takie:

 

 

Czyli na koniec zostało 638m/s delta-V. Różnica w stosunku do poprzednich jest taka, że tym razem rakieta była cały czas ustawiona po prostu wzdłuż trajektorii (prograde), więc siła ciągu działała zawsze stycznie do orbity (bo w sumie i tak chcemy tylko uzyskać konkretną wysokość, a pozostałe parametry orbity nas nie interesują), choć jak widać jest to rozwiązanie jeszcze dalsze od optymalnego.

 

Oczywiście wszystkie parametry w tej mojej symulacji są mocno nierealistyczne, ale chodziło tylko o wykazanie, że mam rację

W rzeczywistości np. napędy elektryczne dają ciąg rzędu miliniutonów, co przekłada się na nawet setki godzin pracy wymaganej do wykonania jakiegoś tam manewru, co z kolei oznacza, że takie manewry nie są optymalne pod względem delta-V. Tyle tylko, że samo delta-V nie jest przecież wcale jedynym i najważniejszym wyznacznikiem czegokolwiek. Co z tego, że wychodzi więcej, jeśli czas nas nie goni, a przekłada się to na mniejszą masę i mniejszy koszt? Np. Starlinki potrzebują kilku tygodni na osiągniecie docelowych orbit i z tego co Musk pisał gdzieś na Twitterze wynika, że ich silniki pracują wtedy prawie bez przerwy - ktoś gdzieś oszacował, że oznacza to ciąg w okolicach 7mN.

 

 

 

 

 

Edytowane 2 Stycznia 2022 przez Krzysztof z Bagien

[karp_killer]

2022 i żadnych kamer do monitorowania rozłożenia teleskopu. Mam nadzieję, że chociaż tej głównej nie zapomnieli podpiąć pod wyciąg. 

[Krzysztof z Bagien]

32 minuty temu, karp_killer napisał:

2022 i żadnych kamer do monitorowania rozłożenia teleskopu. Mam nadzieję, że chociaż tej głównej nie zapomnieli podpiąć pod wyciąg. 

Ale masz świadomość, że program jako taki ruszył ćwierć wieku temu, a budowa zakończyła się w 2016?

[Niki]

52 minuty temu, karp_killer napisał:

2022 i żadnych kamer do monitorowania rozłożenia teleskopu. Mam nadzieję, że chociaż tej głównej nie zapomnieli podpiąć pod wyciąg. 

kamery są zbędne, o wszystkich parametrach  teleskopu informują czujniki. To świadoma decyzja NASA,  nie chcą mieć na pokładzie obserwatorium żadnego zbędnego urządzenia, które niepotrzebnie emitowałoby ciepło.

[bartolini]

JWST ma Star Trackery do nawigacji, ale one są po „ciepłej” stronie statku.

Po stronie teleskopu nie wrzucali nic ekstra - lepiej polegać na czujnikach.

[karp_killer]

27 minut temu, Krzysztof z Bagien napisał:

Ale masz świadomość, że program jako taki ruszył ćwierć wieku temu, a budowa zakończyła się w 2016?

That's the joke, a jednak brak kamerki pokładowej doliczam na koniec listy złych rozwiązań po koszmarnym poślizgu i stawianiu wszystkiego na jedną kartę. Choć oczywiście mam nadzieję, że mimo wszystko będzie "śmigać". 

 

21 minut temu, Niki napisał:

kamery są zbędne, o wszystkich parametrach  teleskopu informują czujniki. To świadoma decyzja NASA,  nie chcą mieć na pokładzie obserwatorium żadnego zbędnego urządzenia, które niepotrzebnie emitowałoby ciepło.

Cytując internety:

 I asked this question of leaders of the JWST project at Goddard Space Flight Center. It isn't that it wouldn't be useful, the problem is funds and time. Considering the current cost of the project, any new addition would increase the cost and could impact the scheduled launch date of October 2018.

 

("2018" hehe)

[Matheo_89]

Czy ktoś doszukał się w terminarzu obserwacji JWST punktu dotyczącego focenia odpowiednika HUDF dla Webba?

[dobrychemik]

@Behlur_Olderys Załóżmy, że dostałbyś w prezencie 5 minut czasu akwizycji na JWST - w co byś wycelował? Co chodzi po głowie entuzjaście bliskiej podczerwieni?

 

[szuu]

53 minuty temu, Alice napisał:

Czy ktoś doszukał się w terminarzu obserwacji JWST punktu dotyczącego focenia odpowiednika HUDF dla Webba?

https://www.stsci.edu/jwst/phase2-public/2079.pdf

 

Cytat

We propose NGDEEP: The Webb Deep Extragalactic Exploratory Public Survey. NGDEEP leverages efficient parallel observations over 121.7  hr with NIRISS in the Hubble Ultra Deep Field (HUDF) and NIRCam in the HUDF-Par2 field to constrain the physical processes dominating feedback in galaxies from z~1-12. Observing with JWST in the HUDFs leverages off the deepest optical imaging from Hubble and makes NGDEEP a premier legacy field for both missions. 

 

[Behlur_Olderys]

2 godziny temu, dobrychemik napisał:

@Behlur_Olderys Załóżmy, że dostałbyś w prezencie 5 minut czasu akwizycji na JWST - w co byś wycelował? Co chodzi po głowie entuzjaście bliskiej podczerwieni?

 

 

Z tego co się orientuję on ma raczej małe FOV więc pewnie chciałbym przypakować mocno w Dwingeloo 1. Panorama obszaru W51 z jego skalą to niestety nie temat na 5min.

 

[szuu]

12 godzin temu, karp_killer napisał:

2022 i żadnych kamer do monitorowania rozłożenia teleskopu

na pocieszenie mamy filmy z testów  https://www.youtube.com/watch?v=PVAe9Ovca5Q

 

[Mareg]

Sunshield Layer Tensioning Ongoing: Layers 1-3 Complete

 

[Niki]

Sukces ! Wszystkie warswty napięte.