Suunnistaminen avaruudessa

Seuraa 
Viestejä9031
Liittynyt16.3.2005

Miten avaruudessa otetaan suunta? Jos löytäisin itseni ajelehtimassa jossain päin aurinkokuntaamme ja soittaisin kotiin, millaiset ajo-ohjeet saisin Maahan pääsemiseksi? Mitään ilmansuuntia tai ylös-alas-suuntaahan ei olisi olemassa.

Oletetaan että Maassa tiedetään missä olen, mutta kännykässäni on virtaa vain lyhyeen puheluun, joten minulle pitää antaa kaikki ajo-ohjeet yhdellä kertaa.

Ja millaisia koordinaatteja avaruudessa käytetään?

Kommentit (7)

iisakka
Seuraa 
Viestejä848
Liittynyt30.9.2005
Ding Ding
Miten avaruudessa otetaan suunta? Jos löytäisin itseni ajelehtimassa jossain päin aurinkokuntaamme ja soittaisin kotiin, millaiset ajo-ohjeet saisin Maahan pääsemiseksi? Mitään ilmansuuntia tai ylös-alas-suuntaahan ei olisi olemassa.

Oletetaan että Maassa tiedetään missä olen, mutta kännykässäni on virtaa vain lyhyeen puheluun, joten minulle pitää antaa kaikki ajo-ohjeet yhdellä kertaa.




Jos oletetaan, että maa tietää sijaintisi ja että sinulla on laitteita joilla voit mitata kulmia avaruudessa näkyviin kohteisiin, niin kaksi kiintopistettä jotka pystyt tunnistamaan (aurinko ja suurimpana näkyvä planeetta?) ja niiden välinen kulma riittävät määrittämään oikean suunnan. Eikös se niin ole? En ole kovin hyvä 3-ulotteisten tilojen hahmottamisessa...

Ding Ding
Ja millaisia koordinaatteja avaruudessa käytetään?

Satelliittien yhteydessä tietääkseni ainakin käytetään koordinaatteja joiden origo on maan massakeskipisteessä. Akselit ovat joko kiinteät "paikallaan pysyviin" taivaankappaleihin sidotut, tai sitten maan mukana pyörivät.

Tuollainen maakeskisyys onkin varmaan käytännöllisintä, koska maasta käsinhän me vielä pitkälle tulevaisuuteenkin lähes 100-prosenttisesti avaruutta tarkastelemme...

Vierailija
iisakka
Ding Ding
Miten avaruudessa otetaan suunta? Jos löytäisin itseni ajelehtimassa jossain päin aurinkokuntaamme ja soittaisin kotiin, millaiset ajo-ohjeet saisin Maahan pääsemiseksi? Mitään ilmansuuntia tai ylös-alas-suuntaahan ei olisi olemassa.

Oletetaan että Maassa tiedetään missä olen, mutta kännykässäni on virtaa vain lyhyeen puheluun, joten minulle pitää antaa kaikki ajo-ohjeet yhdellä kertaa.




Jos oletetaan, että maa tietää sijaintisi ja että sinulla on laitteita joilla voit mitata kulmia avaruudessa näkyviin kohteisiin, niin kaksi kiintopistettä jotka pystyt tunnistamaan (aurinko ja suurimpana näkyvä planeetta?) ja niiden välinen kulma riittävät määrittämään oikean suunnan. Eikös se niin ole? En ole kovin hyvä 3-ulotteisten tilojen hahmottamisessa...

Tuo kulmamittaus kyllä toimisi, mutta sillä ei vielä selvittäisi tuota 'ajelehtijan' nopeusvektoria...

Paikka kyllä saataisiin selville, mutta nopeutta ja nopeuden suuntaa ei. Eli Olisi vaikeata antaa ohjeita, että 'käännä rakettimoottorisi kello 7 suuntaan ja tee minuutin poltto'

Eli kotiinpääsy olisi lähes mahdotonta.

Vaikeaa se olisi silti, vaikka puhelimessa olisi 'loputtomasti' akkuja.

Ja jos vaikka pääsisikin lähelle maata, niin sitten ne vaikeudet vasta alkaisivat, ettei polttaisi itseään...

Vierailija

Pulsareitten useita suuntia ja dopplersiirtymää mittaamalla radiovastaanottimilla saattaisin kaikki tarpeellinen tieto, samalla tarkkuudella kuin GPS periaatteessa, sekä Maassa että avaruudessa.

Tällainen pulsarisuunnistuskaavio esiintyi Pioneer 10 luotaimessa.

Tarkoituksena oli, että ”löytäjä” pystyisi päättelemään, mistä se on tullut.

1.4.1999. Etäisyys auringosta: 72.3 AU. Nopeus aurinkoon nähden: 12.24 km/s. Etäisyys Maasta: 10.92 triljoonaa kilmetriä. Signaaliin lähtö ja tulo aika (valon nopeudella) 20 tuntia ja 13 minuuttia

Vierailija
Canccu
iisakka
Ding Ding
Miten avaruudessa otetaan suunta? Jos löytäisin itseni ajelehtimassa jossain päin aurinkokuntaamme ja soittaisin kotiin, millaiset ajo-ohjeet saisin Maahan pääsemiseksi? Mitään ilmansuuntia tai ylös-alas-suuntaahan ei olisi olemassa.

Oletetaan että Maassa tiedetään missä olen, mutta kännykässäni on virtaa vain lyhyeen puheluun, joten minulle pitää antaa kaikki ajo-ohjeet yhdellä kertaa.




Jos oletetaan, että maa tietää sijaintisi ja että sinulla on laitteita joilla voit mitata kulmia avaruudessa näkyviin kohteisiin, niin kaksi kiintopistettä jotka pystyt tunnistamaan (aurinko ja suurimpana näkyvä planeetta?) ja niiden välinen kulma riittävät määrittämään oikean suunnan. Eikös se niin ole? En ole kovin hyvä 3-ulotteisten tilojen hahmottamisessa...



Tuo kulmamittaus kyllä toimisi, mutta sillä ei vielä selvittäisi tuota 'ajelehtijan' nopeusvektoria...

Paikka kyllä saataisiin selville, mutta nopeutta ja nopeuden suuntaa ei. Eli Olisi vaikeata antaa ohjeita, että 'käännä rakettimoottorisi kello 7 suuntaan ja tee minuutin poltto'

Eli kotiinpääsy olisi lähes mahdotonta.

Vaikeaa se olisi silti, vaikka puhelimessa olisi 'loputtomasti' akkuja.

Ja jos vaikka pääsisikin lähelle maata, niin sitten ne vaikeudet vasta alkaisivat, ettei polttaisi itseään...




Seuraavasta linkistä löytynee vähän tietoa siitä miten avaruusaluksilla on käytännössä navigoitu:

http://rocinante.colorado.edu/~wilms/computers/apollo.html

Siellä kun on apollon navigointitietokoneen (AGC) käyttöohje.

SM2A-03-SC012
APOLLO OPERATIONS HANDBOOK

SYSTEMS DATA

SECTION 2
SUBSECTION 2.2

GUIDANCE AND NAVIGATION SYSTEM (G&N)

Basic Date: 12 November 1966

Tuon ohjekirjan mukaan tosin ei ole koskaan ihan avaruuteen asti menty, eikä se pidä paikkaansa kuin Apollo-1 ja sen sisaraluksen kohdalla, joista kumpikaan ei mennyt avaruuteen, sillä Apollo-1 tuhoutui tulipalossa, ja sen sisaralus purettiin onnettomuustutkinnan yhteydessä.

MaKo71
Seuraa 
Viestejä1467
Liittynyt15.11.2006

Hmmh, mielenkiintoinen kysymys. Ajatellaan, että olisit tosiaan avaruudessa tietämättä yhtään, missä olet. Olisitko edes Aurinkokunnassa?

No, oletetaan, että olisit Aurinkokunnassa eikä olisi minkäänlaista Aurinkokunnan GPS-paikannusta - siis MGPS-paikannusta (More Global Positioning System).

Jotta pääsisit kotiin, niin tarvitsisit paikka- ja nopeusvektorisi Auringon suhteen. Paikka- ja nopeusvektori määrittelee yksikäsitteisesti sen, millaisella radalla olet ja minkä kappaleen ympärillä.

Paikkavektorin Auringon suhteen saisi lähes mistä tahansa tunnistettavasta kohteesta, mittaustekniikasta riippuen joko kulmat riittävän moneen kappaleeseen (kolmiulotteiset, koska et välttämättä olisi planeettojen ratatasossa).

Tunnistettavista kohteista kannattaisi ensin katsella mahdollisia planeettoja, sillä sitähän voisi olla vaikka Jupiterin kiertoradalla. Sitten tietysti kannattaisi etsiä tunnistettavia tähtiä, jos se ei auta, niin aluksessa olisi hyvä olla tietokanta tähdistä ja varmuuden varalta niiden spektritiedot (ja tietysti spektrin mittausmahdollisuus), jotta voisit luotettavasti tunnistaa eri tähdet / planeetat.

Nopeusvektorin saisi tekemällä kaksi mittausta ja laskemalla paikan muutoksen.

Doppler-siirtymiä käyttämällä yms. menetelmillä voidaan saada paikka- ja nopeusvektorit vähemmilläkin mittauksilla.

---
Yksi erittäin tärkeä johtolanka oman paikkasi tunnistamiseen on kännykkäsi viestiviive. Samoin Maapallolla voitaisiin tehdä kolmiomittaus, jolloin sijaintisi tiedettäisiin kännykkäsi perusteella.

---
Nauhoite Aurinkokunnan tiepalvelupuhelimesta:

- Hei, Maa, missä mä oon?
- No, mitä siellä näkyy?
- Tuossa on vieressä joku iso möhkäle, oiskohan Jupiter?
- No, onko se kuinka kaukana?
- En tiedä, oisko jotain puolitoista miljoonaa kilometriä
- Ahaa, no, oiskos siinä sellaista pikkuroinaa jossain lähellä?
- Joo, tuolla on yks, oisko se Ganymedes.
- No, mikäs on sen ja Jupiterin välinen kulma?
...

Vierailija

helppoahan se olisi.
ensin määriteltäisiin aurinkokunnan pohjois- ja eteläpuoli. tämä sataisiin helposti planeettojen kiertoradoista, jotka ovat lähes 0 asteen kulmassa toisiinsa.
Ja suunnan ottaminen tähtdistä olisi helppoa, kunhan olisi käytössä riittävän tehokkaat välineet.

Uusimmat

Suosituimmat