Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 44
путешествие к точке Лагранжа L1 системы Солнце — Земля
Чем обусловлен выбор такого положения аппарата?
Недалеко от Земли и минимум возмущений. Нет атмосферы, неровностей гравитационного поля планеты и т.п.
А почему не L2?
А возмущения со стороны Солнца и прочих небесных объектов? В L1 Солнце перестает влиять на спутник, точнее, Земля будет уравновешивать это влияние.
Точки похожие, не удивлюсь если одной из причин было наличие в L2 телескопа Gaia. Чтобы одними антеннами получать данные по очереди. Серьезных аргументов за именно первую точку я не видел в источниках.
Тогда да, если одна наземная станция связи должна обслуживать два аппарата, то логичнее их разнести по разные стороны планеты.
наличие в L2 телескопа Gaia
Чем это может препятствовать?
spaceflight101.com/gaia/gaia-mission-orbit-design
A Lissajous Orbit describes a Lissajous Curve around the Libration Point… The orbit period is about 180 days and the size of the orbit is 263,000 x 707,000 x 370,000 km.
http://blogs.esa.int/gaia/2013/09/06/gaia-goes-to-l2-whats-an-ell-two/
Много ли данных будет генерировать LISA Pathfinder? (7 kbit/s X band)
Gaia выдает около "3-8Mbit/s download (X Band)" на "ESA's two most sensitive ground stations, the 35 m diameter radio dishes in Cebreros, Spain, and New Norcia, Australia"
Для LISA Pathfinder планируют использовать следующие станции: http://blogs.esa.int/rocketscience/2015/12/07/getting-to-where-we-want-to-go-lisa-pathfinders-journey/
Initially, LPF is using ESA’s 15m tracking stations in Perth, Australia, Maspalomas, Spain, and Kourou, French Guiana. Once it is more than about 50 000 from Earth, it will use the three 35m deep-space tracking stations in Spain, Australia and Argentina. Read more about ESA’s Estrack network.
Есть такой аргумент:
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0411071.pdf M Landgraf, Mission design for LISA Pathfinder 15 Nov 2004
http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0411071.pdf M Landgraf, Mission design for LISA Pathfinder 15 Nov 2004
For LISA Pathfinder the Sun-ward Lagrange point L1 is selected in order to facilitate
spacecraft design with the solar panel on one side and the antenna on the other.
Там темно, а здесь вроде бы есть солнечная панель. https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/l/lisa-pathfinder
Не очень уж там и темно (вряд ли темнее более чем на единицы процентов) — полная тень до L2 не доходит. Вот условная схема:
Gaia отправили в окрестности L2 с панелью. В не самые близкие окрестности — "The orbit period is about 180 days and the size of the orbit is 263,000 x 707,000 x 370,000 km." — http://spaceflight101.com/gaia/gaia-mission-orbit-design/
PS Спасибо за ссылку, у eoportal как обычно множество подробностей.
Gaia отправили в окрестности L2 с панелью. В не самые близкие окрестности — "The orbit period is about 180 days and the size of the orbit is 263,000 x 707,000 x 370,000 km." — http://spaceflight101.com/gaia/gaia-mission-orbit-design/
PS Спасибо за ссылку, у eoportal как обычно множество подробностей.
Полной тени в Sun-Earth L2 уже нет (1.5 млн км)
http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast161/Unit2/eclipses.html
Однако gaia держится подальше от полутени, для нее вход туда обернется тепловым шоком: http://spaceflight101.com/gaia/gaia-mission-orbit-design/
http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast161/Unit2/eclipses.html
The Earth's umbra is ~1.4 Million km long:
About 3.7x the mean Earth-Moon distance.
Umbra's width is 9000 km at the distance of the Moon, or ~2.6x the Moon's diameter.
Однако gaia держится подальше от полутени, для нее вход туда обернется тепловым шоком: http://spaceflight101.com/gaia/gaia-mission-orbit-design/
The biggest constraint for the Gaia mission, and the most important aspect of orbit design, is solar illumination. As the L2 point is located “behind” Earth and rotates along with Earth, the planet constantly casts a shadow at a spherical zone of 13,000 Kilometers.
Gaia can not afford to enter eclipse during its mission because it would cause a significant thermal shock to the system that would render the observatory useless. That is why Gaia has to avoid the Penumbra Zone for the duration of the science mission and extended mission. The initial orbital parameters of Gaia have been chosen so that the Lissajous Orbit evolves in a way that avoids a solar eclipse for 6.3 years which is long enough for the primary and extended Gaia mission. Placing the Gaia spacecraft close to the eclipse zone during insertion prevents the occurrence of an eclipse during the mission, the father away the initial position is from the Penumbra Zone, the quicker an eclipse occurs in the mission.
Спасибо, очень интересно!
Меня вот что впечатляет: рядом с Землей будет вращаться огромный, гигантский треугольник из лазерных лучей, с размахом в миллионы километров, сопоставимый со всей орбитой Земли. Астроинженерия, однако!
Три спутника массой 2 тонны с лазерными дальномерами — это не астроинженерия, увы.
Я только представил себе, какое зрелище было, если бы лазерные лучи в космосе сами светились, как в фильмах: огромный, на пол-неба, ярко-красный треугольник вокруг Солнца… Хочу в 34-й! И чтобы Уэбба вывели.
Если бы лазерные лучи в космосе "сами светились" — то они бы не добивали на 1-5млн км. Хотя да, зрелище было бы красивым.
Однако, быть может, рассеяние лазеров на солнечном ветре будет достаточным, чтобы его засечь какими-нибудь фотоумножителями. И тогда можно будет посмотреть реальную, а не модельную, картинку с лазерами в космосе.
Однако, быть может, рассеяние лазеров на солнечном ветре будет достаточным, чтобы его засечь какими-нибудь фотоумножителями. И тогда можно будет посмотреть реальную, а не модельную, картинку с лазерами в космосе.
спасибо. картинки только хотелось бы получше качеством.
Интересно а чисто теоретически возможно ли создания детектора, позволяющего построить круговую или шаровую диаграмму распределения воздействия, не столько эпичных размеров и может поменьше. А то тогда бы наверно можно было бы получить что-то вроде радара и по нему определить движение Крупных планет, а на основе задержек при получении сигнала и оптического сравнения судить по соотношению задержек о скорости распространения
Как я понимаю, гравитационные волны не быстрее света. Была сенсация несколько лет назад якобы сумели обнаружить что гравитация быстрее, но потом все заглохло, похоже, просто ошиблись в расчетах.
Ну насколько понимаю, волна это еще не само гравитационное взаимодействие, а некоторое возмущение пространства времени вызванное гравитацией.
Чисто гипотетически возможно подобрать такое взаимодействие гравитирующих объектов, что гравитационные волны от них с точки зрения внешнего наблюдателя будут распространяться быстрее скорости света. Шутка в том, что гравитация искривляет само пространство, и свет через это искривленное пространство будет добираться дольше, чем сама «рябь пространства-времени». И вообще, как правильно нужно считать расстояние от точки А до точки Б, если «линейка», если меняется само пространство?
В общем, все сложно.
В общем, все сложно.
Нельзя. Гравитационные волны будут добираться через искривленное пространство тоже медленнее (с точки зрения внешнего наблюдателя).
В теориях относительности расстояния предпочитают вообще не измерять. Измеряют время, которое требуется для прохождения света по траектории, и расставляют линейки по результатам. И не забывают, что в разных точках пространства время течет по-разному, а "одновременность" событий вообще зависит от наблюдателя.
В теориях относительности расстояния предпочитают вообще не измерять. Измеряют время, которое требуется для прохождения света по траектории, и расставляют линейки по результатам. И не забывают, что в разных точках пространства время течет по-разному, а "одновременность" событий вообще зависит от наблюдателя.
Я что-то запутался. Гравитационные волны будут добираться через искривленное пространство или же будут являться искривлением пространства?
И еще один момент, который я не до конца понимаю. Как смогли слиться две черные дыры, если при приближении к горизонту событий с нашей точки зрения их время должно остановиться и они должны "залипнуть" на горизонтах событий друг друга? Или нам просто удобнее начать с определенного момента считать их одной черной дырой?
И еще один момент, который я не до конца понимаю. Как смогли слиться две черные дыры, если при приближении к горизонту событий с нашей точки зрения их время должно остановиться и они должны "залипнуть" на горизонтах событий друг друга? Или нам просто удобнее начать с определенного момента считать их одной черной дырой?
Гравитационные волны и есть искривление пространства. Так же как волны на воде: каков точный уровень воды в море, если по нему все время волны ходят? Есть рябь, а есть средний уровень. Быстрее света в данном потенциале гравитационные волны двигаться не могут: они переносят энергию. Медленнее — вряд ли, нелогично получается.
Когда говорят, что объект никогда не достигнет черной дыры, имеется в виду, что внешний наблюдатель никогда не сможет этого увидеть: объект уже давно пройдет за горизонт, а фотоны света, излученные им у самого горизонта и несущие последний привет, будут выбираться из окрестностей дыры тысячелетиями. Время падения же для самого объекта — вполне конечное.
Так же и дыры: в первом приближении можно считать, что одна падает на другую. Все займет конечное время, которое и было рассчитано. Самих дыр мы все равно не увидим, а вот их окрестности (аккреционный диск) после слияния сольются и перестроятся заметным образом, превратившись в обычные окрестности одинарной черной дыры.
Когда говорят, что объект никогда не достигнет черной дыры, имеется в виду, что внешний наблюдатель никогда не сможет этого увидеть: объект уже давно пройдет за горизонт, а фотоны света, излученные им у самого горизонта и несущие последний привет, будут выбираться из окрестностей дыры тысячелетиями. Время падения же для самого объекта — вполне конечное.
Так же и дыры: в первом приближении можно считать, что одна падает на другую. Все займет конечное время, которое и было рассчитано. Самих дыр мы все равно не увидим, а вот их окрестности (аккреционный диск) после слияния сольются и перестроятся заметным образом, превратившись в обычные окрестности одинарной черной дыры.
Есть рябь, а есть средний уровень. Быстрее света в данном потенциале гравитационные волны двигаться не могут: они переносят энергию.
Блин, сложно правильно сформулировать вопрос. Тут меня вот что интересует: если гравитационная волна идет со скоростью света и искривляет собой пространство, то луч света идет по этому уже искривленному волной пространству. Чисто гипотетически, если в момент слияния черные дыры произведут вспышку света (например джетом плюнут), то придет ли этот свет одновременно с волнами, порожденными слиянием.
объект уже давно пройдет за горизонт, а фотоны света, излученные им у самого горизонта и несущие последний привет, будут выбираться из окрестностей дыры тысячелетиями.
А гравитационные волны? Они тоже будут тысячелетиями выбираться?
> придет ли этот свет одновременно с волнами, порожденными слиянием.
С точки зрения фотона нет понятия «расстояние», так как для него оно тождественно равно нулю (в силу лоренцева сокращения длин), хоть в неискривлённом пространстве, хоть в искривлённом. Поэтому он по-любому придёт первым в любую достижимую точку — ибо события «испускания» и «поглощения» фотона одновременны в релятивистском смысле. Гравитационным волнам пришлось бы нарушить причинность (быть замечеными раньше, чем быть испущенными), чтобы оказаться быстрее фотона.
> А гравитационные волны? Они тоже будут тысячелетиями выбираться?
Да, те возмущения пространства, что происходят непосредственно вблизи горизонта событий, будут долго выбираться, и вдобавок получат огромное «красное» смещение, т.е. в пределе превратятся в обычное статическое поле тяготения. Иначе говоря, получить информацию о внутреннем устройстве ЧД (т.е. о распределении и движении масс) через гравитационные волны не получится, равно как не выйдет извлечь энергию ЧД с помощью гравитационных волн.
Наблюдаемые же гравитационные волны пришли из области достаточно удалённой от горизонта событий.
С точки зрения фотона нет понятия «расстояние», так как для него оно тождественно равно нулю (в силу лоренцева сокращения длин), хоть в неискривлённом пространстве, хоть в искривлённом. Поэтому он по-любому придёт первым в любую достижимую точку — ибо события «испускания» и «поглощения» фотона одновременны в релятивистском смысле. Гравитационным волнам пришлось бы нарушить причинность (быть замечеными раньше, чем быть испущенными), чтобы оказаться быстрее фотона.
> А гравитационные волны? Они тоже будут тысячелетиями выбираться?
Да, те возмущения пространства, что происходят непосредственно вблизи горизонта событий, будут долго выбираться, и вдобавок получат огромное «красное» смещение, т.е. в пределе превратятся в обычное статическое поле тяготения. Иначе говоря, получить информацию о внутреннем устройстве ЧД (т.е. о распределении и движении масс) через гравитационные волны не получится, равно как не выйдет извлечь энергию ЧД с помощью гравитационных волн.
Наблюдаемые же гравитационные волны пришли из области достаточно удалённой от горизонта событий.
А это не OPERA была со сверхсветоскоростными (на самом деле — нет) нейтрино?
en.wikipedia.org/wiki/OPERA_experiment
en.wikipedia.org/wiki/OPERA_experiment
Можно построить кучу детекторов вокруг всего земного шара. Ну или, что проще, запустить кучу спутников с лазерными дальномерами. Тогда мы будем прослеживать прохождение волн почти в реальном времени.
Иридий или индий?
расплавленный иридий (≈ 156ºC)Где-то ошибка или опечатка — у иридия температура плавления около 2500ºC.
Подскажите, почему они вывели спутник на такую большую орбиту вокруг точки Лагранжа? Если я правильно понимаю, на поддержание этой орбиты нужно расходовать топливо, а в самой точке совсем не пришлось бы его тратить (в идеале, конечно).
Идеал недостижим же. Равновесие в точке Лагранжа неустойчивое, и надо будет все равно тратить топливо. А на этой траектории одна коррекция за оборот (он, кстати, 180 дней, ровно столько же сколько и планируемый срок работы).
Спасибо за пояснение, я по видео неправильно понял. Думал, что орбита лежит в плоскости эклиптики, а она как раз перпендикулярна ей. Вот более наглядный вариант https://en.wikipedia.org/wiki/Lissajous_orbit.
Полностью рабочий инструмент (интерферометр) все-равно же будет невозможно разместить в самой точке — просто потому, что между 3 спутниками его составляющими должно быть по несколько миллионов километров (и в идеале — чем больше будет это расстояние, тем лучше).
Так что смысла пытаться разместить 1 из 3х спутников максимально точно в точке равновесия нет — 2 остальных в любом случае окажутся весьма далеко от нее и нужно будет просчитывать какую-то стабильную орбиту вокруг этой точки по которой могли бы двигаться эти спутники (причем сохраняя неизменное расстояние друг до друга) и периодически ее корректировать.
Так что смысла пытаться разместить 1 из 3х спутников максимально точно в точке равновесия нет — 2 остальных в любом случае окажутся весьма далеко от нее и нужно будет просчитывать какую-то стабильную орбиту вокруг этой точки по которой могли бы двигаться эти спутники (причем сохраняя неизменное расстояние друг до друга) и периодически ее корректировать.
Что-то не понял — судя по приведенной графике схему изменили? В ранних презентациях же был "замкнутый треугольник", т.е. не было начального, конечного и углового(центрального) спутника, а все 3 были относительно равноправными (каждый соединен лучом лазера с каждым).
И вместо 1 интерферометра с 2 плечами, получалось фактически сразу 3, что позволило бы не только детектировать грав. волны, но определять точное направление на их источник аналогично триангуляции.
А так это будет просто детектор — да, сигнал поймали — такой-то частоты и мощности, но откуда он пришел никакого представления даже?
Какие-то сложности с исходной схемой всплыли? Или просто финансирование урезали и хватает только на такой упрощенный вариант?
И вместо 1 интерферометра с 2 плечами, получалось фактически сразу 3, что позволило бы не только детектировать грав. волны, но определять точное направление на их источник аналогично триангуляции.
А так это будет просто детектор — да, сигнал поймали — такой-то частоты и мощности, но откуда он пришел никакого представления даже?
Какие-то сложности с исходной схемой всплыли? Или просто финансирование урезали и хватает только на такой упрощенный вариант?
Кубики со стороной 46мм из сплава платины и золота… н-да, по 2 кг каждый… Как же все-таки будет происходить такое движение спутников — вокруг точки лагранжа? Какая сила будет заставлять спутник описывать орбиту?
А вообще, неужели в космосе так все стабильно, что будет обнаружено смещение масс на 10-20см от гравитационной волны? Неужели влияние солнечного ветра на аппарат будет компенсировано с бОльшей точностью? И вот еще, оказывается в сфере радиусом около 5МПс события типа слияние черных дыр происходят не часто.
А вообще, неужели в космосе так все стабильно, что будет обнаружено смещение масс на 10-20см от гравитационной волны? Неужели влияние солнечного ветра на аппарат будет компенсировано с бОльшей точностью? И вот еще, оказывается в сфере радиусом около 5МПс события типа слияние черных дыр происходят не часто.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Вспомни о ЛИЗЕ