Πώς μετράται η ταχύτητα ενός διαστημικού σκάφους;
1. Shift Doppler:
* Αυτή είναι η πιο κοινή τεχνική για τη μέτρηση της ταχύτητας του διαστημικού σκάφους.
* Βασίζεται στο Doppler Effect , που είναι η μεταβολή της συχνότητας ενός κύματος (όπως το φως ή τα ραδιοκύματα), καθώς η πηγή και ο παρατηρητής κινούνται σε σχέση μεταξύ τους.
* Όταν ένα διαστημικό σκάφος κινείται προς τη Γη, τα ραδιοκύματα εκπέμπουν συμπιέζονται, με αποτέλεσμα υψηλότερη συχνότητα (μπλε μετατόπιση). Αντίθετα, όταν απομακρύνεται, τα κύματα είναι τεντωμένα, με αποτέλεσμα χαμηλότερη συχνότητα (κόκκινη μετατόπιση).
* Με τη μέτρηση της μετατόπισης της συχνότητας, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την ταχύτητα του διαστημικού σκάφους.
2. Σταθμοί παρακολούθησης:
* Σταθμοί παρακολούθησης με βάση τη γη που είναι εξοπλισμένοι με κεραίες και ακριβή ρολόγια παρακολουθούν τη θέση του διαστημικού σκάφους με την πάροδο του χρόνου.
* Με τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για τα ραδιοφωνικά σήματα να ταξιδεύουν στο διαστημικό σκάφος και πίσω, και γνωρίζοντας την απόσταση, η ταχύτητα μπορεί να υπολογιστεί.
3. Αισθητήρες επί του σκάφους:
* Ορισμένα διαστημικά σκάφη έχουν αισθητήρες επί του σκάφους, όπως Gyroscopes και επιταχυνσιόμετρα , που μετρούν το δικό τους κίνημα και επιτάχυνση.
* Αυτά τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του διαστημικού σκάφους.
4. Συστήματα αδρανειακής πλοήγησης (INS):
* INS Χρησιμοποιήστε ένα συνδυασμό αισθητήρων (γυροσκόπια, επιταχυνσιόμετρα κ.λπ.) για να προσδιορίσετε τη θέση και την ταχύτητα ενός διαστημικού σκάφους χωρίς εξωτερικά σημεία αναφοράς.
* Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για αποστολές σε βαθύ χώρο όπου η επικοινωνία με τη Γη είναι περιορισμένη.
5. Αστέρια πλοήγησης:
* Ορισμένα διαστημικά σκάφη χρησιμοποιούν Star Trackers για να μετρήσουν τη θέση και την ταχύτητά τους σε σχέση με τα γνωστά αστέρια.
* Συγκρίνοντας τις παρατηρούμενες θέσεις των αστεριών σε έναν κατάλογο των θέσεων αστέρων, το διαστημικό σκάφος μπορεί να καθορίσει τον προσανατολισμό και την ταχύτητά του.
6. Τρομινική μηχανική:
* Για το διαστημικό σκάφος σε τροχιά γύρω από ένα ουράνιο σώμα (όπως η Γη ή ο Άρης), οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν Orbital Mechanics για τον υπολογισμό της ταχύτητας που βασίζεται στην τροχιά του διαστημικού σκάφους και την βαρυτική έλξη του ουράνιου σώματος.
7. Λέιζερ που κυμαίνεται:
* Η σειρά λέιζερ περιλαμβάνει αναπήδηση ακτίνων λέιζερ από τους ανακλαστήρες που τοποθετούνται σε διαστημόπλοια, παρόμοια με τη χρήση ραντάρ.
* Ο χρόνος που χρειάζεται για την επιστροφή του φωτός λέιζερ χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της απόστασης, η οποία μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ταχύτητας του διαστημικού σκάφους.
Η συγκεκριμένη τεχνική που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας ενός διαστημικού σκάφους εξαρτάται από τον τύπο της αποστολής, τη θέση του διαστημικού σκάφους και τους διαθέσιμους πόρους. Για παράδειγμα, η μετατόπιση Doppler χρησιμοποιείται συχνά για διαπλανητικές αποστολές, ενώ η κυματομορφή λέιζερ είναι πιο κοινή για το διαστημικό σκάφος σε τροχιά της Γης.
