Берешит

Б.г.> UPD2: и с этого момента горизонтальная скорость медленно, но непрерывно растёт!!!
Логика работы программы управления когда ситуация вышла из предсказанного диапазона может быть аномальной.
Судя по картинке где показывается ориентация аппарата - он работал движками по вертикали, может и горизонтальную скорость слегка "набрал" из-за неточности ориентации датчиков.

Б.г.> Так я и говорю, что гравитационное поле Луны может менять только вертикальную компоненту скорости, что оно успешно и делает. А изменение точки отсчёта тут ни при чём.

? Грубо говоря при отказе двигателя станция спускалась с апоцентра по эллипсу перицентр которого находился глубоко под поверхностью Луны. В этом случае небольшое изменение может быт ь

PSS>> Не удивляет же, что при движении спутника по орбите его горизонтальная скорость может падать до нуля и даже становиться отрицательной.

Б.г.> Что-что? или имеется в виду, в стартовой системе координат? Ну так Луна вращается в 28 раз медленнее Земли, а диаметром меньше в три раза, и за счёт этого наиграть можно максимум 4 метра в секунду. Да и то, для этого надо удалиться от поверхности куда дальше.

В неподвижной системе координат относительно центра Луны

Б.г.> До 33:20 торможение шло штатно, и скорость успела упасть до 901 м/с горизонтальная. А перед окончательной потерей связи горизонтальная была 940 м/с. Вот что меня удивляет. Гравитационное поле Луны не может увеличить горизонтальную компоненту,
А масконы?

Мы сажаем на Луну очередной зонд, который должен прилуниться в заранее выбранном месте. Но находящийся неподалеку маскон притягивает зонд сильнее и может уволочь зонд аж на сотню метров в сторону.

 

Б.г.>> Так я и говорю, что гравитационное поле Луны может менять только вертикальную компоненту скорости, что оно успешно и делает. А изменение точки отсчёта тут ни при чём.
PSS> ? Грубо говоря при отказе двигателя станция спускалась с апоцентра по эллипсу перицентр которого находился глубоко под поверхностью Луны. В этом случае небольшое изменение может быт ь

Если аппроксимировать эллипс параболой (сколько там того эллипса, 20 км по высоте и 100 км по дальности), то не может. Если же учесть поворот направления вектора притяжения, то окажется, что он работает "назад", т.е. на гашение горизонтальной компоненты скорости. Не на разгон.
Предельный случай такого гашения - движение по круговой низкой орбите. За четверть витка вся горизонтальная скорость обнуляется, и превращается в вертикальную а потом наоборот.

PSS>>> Не удивляет же, что при движении спутника по орбите его горизонтальная скорость может падать до нуля и даже становиться отрицательной.
Б.г.>> Что-что? или имеется в виду, в стартовой системе координат? Ну так Луна вращается в 28 раз медленнее Земли, а диаметром меньше в три раза, и за счёт этого наиграть можно максимум 4 метра в секунду. Да и то, для этого надо удалиться от поверхности куда дальше.
PSS> В неподвижной системе координат относительно центра Луны

Я не понимаю о чём ты говоришь. Если об изменении направления в пределах целого витка, то посадочный эллипс - явно не та штука. Если об изменении видимого с поверхности Земли движения (например, в апогее орбиты типа Молния видимое с Земли движение спутника меняет направление), то такой фокус возможен только на Земле из-за относительно быстрого её вращения, и, вдобавок, надо удалиться выше 6 земных радиусов, это тоже явно не тот случай.

Этот эффект возможен из-за "скручивания" осей IMU из-за дрейфа или иной неисправности, но это явная авария IMU. Тогда часть вертикальной скорости принимается за горизонтальную, как проекция вектора.

Но что было в данном случае, я понять не могу, ощущение было, что суммарная тяга двигателей вообще направлена не в ту сторону.

Конечно, отказ главного двигателя на этом этапе - кранты любому аппарату, обычно, нет столько запаса, чтоб можно было успеть предотвратить последствия. Более тяговитый двигатель и весит больше, чем увеличивает сухую массу станции, и у него больше импульс последействия, даже в режиме регулирования тяги, просто из-за большего объёма камеры сгорания.

Б.г.> Конечно, отказ главного двигателя
ИМХО, если у израильтян и был отказ, это был отказ системы управления.
Остальное - последствия его.

Жаль, что не сели, молодцы, что долетели.

Б.г.> Если аппроксимировать эллипс параболой (сколько там того эллипса, 20 км по высоте и 100 км по дальности), то не может. Если же учесть поворот направления вектора притяжения, то окажется, что он работает "назад", т.е. на гашение горизонтальной компоненты скорости. Не на разгон.
Б.г.> Предельный случай такого гашения - движение по круговой низкой орбите. За четверть витка вся горизонтальная скорость обнуляется, и превращается в вертикальную а потом наоборот.

Я про это и ввел. Прикинул в эксельке. Да. Хоть в начале скорость и немного возросла (возможно погрешности метода) потом начала снижаться. Но главное цифры там метры в секунду. не сравнимо с теми 40 м/с, что он успел набрать. То есть двигатель работал. Но не в той ориентации.

Еще один момент. При пересчете с 33:32 до 34:23 то есть 52 секунды. Вертикальная скорость должна была увеличиться до 109 м/с. В реальности до 47 м/с. То есть либо рулевики работали, либо выключение было на меньшее время. Секунд 12.


Это оставляя за скобками вопрос, который меня все мучает. О том как эти цифры получали

Экселька во вложении.


Б.г.> Конечно, отказ главного двигателя на этом этапе - кранты любому аппарату, обычно, нет столько запаса, чтоб можно было успеть предотвратить последствия. Более тяговитый двигатель и весит больше, чем увеличивает сухую массу станции, и у него больше импульс последействия, даже в режиме регулирования тяги, просто из-за большего объёма камеры сгорания.

Но в данном случае двигатель большей тягой удобнее. Просто меньше уйдет на грав потери и экономия за счет топлива будет больше

PSS> То есть двигатель работал. Но не в той ориентации.

Ориентация была сбита, точно. Кстати, у меня есть конспирологическая теория, что намудрили с коррекциями кода для компенсации воздействия слепнущих датчиков ориентации. Но главная ДУ не работала с момента потери телеметрии, это было видно по цифрам ускорения.

PSS> Это оставляя за скобками вопрос, который меня все мучает. О том как эти цифры получали

Подозреваю, что через DSN.

Tico> Подозреваю, что через DSN.
с задержкой?

PSS> Еще один момент. При пересчете с 33:32 до 34:23 то есть 52 секунды. Вертикальная скорость должна была увеличиться до 109 м/с. В реальности до 47 м/с. То есть либо рулевики работали, либо выключение было на меньшее время. Секунд 12.
Как это она должна была увеличиться до 109 м/с? Он же движется с горизонтальной скоростью примерно 900 м/с. Это чуть больше половины орбитальной скорости. То есть, несколько больше четверти вертикального ускорения этим отыгрывается.
Во время полёта SR-71 на восток его 1 км/с приводит к уменьшению веса объектов на 1%, и это вполне регистрировалось экспериментально.
Во время полётов X-15 на рекорд скорости (не высоты) уменьшение веса составляло до 15% во вполне "горизонтальном" полёте.

PSS>> Еще один момент. При пересчете с 33:32 до 34:23 то есть 52 секунды. Вертикальная скорость должна была увеличиться до 109 м/с. В реальности до 47 м/с. То есть либо рулевики работали, либо выключение было на меньшее время. Секунд 12.
Б.г.> Как это она должна была увеличиться до 109 м/с? Он же движется с горизонтальной скоростью примерно 900 м/с. Это чуть больше половины орбитальной скорости. То есть, несколько больше четверти вертикального ускорения этим отыгрывается.

Сейчас речь про вертикальную. Она увеличивается под действием лунной гравитации

PSS>>> Еще один момент. При пересчете с 33:32 до 34:23 то есть 52 секунды. Вертикальная скорость должна была увеличиться до 109 м/с. В реальности до 47 м/с. То есть либо рулевики работали, либо выключение было на меньшее время. Секунд 12.
Б.г.>> Как это она должна была увеличиться до 109 м/с? Он же движется с горизонтальной скоростью примерно 900 м/с. Это чуть больше половины орбитальной скорости. То есть, несколько больше четверти вертикального ускорения этим отыгрывается.
PSS> Сейчас речь про вертикальную. Она увеличивается под действием лунной гравитации

И я про вертикальную. Допустим, аппарат движется с первой космической скоростью v по орбите радиусом r
тогда его центростремительное ускорение v²/r в точности равно местному g. Теперь допустим, что он движется по той же орбите, но со скоростью v/2 (допустим, он компенсирует крыльями или двигателем). Сколько ему нужно компенсировать? ясно же видно, что не полный g, а только 3/4. А, вот, если бы он висел в одной точке, пришлось бы компенсировать полностью.

Tico> Ориентация была сбита, точно. Кстати, у меня есть конспирологическая теория, что намудрили с коррекциями кода для компенсации воздействия слепнущих датчиков ориентации. Но главная ДУ не работала с момента потери телеметрии, это было видно по цифрам ускорения.

Тут такое дело. Во время активного режима посадки все время отслеживать звезды не очень разумно. Куда удобнее по ним поставить ориентацию и дальше передать работу инерциалке.

Только отдельный вопрос, как должен был повести себя компьютер если во время активного участка он перегрузился и потерял данные о текущей ориентации? Времени построить ориентацию по звездам уже нет.

Нда.. Возникает чувство, что полностью цифровой режим на подобных этапах полета больше зло. У Е-6/Е-8/Сурвейоров ничего не висло и не перегружалось..

Возможно логичнее два контура управления. Инерциалка которая работает в любом случае, выполняя последнюю команду. И комп который даже если перегрузился включается в контур управления и отслеживает текущее положение вырабатывая изменения.


PSS>> Это оставляя за скобками вопрос, который меня все мучает. О том как эти цифры получали
Tico> Подозреваю, что через DSN.

Я тоже это подозреваю. Но хотелось бы подтверждений..

Б.г.> тогда его центростремительное ускорение v²/r в точности равно местному g. Теперь допустим, что он движется по той же орбите, но со скоростью v/2 (допустим, он компенсирует крыльями или двигателем). Сколько ему нужно компенсировать? ясно же видно, что не полный g, а только 3/4. А, вот, если бы он висел в одной точке, пришлось бы компенсировать полностью.

Что-то пока не дошло. Но гляньте эксельку. Я как раз там попробовал, на скорую руку, проанализировать движение станции с отказавшим двигателем от точки, где был сбой телеметрии Берешита. Кажется, без ошибок.

PSS> Возможно логичнее два контура управления. Инерциалка которая работает в любом случае, выполняя последнюю команду. И комп который даже если перегрузился включается в контур управления и отслеживает текущее положение вырабатывая изменения.

Контуров управления может быть несколько. Навскидку - инерциалка, по звёздам, по рельефу, обратной связью через DSN. Плюс сделать резервирование управляющего компьютера, плюс сделать контур управления двигателем независимым от глюков главной системы управления. Но всё это деньги, время, и вес. И как оно на самом деле было, неизвестно.

ДУ, похоже, и в самом деле залетела с плохой смесью после выключения. Иначе как так - давление в норме, расход в норме, а горения нет. Будут англичан мучить теперь, двигатель английский LEROS 2b.

PSS> Я тоже это подозреваю. Но хотелось бы подтверждений..

Ну если телеметрию они получали через JPL, что ещё это может быть?

PSS> Я тоже это подозреваю. Но хотелось бы подтверждений..

Even NASA has taken interest in this little spacecraft. The space agency is allowing the Israeli team to use its Deep Space Network to communicate with Beresheet in deep space.

 

PSS>> Возможно логичнее два контура управления. Инерциалка которая работает в любом случае, выполняя последнюю команду. И комп который даже если перегрузился включается в контур управления и отслеживает текущее положение вырабатывая изменения.
Tico> Контуров управления может быть несколько. Навскидку - инерциалка, по звёздам, по рельефу, обратной связью через DSN. Плюс сделать резервирование управляющего компьютера, плюс сделать контур управления двигателем независимым от глюков главной системы управления. Но всё это деньги, время, и вес. И как оно на самом деле было, неизвестно.

У меня речь про то, чтобы компьютер определил свое положение после сбоя. Все варианты теоретически возможны, но на все нужно время. А при посадке на Луну его тупо нет. Особенно при такой схеме посадки.

Разве что кроме DSN. Оно могло определить параметры орбиты аппарата, но не его ориентацию.


Tico> ДУ, похоже, и в самом деле залетела с плохой смесью после выключения. Иначе как так - давление в норме, расход в норме, а горения нет. Будут англичан мучить теперь, двигатель английский LEROS 2b.

Двигатель здесь ни при чем. Это уже вина конструкторов. Собственно в дальнем космосе двигатели осадки применяются редко. Из-за сложностей управления. Подобные двигатели применяют только на разгонных блоках. Где очень много топлива и мало газа наддува перед запуском. Но и там это не сильно распространено.

Для этих целей обычно применяют баки где есть разделитель между топливом и газом. Мешки из специального материала, или металлическая мембрана. Как раз чтобы подобные ситуации не происходили.

Просто если в баке остается очень мало топлива, то есть шанс что оно останется на стенках бака. Лучше объем уменьшать соответственно запасам топлива.

Но хочу отметить, что если бы не сбой, то эта проблема себя бы не проявила

PSS>> Я тоже это подозреваю. Но хотелось бы подтверждений..
Tico> Ну если телеметрию они получали через JPL, что ещё это может быть?

То что связь была через США я знаю. Но связь и определение координат немного разные моменты. Причем я не сомневаюсь, что им по силу это определеить

Но если это так, то с большой степенью вероятности все эти точные данные о скорости и высоте станции были только у нас. Аппарат вообще мог не знать где он находиться относительно Луны.

В целом это даже было бы нормально. Обычно системы определения станции относительно Луны включаются на другой высоте, при другой ориентации.

PSS> Разве что кроме DSN. Оно могло определить параметры орбиты аппарата, но не его ориентацию.

Кстати, я забыл ещё по горизонту Луны. Фаза позволяла.

PSS> Собственно в дальнем космосе двигатели осадки применяются редко.
PSS> Но хочу отметить, что если бы не сбой, то эта проблема себя бы не проявила

Движок из этого семейства был на Juno, и с ним было немало проблем.

PSS> Аппарат вообще мог не знать где он находиться относительно Луны.
PSS> В целом это даже было бы нормально.

Да, и если бы не сбой СУ, мы бы ни о каких проблемах не узнали. Сбой, подозреваю, был программный. Вполне может быть что какой-то охломон вставил reset куда не надо, может как способ бороться с проблемой слепнущих датчиков.

Б.г.>> тогда его центростремительное ускорение v²/r в точности равно местному g. Теперь допустим, что он движется по той же орбите, но со скоростью v/2 (допустим, он компенсирует крыльями или двигателем). Сколько ему нужно компенсировать? ясно же видно, что не полный g, а только 3/4. А, вот, если бы он висел в одной точке, пришлось бы компенсировать полностью.
PSS> Что-то пока не дошло. Но гляньте эксельку. Я как раз там попробовал, на скорую руку, проанализировать движение станции с отказавшим двигателем от точки, где был сбой телеметрии Берешита. Кажется, без ошибок.

Ну там плоская луна и однородное гравитационное поле. С точки зрения Берешита, когда он движется по круговой орбите с орбитальной скоростью, ускорение в сторону Луны должно быть равным нулю - а в твоем спредшите оно не зависит от скорости, с которой он движется. При этом вертикальная скорость постоянно равна нулю. А в этой эксельке получится, что и при движении с орбитальной скоростью у него вертикальная компонента должна постоянно расти.

При полёте в орбитальной системе координат (всегда соплом по направлению движения) аппарат на окололунной орбите вращается с угловой скоростью 0,0055 градуса в секунду, но мы этого не учитываем. А это и есть показатель незаметного превращения горизонтальной скорости в вертикальную. Это надо бы добавлять к инерциальным данным.

Б.г.> Ну там плоская луна и однородное гравитационное поле. С точки зрения Берешита, когда он движется по круговой орбите с орбитальной скоростью, ускорение в сторону Луны должно быть равным нулю - а в твоем спредшите оно не зависит от скорости, с которой он движется. При этом вертикальная скорость постоянно равна нулю. А в этой эксельке получится, что и при движении с орбитальной скоростью у него вертикальная компонента должна постоянно расти.

Как она может быть равна нулю? Притяжение есть, а значит и ускорение. Другое дело, что скорость большая и изменение траектории компенсируется грав полем Луны. Собственно как спутники и летают.

Б.г.> При полёте в орбитальной системе координат (всегда соплом по направлению движения) аппарат на окололунной орбите вращается с угловой скоростью 0,0055 градуса в секунду, но мы этого не учитываем. А это и есть показатель незаметного превращения горизонтальной скорости в вертикальную. Это надо бы добавлять к инерциальным данным.

Это есть в пересчете каждый раз направления на Луну по которому и идет оценка векторов ускорения. Другое дело что это выполнено через разложение сил, а не по аналитическим формулам.

Если я запущу в модели спутник с первой космической, он так же будет вращаться по орбите.

PSS> Если я запущу в модели спутник с первой космической, он так же будет вращаться по орбите.
Не-а. Он огибает луну по параболе и улетает в бесконечность.

PSS> Только отдельный вопрос, как должен был повести себя компьютер если во время активного участка он перегрузился и потерял данные о текущей ориентации? Времени построить ориентацию по звездам уже нет.

Хранить ориентацию в энергонезависимой памяти (FRAM) в нескольких экземплярах с контролем целостности (CRC), и прочая паранойя.

PSS>> Если я запущу в модели спутник с первой космической, он так же будет вращаться по орбите.
Б.г.> Не-а. Он огибает луну по параболе и улетает в бесконечность.

Такое чувство, что вы неправильно понимаете механику. Нормально он будет по орбите вращаться. Подобным методом я моделировал спутники (правда не в экселе) уже лет пятнадцать. Включая куда более сложные задачи. Вроде динамики полета к Луне в грав полях обоих планет вместе с расчетом точек Лагранжа.

Все калибровал и по реальным объектам. Например, оценивал сбойный полет одного Бриза

Центрабежная сила это не собственная сила, она возникает при криволинейном движении. В данном случае в гравитационном поле Луны. И этот метод все это моделирует.

P.S Здесь главное чтобы я со знаками не напортачил в текущем файле. Не люблю эксель для подобных итерационных задач. Но с аналитикой более менее сошлось.

PSS>> Только отдельный вопрос, как должен был повести себя компьютер если во время активного участка он перегрузился и потерял данные о текущей ориентации? Времени построить ориентацию по звездам уже нет.
Ronin> Хранить ориентацию в энергонезависимой памяти (FRAM) в нескольких экземплярах с контролем целостности (CRC), и прочая паранойя.

Вы не поняли. Если при выключении ЭВМ прошло и отключение платформы, то станция банально может поменять положение, а комп этого не узнает. Тут либо не допускать потери контроля над ориентацией, либо разработать экспресс методы определения этой самой ориентации с нуля

PSS>>> Если я запущу в модели спутник с первой космической, он так же будет вращаться по орбите.
Б.г.>> Не-а. Он огибает луну по параболе и улетает в бесконечность.
PSS> Такое чувство, что вы неправильно понимаете механику.

Давай перейдём обратно на "ты", ладно? На авиабазе так как-то привычнее. Тут дело не в том, понимаю я механику, или не понимаю, я взял твой спредшит, продлил временную шкалу до часу (за это время аппарат должен совершить приблизительно пол-оборота, увеличил скорость до орбитальной (1700) и построил график колонки R (=Лист1!$D$4:$D$36277) и график колонки Vy (=Лист1!$F$5:$F$36277). Что получилось - на приложенных картинках.

PSS> Нормально он будет по орбите вращаться.

Нормально - это когда оборот вокруг Луны занимает 110 минут.

Б.г.> Давай перейдём обратно на "ты", ладно? На авиабазе так как-то привычнее. Тут дело не в том, понимаю я механику, или не понимаю, я взял твой спредшит, продлил временную шкалу до часу (за это время аппарат должен совершить приблизительно пол-оборота, увеличил скорость до орбитальной (1700) и построил график колонки R (=Лист1!$D$4:$D$36277) и график колонки Vy (=Лист1!$F$5:$F$36277). Что получилось - на приложенных картинках.

Значит где-то ошибка. Скорей всего в знаке. Самая стандартная. Впрочем, может быть и в округлении.

Могу дать листинг обычной программы. Не экселя. Хотя под рукой только полет к Луне, с орбиты ИСЗ. Но и там плоская задача


PSS>> Нормально он будет по орбите вращаться.
Б.г.> Нормально - это когда оборот вокруг Луны занимает 110 минут.

Да. Без ошибок так и будет