Questão:
Explicação de valores estranhos nos dados do New Horizons?
Alex Hajnal
2019-01-04 15:27:57 UTC
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Nesta resposta, eu calculei (métodos fornecidos posteriormente na postagem) o tempo estimado, distância, alcance e resolução para a captura de ciência para a abordagem mais próxima da New Horizon para Ultima Thule (2014 MU69).

Ao olhar as imagens no site da APL, percebi uma discrepância em um conjunto de valores. Especificamente, os números fornecidos para Intervalo para todas as imagens LORRI de Ultima Thule nesse site parecem ser cerca de 6,5 vezes grande não têm relação com o intervalo calculado. Todo o resto dos meus resultados parecem consistentes, exceto por essa figura. Alguém pode explicar por que estou vendo uma discrepância?

Uma tela de detalhes da imagem com um valor anômalo realçado Screenshot with value in question highlighted
Fonte: LORRI Images from the Ultima Thule Flyby, NASA / JHU APL / SwRI, imagem vinculada ao tamanho original aqui
Filtrar por REQID: KELR_MU69_CA04-MAP_L1_2019001 em seguida, procure lor_0408624825_0x630_sci_7.jpg nos resultados

Para ser claro, estou focando uma imagem aqui, mas já vi semelhante para todas as imagens LORRI no Ultima Thule.

Aqui está uma amostra dos meus resultados para a época em que a imagem acima foi tirada. Tudo corresponde, exceto Intervalo , onde obtenho ~ 28.000 km e eles listam "182.686" (sem unidades fornecidas). Para o encontro de Plutão, eles usaram Mkm, então ter as unidades para este km faria sentido. O valor que eles mostram é cerca de 6,5 vezes maior do que o que eu calculei. O "intervalo" dado não parece estar relacionado à distância real (ou pelo menos não consistentemente entre sequências de imagens). Tentei quilômetros, pés, etc., mas nada (exceto décimos de milha) chega perto do adequado. Alguma ideia? É em décimos de milha? Perdi algo óbvio?

Resumo dos valores

Abaixo está uma comparação dos valores do exemplo acima (tirado durante CA04) com aqueles que calculei (discrepância em negrito):

Valor publicado computado
SCET 05:01:47 04:56 a 05:06
Distância não fornecida -31900 para -23100 km
Faixa 182.686 32100 a 23350 km
Resolução ~ 140 m / px 159 a 115 m / px

Outras imagens do encontro da Ultima Thule mostram discrepâncias semelhantes.

Aqui está uma comparação com a programação preliminar para um ponto durante CA04:

Valor publicado computado
Tempo K-2000 s -2209 a -1600 s
Distância ~ -28800 km -31900 a -23100 km

Atualizar : os valores de "intervalo" das imagens brutas não parecem ser décimos de milhas. Eles também não parecem ir em sequência entre os conjuntos de observação (CA01, CA04, etc.), mas vão em sequência dentro de um conjunto. Talvez tenha a ver com o tempo de transmissão ou distância?

Intervalo de tempo da imagem (bruto) Intervalo (processado) Notas
1 2019-01-01 05 : 01: 47 182.686 28000 km / 17000 mi Parte da sequência CA04
2 2019-01-01 04:22:19 148.795 61000 km / 38000 mi Parte da sequência CA01
3 31/12/2018 09:38:13 826.749 N / A Última imagem de abordagem
4 31/12/2018 07:02:03 961.979 N / Uma primeira imagem "ímpar"
5 30-12-2018 16:56:06 2 Mkm N / A Última imagem com km

  • Imagens processadas aqui ou aqui
  • Imagens brutas com link aqui:
    1: KELR_MU69_CA04 -MAP_L1_2019001 lor_0408624825_0x630_sci_7.jpg
    2: KELR_MU69_CA01-MAP_L1_2019001 lor_0408622457_0x630_sci_6.jpg
    3: KELR_MU69_APROTL_L14_2018365D lor_0408555011_0x630_sci_9. jpg
    4: KELR_MU69_APROTL_L1_2018365A lor_0408545641_0x630_sci_9.jpg
    5: KELR_MU69_ROTCOVER_L1_2018364B lor_0408494884_0x630_sci_9.jpg
    5: KELR_MU69_ROTCOVER_L1_2018364B lor_0408494884_0x630_sci_9.jpg
    5: KELR_MU69_ROTCOVER_L1_2018364B lor_0408494884_0x630_sci_9.jpg Metodologia

  • Velocidade Velocidade em km / s em relação ao ponto de aproximação mais próximo
    (dados de origem)
    Retirado aqui (a partir de 2018 -12-31)

    $ V = 14.44 \ \ frac {\ mathsf {km}} {\ mathsf {s}} $

  • Distância Distância em km até o ponto de aproximação mais próximo
    (dados de origem)
    Estimado a partir das distâncias mostradas em Imagens diagrama de programação (veja abaixo). Negativo para aproximação, positivo para partida. A precisão é de cerca de ± 50 km. Observe que a posição do UT é de ± 4000 km; Eu ignoro esta margem de erro (suponha que seja 0).

    $ D = valor \ estimado \ de \ diagrama $

  • Tempo segundos em relação à abordagem mais próxima
    (valor calculado)

    $ T = \ frac {D} {V} $

  • SCET Horário do evento da nave espacial em 01/01/2019
    Derivado a partir do tempo baseado na aproximação mais próxima de 05:33:30 SCET (baseado em "05:33" aqui). O formato é hh: mm . JHUAPL fornece um valor mais preciso de "05:33:00" que é 30 segundos antes do que usei em meus cálculos.

  • Campo de visão para LORRI
    (dados de origem)

    $ FOV = 0,29 \ mathsf {°} \ approx 0,005061455 \ \ mathsf {rad} $

  • Distância de aproximação mais próxima
    (dados de origem)
    O valor é atualmente estimado como 3540 km; o valor usado é 3500 km.

    $ D_ {min} = 3500 \ \ mathsf {km} $

  • Alcance Distância em km da espaçonave até 2014 MU69
    (valor calculado, inconsistente com os valores publicados )
    Os valores mostrados na tabela são arredondado.

    $ R = \ sqrt {{D} ^ 2 + {D_ {min}} ^ 2} $

    Observe que a resolução da imagem é calculado a partir disso. Esse resultado corresponde aos valores publicados.

  • Largura de visualização Largura da visualização em metros em um plano perpendicular na faixa de Ultima Thule
    ( valor calculado)

    $ W = 2 \ cdot 1000 \ frac {\ mathsf {m}} {\ mathsf {km}} \ cdot \ tan {\ frac {FOV} {2}} \ cdot R $

  • Tamanho do sensor Tamanho do sensor LORRI em pixels para modo 1 × 1
    (dados de origem)

    $ S = 1024 \ \ mathsf {pixels} $

  • Resolução Em metros por pixel
    (valor calculado)

    $ resolution = \ frac {W} {S} $

Agenda de imagens do Ultima Thule
Ultima Thule flyby imaging schedule Fonte: Kit de imprensa Ultima Thule Flyby, p. 25, NASA / JHUAPL / SwRI
(cortado, bordas limpas)

Cronograma preliminar de imagens Ultima Thule
Preliminary Ultima Thule flyby imaging schedule Fonte: Suporte baseado na Terra para a missão estendida New Horizons Kuiper, p.7, NASA / SWRI
(cortado, editado para remover o número da página)

Em 17/01/2019, a página foi atualizada com valores de intervalo mais alinhados com o que você calculou
Dois respostas:
PearsonArtPhoto
2019-01-04 20:48:11 UTC
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Verifiquei seus números e eles parecem estar corretos. Os valores de intervalo incluídos provavelmente estão em km, mas parecem ser imprecisos. Os valores de alcance não são oficiais neste momento e ainda não têm acesso aos dados das efemérides da espaçonave. Suspeito que quando esses dados caírem, os valores da faixa serão estimados melhor.

Resumindo, tanto o intervalo quanto a distância com base no tamanho fornecem valores semelhantes, para as fotografias de maior resolução, ambas muito distantes dos valores fornecidos. Na verdade, os valores estão obviamente errados, quanto maior e, portanto, mais próxima, a imagem tem um intervalo maior do que o alvo menor.

Fazendo mais análises, acredito que os valores do intervalo estão assumindo uma abordagem mais próxima de cerca 01:30 SCET. Isso é 4 horas de folga, o que só acontece ser a diferença de 4 horas entre o EDT e o UTC. Meu palpite é que eles tinham o fuso horário errado para as estimativas de intervalo e nunca perceberam. Aqui está um gráfico da aparência dos dados, assumindo um intervalo negativo após a abordagem mais próxima. Parece bastante linear para mim. Mencionei isso para Alan Stern no Twitter, espero que eles possam resolver.

enter image description here

Isso parece bastante plausível para mim. Entre as imagens CA01 e CA04, estou calculando um Δd de 32891 km usando os números das imagens brutas e um Δd de 33000km usando os números das imagens processadas. O último é bom apenas para 2 dígitos significativos, portanto, os deltas são essencialmente idênticos. Eu também obtenho um Δt de 4,0 horas entre os dois conjuntos de valores com 2 dígitos significativos.
Acho que Alan Stern vai mandar alguém olhar para isso, ele pelo menos reconheceu que parece haver algo errado, então espero que seja corrigido em breve!
Ótima análise!
Hobbes
2019-01-04 16:43:47 UTC
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Atualização : a partir de 17/01/2019, a página foi atualizada com valores de intervalo mais alinhados com o que você calculou.

De acordo com o site do JHUAPL (clique em 'Saiba mais sobre essas imagens', por algum motivo um link direto não funcionou), o alcance deve ser em km :

As seguintes informações auxiliares são fornecidas para cada imagem postada: a data da observação em tempo universal coordenado (UTC) na espaçonave New Horizons, o tempo de exposição da imagem em milissegundos, o nome do alvo, o alcance do alvo em quilômetros (ou seja, a distância entre a espaçonave New Horizons e o alvo; por exemplo, 12,1 milhões de km significa 12,1 milhões de quilômetros) e o nome do arquivo raiz da imagem.

Você está derivando o intervalo do carimbo de data / hora. Tem certeza de que não há discrepância nisso? Eu pensei que poderia ser uma diferença entre a hora local da nave espacial e a hora recebida na Terra, mas não é isso: você estaria 6 horas fora então. Uma diferença de 100.000 km se traduz em cerca de 2 horas de vôo (a 14 km / s).

Diretório e nome de arquivo no PDS:

Eles parecem estar usando a mesma convenção de nome de arquivo no site JHUAPL. Os nomes dos diretórios não são visíveis.

data / YYYYMMDD_METMET / lor_metmetmetm_0xaaa_ttt_v.sfx

Os dados são todos armazenados como pares de arquivos de um rótulo PDS separado e um arquivo FITS por exposição. Os nomes de diretório e arquivo são delimitados por sublinhados e barras, conforme demonstrado acima:

  • AAAAMMDD é ano, mês e dia do mês; METMET são os primeiros seis dígitos do relógio MET de dez dígitos (Tempo do Evento da Missão; ~ segundos da nave espacial desde o lançamento);
  • lor é o prefixo para dados LORRI;
  • metmetmetm é o MET de dez dígitos completo da imagem;
  • 0xaaa é o identificador de aplicativo (processo) (ApID) para o tipo de pacote de dados de telemetria;
  • ttt é eng ou sci para dados EDR ou RDR;
  • v é um número de versão; (para o encontro UT, isso parece ser usado para identificar tiras de imagem que podem ser costuradas - Hobbes)
  • sfx é adequado ou lbl para o arquivo de etiqueta FITS ou PDS (ou extensão de arquivo no site JHUAPL - Hobbes)

ApID:

Definições de APID de telemetria de dados de imagem de alta taxa LORRI 

  C&DH binning APID modo de compressão tipo 0x630 1 1x1 sem perdas 0x631 1 1x1 empacotado 0x632 1 1x1 com perdas 0x633 1 4x4 sem perdas 0x634 1 4x4 empacotado 0x635 1 4x4 com perdas 0x636 2 1x1 sem perdas 0x637 2 1x1 empacotado 0x638 2 1x1 com perdas 0x639 2 4x4 sem perdas 0x63A 2 4x4 empacotado 0x63B 2 4x4 com perdas
"'Você está derivando o intervalo do carimbo de data / hora. Tem certeza de que não há discrepância nisso?" Achei que poderia ser o caso, mas o cronograma preliminar inclui tempo e distância e eles correspondem exatamente ao que eu obtive.
Você pode obter algum metadado do exemplo acima? (REQID: `KELR_MU69_CA04-MAP_L1_2019001`, nome do arquivo` lor_0408624825_0x630_sci_7.jpg`) Estou supondo que `KELR_MU69_CA04` = objeto Kepler MU69, sequência de aquisição próxima # 4,` MAP_L1` = ???, `2019001` = dia 1 de 2019001` = dia 1 de 2019 , `lor` = LORRI, o resto = ???
Pequeno esclarecimento: em meus cálculos originais, calculei o tempo à distância. Eu calculei a distância do tempo para algumas das minhas verificações de sanidade.


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