Hvordan måles hastigheden på et rumfartøj?

Hastigheden af ​​et rumfartøj måles ved hjælp af en række teknikker, afhængigt af den specifikke mission og rumfartøjets placering. Her er nogle almindelige metoder:

1. Doppler Shift:

* Dette er den mest almindelige teknik til måling af rumfartøjets hastighed.

* Det er afhængig af doppler -effekten , som er ændringen i hyppigheden af ​​en bølge (som lette eller radiobølger), når kilden og observatøren bevæger sig i forhold til hinanden.

* Når et rumfartøj bevæger sig mod Jorden, komprimeres radioen, den udsender,, hvilket resulterer i en højere frekvens (blå skift). Omvendt, når det bevæger sig væk, strækkes bølgerne, hvilket resulterer i en lavere frekvens (rødt skift).

* Ved at måle skiftet i frekvens kan forskere beregne rumfartøjets hastighed.

2. Sporingsstationer:

* Jordbaserede sporingsstationer udstyret med antenner og præcise ure sporer rumfartøjets position over tid.

* Ved at måle den tid, det tager for radiosignaler at rejse til rumfartøjet og ryggen, og kende afstanden kan hastigheden beregnes.

3. Ombord sensorer:

* Nogle rumfartøjer har ombord sensorer, som gyroskoper og accelerometre , der måler deres egen bevægelse og acceleration.

* Disse data kan bruges til at beregne rumfartøjets hastighed og retning.

4. Inertial navigationssystemer (INS):

* IND bruger en kombination af sensorer (gyroskoper, accelerometre osv.) For at bestemme et rumfartøjs position og hastighed uden eksterne referencepunkter.

* Dette er især nyttigt til missioner i det dybe rum, hvor kommunikation med Jorden er begrænset.

5. Navigationsstjerner:

* Noget rumfartøjsbrug Star trackers at måle deres position og hastighed i forhold til kendte stjerner.

* Ved at sammenligne stjernernes observerede positioner med et katalog over stjernepositioner, kan rumfartøjet bestemme dets orientering og hastighed.

6. Orbital Mechanics:

* For rumfartøjer i kredsløb omkring et himmelsk legeme (som jord eller Mars) kan forskere bruge orbital mekanik At beregne hastigheden baseret på rumfartøjets bane og tyngdekraften i det himmelske legeme.

7. Laser i området:

* Laser, der spænder, involverer at hoppe laserstråler fra reflektorer placeret på rumfartøjet, svarende til at bruge radar.

* Den tid det tager for laserlyset at vende tilbage bruges til at beregne afstanden, som derefter kan bruges til at bestemme rumfartøjets hastighed.

Den specifikke teknik, der bruges til at måle et rumfartøjs hastighed, afhænger af den type mission, rumfartøjets placering og de tilgængelige ressourcer. For eksempel bruges Doppler -skift ofte til interplanetære missioner, mens laserområder er mere almindelig for rumfartøjer i jordbane.