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18. Januar 2019, 16:49:45
Raumcon
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  • HST Bilder nach Rebuild: 09. September 2009

Autor Thema: Hubble  (Gelesen 86737 mal)

Online Duncan Idaho

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Re: Hubble
« Antwort #225 am: 24. Oktober 2018, 00:51:30 »
An der Größe kann es nicht liegen.


https://twitter.com/coreyspowell/status/1054831694707113985

Hubble hat ja schon Redundanzen, aber wie es scheint sollte man das X-Fach machen.

Chandra hatte auch Probleme mit einem Gyro. Ist aber wieder raus aus dem Save-Mode.
https://www.nasa.gov/feature/chandra-operations-resume-after-cause-of-safe-mode-identified
Das sind halt Teile die verschleißen.

#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN.

Offline Klakow

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Re: Hubble
« Antwort #226 am: 24. Oktober 2018, 08:45:39 »
Wieso die Teile verschleißen ist mir Schleierhaft, man kann die Rotationskörper doch leicht mittels Magnetlager ohne jeden Materialkontakt betreiben, dann bleibe als einzige Störquelle dann nur ein Versagen der Elektronik übrig und das kann man durch gute Schaltungsauslegung verhindern.

Online Gertrud

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Re: Hubble
« Antwort #227 am: 24. Oktober 2018, 15:54:43 »
Hallo Zusammen,

in dem neuen Update über Hubble wird der Aufbau des Gyro bei Hubble etwas beschrieben. Auch die erfolgreiche Fehlerbehebung wird erläutert.

Ein Rad im Inneren des Kreisels (Gyro) dreht sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 19.200 Umdrehungen pro Minute. Dieses Rad ist in einem abgedichteten Zylinder montiert, der als Schwimmer bezeichnet wird und in einer dicken Flüssigkeit aufgehängt ist. Der Strom wird mit dünnen Drähten, ungefähr in der Größe eines menschlichen Haares, die in die Flüssigkeit eingetaucht sind, zum Motor transportiert. Die Elektronik innerhalb des Kreisels erkennt sehr kleine Bewegungen der Radachse und übermittelt diese Informationen an Hubbles Zentralcomputer. Diese Gyros haben zwei verschiedene Verfahrensweisen, hoch und niedrig. Der hohe Modus ist ein coarse mode (Grobmodus), mit dem große Drehzahlen gemessen werden, wenn das Raumfahrzeug von einem Ziel zum nächsten bewegt. Der niedrige Modus ist ein Präzisionsmodus, der verwendet wird, um feinere Rotationen zu messen, wenn das Raumfahrzeug auf ein Ziel einrastet und sehr ruhig bleiben muss.

In einem Versuch, die irrtümlich hohen Raten zu korrigieren, die vom Backup-Gyroskop erzeugt wurden, führte das Hubble-Operationsteam am 16. Oktober 2018 einen Neustart des Kreiselkompasses durch. Dieses Verfahren schaltete den Kreisel für eine Sekunde aus und startete ihn dann neu, bevor das Rad abdrehte. Die Absicht war, alle Fehler zu beheben, die bei der Inbetriebnahme am 6. Oktober 2018 aufgetreten sind, nachdem der Kreisel mehr als 7,5 Jahre ausgeschaltet war. Die resultierenden Daten zeigten jedoch keine Verbesserung der Leistung des Kreisels.

Am 18. Oktober 2018 befahl das Hubble-Operationsteam eine Reihe von Raumfahrzeugmanövern oder Umdrehungen in entgegengesetzte Richtungen, um zu versuchen, jegliche Blockierung zu beseitigen, die dazu geführt haben könnte, dass der Schwimmer aus der Mitte geraten war und die äußerst hohen Raten erzeugte. Während jedes Manövers wurde der Gyro von einem hohen Modus zu einem niedrigen Modus umgeschaltet, um jegliche Blockierung zu entfernen, die sich um den Schwimmer angesammelt haben könnte.

Nach den Manövern vom 18. Oktober 2018 bemerkte das Team eine signifikante Reduzierung der hohen Raten, wodurch die Raten für kurze Zeit im niedrigen Modus gemessen werden konnten. Am 19. Oktober befahl das Operations-Team Hubble, zusätzliche Manöver durchzuführen, die das Problem offenbar gelöst hatten. Die  Gyro-Raten sehen jetzt sowohl im Hoch- als auch im Tief-Modus normal aus.
Hubble führte dann zusätzliche Manöver durch, um sicherzustellen, dass der Gyro innerhalb der Betriebsgrenzen stabil blieb, während sich das Raumfahrzeug bewegte. Das Team sah keine Probleme und beobachtete das Gyroskop bis zum Wochenende, um sicherzustellen, dass es stabil blieb.

Das Hubble-Operationsteam plant, noch eine Reihe von Tests durchzuführen, um die Leistung des Gyroskops unter ähnlichen Bedingungen wie bei wissenschaftlichen Beobachtungen zu bewerten. Dazu gehören das Bewegen zu Zielen, das Sperren auf ein Ziel und das Ausführen von Präzisionszielen. Nachdem diese technischen Tests abgeschlossen sind, wird erwartet, dass Hubble bald zu normalen wissenschaftlichen Operationen zurückkehren wird.
Quelle:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/update-on-the-hubble-space-telescope-safe-mode

Vielleicht können sich noch einige von Euch mit  ::) an den Schwimmer im Kraftstofftank erinnern, der auch die Angewohnheit hatte, den Dienst zu versagen. Er zeigte oft noch halbvoll an, wenn man(frau) mit dem Wagen liegenblieb. Grummel... ;)
Über die Erinnerungen schmunzelt jetzt Gertrud
die Erklärung zu meinem Avatar:
http://de.wikipedia.org/wiki/NGC_2442
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070315.html
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Die Gabe des Staunens lässt uns die Welt aufgeschlossener sehen und ihre Wunder würdigen. (Richard Henry Lee)

Offline aasgeir

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Re: Hubble
« Antwort #228 am: 24. Oktober 2018, 16:01:20 »
Die Technik solcher Gyroskope ist nicht so trivial, wie manche hier tun:
die Hubble-Gyros zB laufen mit einer Nenndrehzahl von 19 200 U/min - das bedeutet: über 1 Million Umdrehungen pro Stunde, über 10 Milliarden Umdrehungen pro Jahr ! Diese Lebensdauer müssen die Lager erst mal aufbringen, und dazu die Belastungen beim Start ohne Qualitätsverlust überstehen (das ist auch für magnetische Lagerungen ein Problem - off-loading, usw). Ausserdem: wie führt man den Nachweis, dass solche Lebensdauern auch tatsächlich erreicht werden: Lifetime-Test über 10 Jahre ?? Accelerated Lifetime-Test ist bei den Drehzahlen nicht mehr drin. ("Tut uns leid; wir können die Mission noch nicht starten, wir müssen erst den Lifetime-Test der Gyros abwarten; dauert noch 10 Jahre." DAS Geschrei möchte ich mal hören ...)
Die Gyros von Chandra zeigten erst nach 19 Jahren erste Mucken - das ist schon eine ausgefuchste Technik ... 

edit:  Gute Darstellung der Technik der Hubble-Gyros und der Probleme bei:
         http://scienceblogs.de/alpha-cephei/2018/10/24/hubble-weltraumteleskop-gerettet/
« Letzte Änderung: 24. Oktober 2018, 17:18:11 von aasgeir »

Offline Schillrich

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Re: Hubble
« Antwort #229 am: 24. Oktober 2018, 19:30:31 »
Danke für die Erläuterung ... sonst hätte ich heute noch was geschrieben ;).
\\   //    Grüße
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Offline roger50

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Re: Hubble
« Antwort #230 am: 25. Oktober 2018, 00:13:31 »
Lt. einem längeren Artikel auf NSF gehen Hubble und auch Chandra jetzt wieder in den Normalbetrieb.

https://www.nasaspaceflight.com/2018/10/two-nasa-telescopes-returning-sick-days/

Gruß
roger50

Offline Prodatron

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Re: Hubble
« Antwort #231 am: 25. Oktober 2018, 00:34:49 »
Danke für eure Erläuterungen, aber das hier würde mich trotzdem noch interessieren.

Wenn das Team das Problem erfolgreich lösen kann, wird Hubble zu normalen Drei-Gyro-Operationen zurückkehren. Wenn dies nicht der Fall ist, wird Hubble für Ein-Gyro-Operationen konfiguriert, was bis in die 2020er Jahre noch exzellente [...] bahnbrechende [...] (usw.)
Das hat mich etwas erstaunt.
Warum kann Hubble nur mit einem Gyro funktionieren, aber Kepler braucht eigentlich 3 und kann konnte mit 2 Gyros nur noch dank Sonnenwind/Strahlungsdruck-Trick funktionieren?

Offline Schillrich

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Re: Hubble
« Antwort #232 am: 25. Oktober 2018, 06:11:55 »
Wir müssen hier unterscheiden, und die Begriffe genau nutzen. Hubble hat 4 Reaktionsräder zum Steuern und 6 Gyros/Drallräder zur Messung der Bewegung. Das Problem lag hier in den Drallrädern.
Bei Kepler waren es die Reaktionsräder zum Steuern/Halten, die Probleme gemacht haben.

Vielleicht nutzen sie noch andere Sensoren an Bord, um dann die Lage zu messen?
\\   //    Grüße
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Offline Schillrich

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Re: Hubble
« Antwort #233 am: 25. Oktober 2018, 09:37:46 »
Da gibt es eine gute Quelle zum "2-Gyro-Mode":
http://www.stsci.edu/itt/review/2gyro_handbook/c04_slewing2.html

Schwenken
Schwenken mit 2 messenden Gyros dauert länger und ist ungenauer. Der Modus heißt "Magnetic Sensing System and Two Gyros" (M2G). Man kann bei einem 180°-Schwenk bis zu 10° "daneben liegen". Die Drehrate um die "fehlende Axe" wird ungenauer mit Magnetometern gemessen, die bis 10° ungenau sind, wenn das Magnetfeld parallel zur "fehlende Achse" liegt. Zusätzlich hängt das Messergebnis der Magnetometer von der Genauigkeit/Aktualität des modellierten Magnetfelds ab.
Mit 3 Gyros kann man bis zu 11° pro Minute steuern, mit 2 Gyros nur bis ca. 9° pro Minute.

Beobachten
Im Beobachtungsmodus gibt es offenbar mehrere "2-Gyro-Modi":
- "Fixed-Head Star Trackers and Two Gyros" (T2G)
- "Fine Guidance Sensors and Two Gyros" (F2G)

Star-Tracker und Fine-Guidance-Sensoren werden jeweils benutzt, um die "fehlende Achse" zu beobachten und zu messen.

Das alles schränkt die Beobachtungsfähigkeiten doch schon mal ein ...

\\   //    Grüße
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Offline Schillrich

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Re: Hubble
« Antwort #234 am: 25. Oktober 2018, 09:48:59 »
Hier sind dann auch die Einschränkungen in 2-Gyro-Modi quantifiziert:
http://www.stsci.edu/itt/review/2gyro_handbook/c04_slewing5.html

Da man während des T2G-Modus zwingend mehrere, durchgehend von der Erde unverdeckte Sterne für die Sternsensoren braucht, gibt es weniger und kürzere Beobachtungsfenster. Zusätzlich muss man beim Schwenken "einen größeren Bogen um die Sonne" machen, da man ja bis zu 10° deneben liegen kann.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Offline aasgeir

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Re: Hubble
« Antwort #235 am: 10. Januar 2019, 11:33:46 »
Am Dienstag ist die WFC (Wide Field Camera) von Hubble ausgefallen (Hardwareproblem). Das Instrument war 2009 bei einem SpaceShuttle-Besuch installiert worden.
Der Ausfall wird untersucht; u.U. kann auf eine Reserveelektronik umgeschaltet werden.

https://www.theguardian.com/science/2019/jan/10/hubble-loses-best-camera-but-discovers-brightest-ever-quasar

Online Captain-S

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Re: Hubble
« Antwort #236 am: 10. Januar 2019, 14:11:03 »
Ausgerechnet die WFC3, hoffentlich bekommen sie das wieder hin.  :'(

Offline Rücksturz

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Re: Hubble
« Antwort #237 am: 12. Januar 2019, 10:44:05 »
"Hubble: Weitwinkelkamera WFC3 ausgefallen

Die Wide Field Camera 3 (WFC3) genannte Weitwinkelkamera an Bord des US-amerikanischen Weltraumteleskops Hubble ist ausgefallen, gab die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA am 9. Januar 2019 bekannt."

Weiter im Artikel von Thomas Weyrauch:
https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/11012019165454.shtml

Viele Grüße
Rücksturz
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Offline aasgeir

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Re: Hubble
« Antwort #238 am: 13. Januar 2019, 15:48:37 »
Grund zu Optimismus :


Jonathan McDowell           @planet4589               11. Jan.2019

Good news from the last day of AAS: Hubble folks reported they are optimistic WFC3 will be back up and running relatively soon.

https://twitter.com/planet4589/status/1083692664984399873

Offline Olli

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Re: Hubble
« Antwort #239 am: 14. Januar 2019, 12:02:22 »
Hallo zusammen,

im Zusammenhang mit dem Ausfall des WFC3 habe ich versucht Informationen zum Guidance and Pointing System zu finden, um zu verstehen, wie Hubble präzise ausgerichtet werden kann. Im Netz findet man dazu allerlei Informationen, u.a., dass es keine chemischen Triebwerke gibt, da die Optiken sonst beeinträchtigt werden könnten. Aus eigener Erfahrung kann ich das sehr gut nachvollziehen. In der Nähe von optischen Elemente möchte man keine Gasauströmungen und schon gar keine plasma plumes haben.

Wie alle 3-Achsen-stabilisiereten Satelliten hat Hubble Gyroskope, mit denen die Winkelausrichtung in drei Achsen gemessen werden kann und vier Reaktionsräder als Aktuatoren, um die Winkel zu ändern. Üblicherweise rotieren die Reaktionsräder mit konstanter Geschwindigkeit. Eine Änderung der Rotation bewirkt nach Newtons drittem Gesetz die entsprechende Gegenreaktion des Satelliten. Beschleunige ich das Rad, dreht sich der Satellite in die eine Richtung, bremse ich es ab, in die entsprechend andere. Durch geschickte Kombination der unterschiedlich ausgerichteten Räder lässt sich Hubble in jede beliebige Orientierung bringen.

Und nun wird's spannend: die Reaktionsräder haben aufgrund ihrer Konstruktion eine maximale Winkelgeschwindigkeit. Wird diese überschritten, werden die Kräfte zu groß und das Rad kann beschädigt werden - hauptsächlich das Lager. Im Worstcase knallts laut und das Rad zerlegt sich in seine Einzelteile. Das ist durchaus spektakulär, wenn man direkt daneben steht und es ist gut, dass von Zeit zu Zeit an mechanischen Modellen von Rädern, die äquivalent zu Flugmodellen sind, Test dazu durchgeführt werden. Damit das Rad einem tatsächlich nicht um die Ohren fliegt, ist es in einem Casing eingepackt, dass die Umgebung für genau diese Fall schützt.
Um dies zu verhindern, werden Reaktionsräder vor erreichen der maximalen Winkelgeschwindigkeit desaturiert - entsättigt. Bei einem handelsüblichen 3-Achsen-stabiliserten Satelliten, wird das Rad dafür abgebremst und die dadurch induzierte Rotation durch Triebwerke - chemische RCTs oder Kaltgasdüsen - ausgeglichen. Diese gibt es bei Hubble aber nicht. Weiß jemand, wie das Verfahren bei Hubble ist? Lebt man mit der Rotation, nimmt sie bewusst in Kauf? Werden Beobachtungszyklen bewusst so geplant, dass immer eine ausgeglichen Ansteuerung der Räder erfolgt und sie nicht nahe an die Sättigung laufen (wobei dann kurzfristig eingeschobene Beobachtungsziele nicht möglich wären)?

Lange Rede, kurzer Sinn: wie kann ich in einem Satelliten Drehimpuls loswerden, ohne ein Reaction Control System einzusetzen?

Grüße
Olli
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Offline R2-D2

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Re: Hubble
« Antwort #240 am: 14. Januar 2019, 13:20:52 »
[..]
Lange Rede, kurzer Sinn: wie kann ich in einem Satelliten Drehimpuls loswerden, ohne ein Reaction Control System einzusetzen?

Schau mal auf Seite 2 dieses Fadens, Beitrag #25 - dort wurde das schon erklärt... Es funktioniert mit Magnetspulen (magnetic torquer). Zusätzlich gibt es aber auch noch ein Hydrazinsystem.

Offline Volker

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Re: Hubble
« Antwort #241 am: 14. Januar 2019, 13:22:47 »
Hallo,

wie kann ich in einem Satelliten Drehimpuls loswerden, ohne ein Reaction Control System einzusetzen?

Hubble benutzt zusätzlich zu den Reaction-Wheels auch Magnetic Torquers. Hier wird ein Magnetfeld erzeugt, das dann mit dem Magnetfeld der Erde wechselwirkt und so Drehmoment abbauen kann.

Siehe z.B. hier: https://www.nasa.gov/content/goddard/hubble-space-telescope-pointing-control-system
oder für Dich als Physiker: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080023343.pdf

Viele Grüße
Volker
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Offline McPhönix

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Re: Hubble
« Antwort #242 am: 14. Januar 2019, 14:09:30 »

Zitat
...Magnetic Torquers. Hier wird ein Magnetfeld erzeugt, das dann mit dem Magnetfeld der Erde wechselwirkt und so Drehmoment abbauen kann.

Das ist ja garnicht mal wenig !  :o Hätte ich nicht gedacht.
Ich habe keine Angst vor Aliens. Solange sie über uns lachen wegen dem kleinkarierten Raketengefummel auf der Erde, tun sie uns nix.

Offline Olli

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Re: Hubble
« Antwort #243 am: 15. Januar 2019, 09:39:03 »
Ah... die Magnetic Torquers hab ich uebersehen. Danke euch fuer die Infos und Quellen. Werde mir das heute Abend in Ruhe anschauen.

Viele Gruesse,
Olli
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Offline Rücksturz

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Re: Hubble
« Antwort #244 am: 15. Januar 2019, 22:09:46 »
Es sieht gut aus:  :)
http://hubblesite.org/news_release/news/2019-10?fbclid=IwAR1Rq8H1vdGBRZPu393IHTBdONc8IbGIzWb977UuVOMKZyKDnjpAcgBsf3E

Demnach konnte die WFC3 Kamera wieder in den normalen Operationsmodus versetzt werden.
Es laufen jetzt noch Tests über die nächsten 48 bis 72 h, wenn dabei keine Probleme festgestellt werden, kann die Kamera ihre wissenschaftliche Arbeit wieder aufnehmen.
Es sind alle Spannungsmesswerte im nominellen Bereich, anscheinend gab es nur ein Problem mit der Telemetrie, d.h. es wurden falsche Daten übertragen, die eigentlichen Messwerte waren OK.
Es wurden die Schaltkreise für die Telemetrie und andere Baugruppen neugestartet, danach wurden wieder korrekte Werte übertragen.

Viele Grüße
Rücksturz
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Online Hugo

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Re: Hubble
« Antwort #245 am: 16. Januar 2019, 19:07:09 »
Es wurden die Schaltkreise für die Telemetrie und andere Baugruppen neugestartet
Wir starten zu Hause Windows neu, wenn etwas nicht funktioniert, und die NASA startet halt mal HUBBLE neu. Gleiches Vorgehen, gleiches Ergebnis. Sehr schön, daß Hubble jetzt wieder funktioniert.

Offline fl67

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Re: Hubble
« Antwort #246 am: Gestern um 09:59:19 »
Jeder Boot tut gut ...    ;D

Tags: Teleskop