Análisis de los datos de ciencia radiofónica del instrumento KaT del experimento 3GM durante la fase temprana de crucero de JUICE
Autores: Cappuccio, Paolo; Sesta, Andrea; Di Benedetto, Mauro; Durante, Daniele; De Filippis, Umberto; di Stefano, Ivan; Iess, Luciano; Mackenzie, Ruaraidh; Godard, Bernard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de los datos de ciencia radiofónica del instrumento KaT del experimento 3GM durante la fase temprana de crucero de JUICE
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Júpiter
Lunas
Experimento
Datos
Mediciones
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La misión JUpiter Icy Moon Explorer (JUICE), lanzada el 14 de abril de 2023, tiene como objetivo explorar Júpiter y sus lunas galileanas, con la llegada al sistema joviano prevista para mediados de 2031. Una de las investigaciones científicas es el experimento de ciencia radiofísica Geodesia y Geofísica de Júpiter y las Lunas Galileanas (3GM), diseñado para estudiar las estructuras internas de Europa, Calisto y Ganimedes, así como las atmósferas de Júpiter y las lunas galileanas. El experimento 3GM emplea un transpondedor de banda Ka (KaT) para permitir mediciones de rango y Doppler coherentes bidireccionales utilizadas para el experimento de gravedad y un oscilador ultraestable (USO) para experimentos de ocultación de enlace descendente unidireccional. Este documento analiza los datos de KaT recopilados en la estación terrestre ESA/ESTRACK en Malargüe, Argentina, durante la Fase de Comisionado Cercano a la Tierra (NECP) en mayo de 2023 y la primera verificación de carga útil en crucero (PC01) en enero de 2024. Los datos radiométricos se ajustaron utilizando tanto el entorno de análisis de misión, operaciones y navegación de la NASA (MONTE) como el software de determinación y optimización de órbita general de la ESA (GODOT). La comparación de las soluciones orbitales mostró un excelente acuerdo. Además, los residuos de Doppler y rango permitieron una evaluación preliminar de la calidad de las mediciones radiométricas. Durante el paso de NECP, los datos del enlace de radio mostraron un ruido de tasa de rango de 0.012 mm/s con un tiempo de integración de 1000 s, mientras que la raíz cuadrada media de los residuos de rango muestreados a 1 s fue de 8.4 mm. Durante la primera verificación de carga útil, la potencia de la señal en la entrada de KaT coincidió estrechamente con el valor esperado en Júpiter, debido a una configuración específica de la estación terrestre. Esto proporcionó indicios tempranos del rendimiento del 3GM durante la fase joviana. En esta prueba, la precisión de los datos de rango con un tiempo de integración de 1 s, particularmente sensible a la relación señal-ruido del enlace, se degradó a 13.6 cm, mientras que la precisión de la tasa de rango resultó ser mejor que 0.003 mm/s a 1000 s, gracias al preciso sistema de calibración de retraso troposférico (TDCS) disponible en la estación de Malargüe (inactivo durante NECP).
Descripción
La misión JUpiter Icy Moon Explorer (JUICE), lanzada el 14 de abril de 2023, tiene como objetivo explorar Júpiter y sus lunas galileanas, con la llegada al sistema joviano prevista para mediados de 2031. Una de las investigaciones científicas es el experimento de ciencia radiofísica Geodesia y Geofísica de Júpiter y las Lunas Galileanas (3GM), diseñado para estudiar las estructuras internas de Europa, Calisto y Ganimedes, así como las atmósferas de Júpiter y las lunas galileanas. El experimento 3GM emplea un transpondedor de banda Ka (KaT) para permitir mediciones de rango y Doppler coherentes bidireccionales utilizadas para el experimento de gravedad y un oscilador ultraestable (USO) para experimentos de ocultación de enlace descendente unidireccional. Este documento analiza los datos de KaT recopilados en la estación terrestre ESA/ESTRACK en Malargüe, Argentina, durante la Fase de Comisionado Cercano a la Tierra (NECP) en mayo de 2023 y la primera verificación de carga útil en crucero (PC01) en enero de 2024. Los datos radiométricos se ajustaron utilizando tanto el entorno de análisis de misión, operaciones y navegación de la NASA (MONTE) como el software de determinación y optimización de órbita general de la ESA (GODOT). La comparación de las soluciones orbitales mostró un excelente acuerdo. Además, los residuos de Doppler y rango permitieron una evaluación preliminar de la calidad de las mediciones radiométricas. Durante el paso de NECP, los datos del enlace de radio mostraron un ruido de tasa de rango de 0.012 mm/s con un tiempo de integración de 1000 s, mientras que la raíz cuadrada media de los residuos de rango muestreados a 1 s fue de 8.4 mm. Durante la primera verificación de carga útil, la potencia de la señal en la entrada de KaT coincidió estrechamente con el valor esperado en Júpiter, debido a una configuración específica de la estación terrestre. Esto proporcionó indicios tempranos del rendimiento del 3GM durante la fase joviana. En esta prueba, la precisión de los datos de rango con un tiempo de integración de 1 s, particularmente sensible a la relación señal-ruido del enlace, se degradó a 13.6 cm, mientras que la precisión de la tasa de rango resultó ser mejor que 0.003 mm/s a 1000 s, gracias al preciso sistema de calibración de retraso troposférico (TDCS) disponible en la estación de Malargüe (inactivo durante NECP).