Sviluppo software con la telemetria di Hayabusa 2

Player immagini interattivo attivato: https://programmi.000webhostapp.com/hayabusa2/simulator/player/hayabusa-animator(realtime).html

Telemetrie estratte dal simulatore jaxa sempre più rare e insensate. :frowning:
Però su NASA Horizons c’è la traiettoria prevista, per ora calcolata solo fino al 20 dicembre:

  SPACECRAFT TRAJECTORY: 
  Fit to data through 2019-Sep-18, nominal prediction thereafter.

  File name                         Begins                  Ends 
  --------------------------------- ------------------  -----------------------
  trj_141203-150120_ICV1c.bsp_V0.1  2014-Dec-03 inject  2014-Dec-05 
  hyb2_141205_150210_dsn_v1.V0.1    2014-Dec-05         2014-Dec-09
  hyb2_141209_180605_dsn_v1.V0.1    2014-Dec-09         2015-Jul-02
 201[5-9]*-201[5-9]*-HYB2.OEM.V0.* 2015-Jul-02         2019-Dec-20 (w/predict)
*******************************************************************************

Purtroppo però al momento è quasi identica a quella di Ryugu stesso.

Da notare che a questa distanza (al momento intorno a 250 milioni di km) la precisione della distanza stessa è molto bassa (*), quindi non ha molto senso usare questi dati per tracciare l’allontanamento ora per ora da Ryugu, visto che ancora la sonda si muove a qualche cm al secondo; forse tra qualche settimana o mese il debolissimo motore a ioni sarà riuscito ad imprimere una velocità apprezzabile da terra.

Ancora tutto ok, invece, sul fronte delle immagini della partenza:
https://programmi.000webhostapp.com/hayabusa2/simulator/player/hayabusa-animator(realtime).html

Scattate al momento 47 foto.
Tra l’altro dalla larghezza di Ryugu nelle foto sarebbe tranquillamente possibile dedurre la distanza attuale… ad aver voglia… :slight_smile:

(*) Ricordo che per 67P si parlava di approssimazione di 200 km.

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Prendendo l’ultimo fotogramma ho misurato una larghezza di 118 pixel sui 1024 di larghezza; 118/1024 = 0.115.
Quindi l’angolo sotteso è 0.115 * FOV.
La foto è stata fatta con la ONC_T (FOV=5.7°) , perciò:
alffa = 0.115 * 5.7° = 0.6555°

La metà di questo angolo è correlata col rapporto raggio/distanza:
tan (alfa/2) = R / D

alfa/2= 0.32775

Il raggio è circa 0.45 km, quindi viene fuori:

D = R / tan(alfa/2) = 0.45 / tan(0.32775°) = 78.6 km

La formula generica per calcolare la distanza partendo dalla larghezza W visibile in una foto 1024x1024 dovrebbe essere (correggetemi se sbaglio):

D = R / tan ( ( (W/1024) * FOV°) / 2 )

o anche

D [km] = 0.45 / tan ( W * FOV° / 2048 )

Per la ONC_T da 5.7°:

D [km] = 0.45 / tan ( W * 0.002783 )

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A quanto pare il dato ONC_A che usano nel loro simulatore a volte è basato su ONC_T e a volte su ONC_W,e questo non dalla recente partenza ma già da qualche missione precedente… Ecco perchè i valori mi sembravano a vanvera!

image

ONC_A sarebbe l’area di questo cerchio:
image

Forse nei dati grezzi c’è anche un flag che specifica a quale telecamera fa riferimento ONC_A, boh. Ma tanto tra 2 giorni ci sarà il cambio di assetto e Ryugu scomparirà per sempre dalle telecamere, quindi ormai pazienza, facciamo “a occhio”.

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“Elettroencefalogramma” ormai piatto:

Si tratta però solo dei “dati locali”, cioè quelli calcolati tramite LIDAR e tramite telecamera, strumenti ormai diventati inutili.
Ma ovviamente H2 sta trasmettendo e ricevendo dati, per cui è possibile calcolare la distanza in secondi luce, disponibile nei dati online come “delay_from” e"delay_to", che al momento hanno valori rispettivamente delll’ordine di: 852.59 e 852.66 (secondi).
Immagino stiano usando questi per calcolare la distanza attuale di Hayabusa, che però non viene riportata nei dati online; invece riportano per H2, Ryugu e Terra le coordinate X, Y e Z, da cui poi (?!?) ricalcolano nel simulatore le distanze, riportandole poi graficamente nel simulatore in forma di percentuale della distanza tra H2 e Terra.

Al momento la distanza tra H2 e Ryugu risulta di circa 362 km, mentre tra Ryugu e Terra ci sono circa 260 milioni di km, con questo andamento negli ultimi giorni:
image

Considerando che la distanza in secondi luce è fornita con una precisione del centesimo di secondo, significa, data la velocità di 299.792.458 m/s, che il datodi distanza H2/Ryugu ha un’approssimazione di 2.997.924 m (circa 3000 km), quindi lascia il tempo che trova.

Per quanto riguarda la distanza H2/Terra invece, H2 non dovrà percorrere con le sue forze 260 milioni di km, ma solo 9 milioni, che è la minima distanza di Ryugu dalla Terra, il 28 dicembre 2020; essendosi infatti piazzato in orbita intorno a Ryugu, H2 ha assunto anche un’orbita intorno al sole uguale a quella di Ryugu, quindi arriverà “gratis” fino a 9.000.000 di km dalla Terra. In questi 13 mesi dovrà quindi percorrere questa distanza, se il 28/12/2020 vorrà rientrare in atmosfera invece di continuare a gironzolare intorno a Ryugu:
image

9.000.000 di km in 13 * 31 * 24 ore significa una velocità media di circa 930 km/h

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Purtroppo niente grafico :frowning: , il file delle telemetrie ormai è andato:

|****Wed, 20 Nov 2019 01:30:04 +0000||E005|Errore: Could not resolve host: haya2now.jp; No address associated with hostname|
|---|---|---|---|
|****Wed, 20 Nov 2019 01:30:04 +0000||NORM|Errore in file .json alle  2019/11/20 01:30:04 GMT, dati non salvati in log.|
|****Wed, 20 Nov 2019 08:20:04 +0000||E005|Errore: Could not resolve host: haya2now.jp; No address associated with hostname|
|****Wed, 20 Nov 2019 08:20:04 +0000||NORM|Errore in file .json alle  2019/11/20 08:20:04 GMT, dati non salvati in log.|
|****Wed, 20 Nov 2019 08:30:06 +0000||E005|Errore: Could not resolve host: haya2now.jp; No address associated with hostname|
|****Wed, 20 Nov 2019 08:30:06 +0000||NORM|Errore in file .json alle  2019/11/20 08:30:06 GMT, dati non salvati in log.|
|****Tue, 26 Nov 2019 18:10:22 +0000||W006|File troppo corto per essere valido, non salvo dati in log.|
|****Tue, 26 Nov 2019 18:10:22 +0000||NORM|Errore in file .json alle  2019/11/26 18:10:22 GMT, dati non salvati in log.|
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Ho scoperto che mettendo in quest’altra pagina della NASA il codice numerico associato in New Horizons a un certo corpo celeste si possono vedere graficamente le sue “effemerdi animate” rispetto all’orbita della Terra.
L’oggetto da tracciare, nel nostro caso, è Ryugu, cioè 162173, che va specificato come parametro “sstr”.

Qui l’elenco ufficiale di tutti i codici numerici: https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons_batch.cgi?batch=1&COMMAND=’*’&CENTER=’@*’

Non so se sia possibile centrare il grafico su altro corpi celesti.

Come al solito non si riesce a trovare uno straccio di documentazione, comunque per tentativi ho scoperto che i vari parametri sono flag on/off:

orb: mostra grafico orbita
cov: mostra tabella covarianza
log: Boh???
cad: Close Approach Database (tabella avvicinamenti alla Terra)
old: usa veccha versione (java)
help: mostra guida

Purtroppo la distanza dalla Terra nella tabella CAD è espressa in unità astronomiche, comunque, al’incirca:
GEO: 0.00024 UA
Luna: 0.00250 UA

A causa di problemi di cambio di server si è interrotto il logging dei dati a fine febbraio, adesso ho fatto ripartire (sperabilmente) il logging, e questi sono i grafici attuali:

Secondo i miei calcoli Hayabusa deve allontanarsi di 9 milioni di km da Ryugu per intersecare l’orbita della Terra, o, in altre parole, Ryugu passerà a 9 milioni di km di distanza minima dalla Terra.

Questo è il nuovo indirizzo del log:
http://programmi.hostingerapp.com/hayabusa2/simulator/home-log.txt (3 MB)

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111 milioni di km dalla Terra.

Nel simulatore ufficiale sembra di intravedere finalmente il “pallino” di hayabusa leggermente staccato da Ryugu, al quale invece per molti mesi è rimasto sovrapposto:
image

Quello schema dovrebbe rappresentare la distanza Ryugu-Terra percorsa da H2, secondo questa formula:
percentage = H2_Ryugu/ (H2_Earth+ H2_Ryugu) * 100;

La cosa è realizzata tramite questo codice:

  updateStatusDist(dist1, dist2) {
    // 到達位置の描画
    // 引数をもらって距離の割合を計算
    let $haya2 = this.find('.dist-haya2');
    let percentage = dist2 / (dist1 + dist2) * 100;

    TweenLite.to($haya2, 1, { top: percentage+'%', ease: Power4.easeInOut });
  }

(traduzione commento:
// Drawing the reaching position
// take the argument and calculate the distance ratio)

chiamato da:

this.updateStatusDist(distEarthHaya2, distHaya2Ryugu);

Applicato a questo oggetto di foglio di stile CSS:

.dist-haya2 {
  text-align: left;
  width: 3em;
  line-height: 1;
  transform: translateY(-50%);
  top: 100%;
}

…solo che non so bene cosa vuol dire, perchè non so usare i CSS…
Ipotizzo che lo schema sia stato creato per monitorare l’avvicinamento a Ryugu, non il ritorno a Terra, quindi non so se si può usare per capire quanto manca all’arrivo, che dite?

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JAXA ha riacceso il suo simulatore, che era bloccato da settembre, e il mio logger realtime ha ricominciato a loggare :slight_smile:

La distanza odierna dalla Terra è 14.661.449 km.

Questa sarebbe invece la posizione attuale (pallino nero) rispetto alla traiettoria pianificata; quello “spigolo” è al 5 dicembre, mentre la traiettoria finisce (per ora) il 20/1/2021:

image

Questa è la pagina interattiva del grafico 3d; quello 2d mi si è incasinato all’ultimo aggiornamento della pagina e non funziona più…
http://win98.altervista.org/space/exploration/3d/space-explorer-tracker.html?orbiter=-37&center=399&start=2020-01-01&stop=2021-Jan-21&step=1d

Con quest’altro link potete zoomare sul flyby:
http://win98.altervista.org/space/exploration/3d/space-explorer-tracker.html?orbiter=-37&center=399&start=2020-12-5%2016:00&stop=2020-12-5%2018:00&step=1m&3dzoom=25000

image

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Hayabusa è stato improvvisamente depennato dalla lista degli oggetti tracciabili su NASA Horizons (era il -37):

immagine

Speriamo sia una cosa temporanea.

Elenco oggetti disponibili:
https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons_batch.cgi?batch=1&MAKE_EPHEM='YES'&TABLE_TYPE='VECTORS'&COMMAND='*'

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Il -130 è Hayabusa 1.
Hayabusa 2 lo hanno aggiunto nel 2015:

Nov 28, 2015:
– The Hayabusa 2 spacecraft trajectory (SPK ID -37) has been updated for
the Earth flyby, nominally Dec 3 @ 10:08 UTC, 9520 km from geocenter,
over 189.847 deg. E, 18.691 deg.N (~1000 km west of Hawaii).

Ma queste news non parlano di questa cancellazione, boh. Però sono aggiornate a ottobre.

Comunque JAXA sta ancora (inconsapevolmente?) fornendo le telemetrie in tempo reale:
http://haya2now.jp/data/data.json

Sto cercando di disegnare in 3d i “raggi” che partono dalle antenne del DSN e arrivano ad Hayabusa 2, ma non mi tornano i conti, sembra che le antenne guardino un po’ più in là di Hayabusa… Non so se qualcuno è in grado di aiutarmi a verificare questa cosa. Se riesco a capire dove sbaglio, posso finire in tempo per dicembre il simulatore in tempo reale che mostra in 3d il flyby/rientro di Hayabusa.

Al momento non funziona per niente. :frowning:
http://win98.altervista.org/space/exploration/3d/3dtracker.html

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Ficcanasando nei sorgenti della home page di JAXA ho trovato tutte le date ufficiali delle TCM passate e future:

https://www.hayabusa2.jaxa.jp/hy2sc4/data/events.json

Le ho messe nel mio log:

Nel sito c’è anche questa immagine, ma non si vede bene, qui si vede meglio:
immagine

Link diretto alla pagina con l’immagine:
https://www.hayabusa2.jaxa.jp/hy2sc4

La suddetta immagine viene creata in base a questi dati:

https://www.hayabusa2.jaxa.jp/hy2sc4/data/hy2_trj_plan.txt

Google:

  • L +: il giorno totale dal tempo di volo totale (ora di lancio (2014/12/3 4:22:04 UT), l’unità è [giorno]
  • X, Y, Z: posizione Explorer / Terra / Asteroide nel sistema di coordinate zodiacali, l’unità è [unità astronomica] (unità astronomica, sole = distanza terra (qui, distanza con 149597870,7 [km] come 1))
  • Rs: distanza tra il veicolo spaziale e il sole, l’unità è [10.000 chilometri]
  • Re: distanza tra il veicolo spaziale e la terra, l’unità è [10.000 chilometri]
  • Ra: distanza tra il veicolo spaziale e 1999JU3, l’unità è [10.000 chilometri]
  • Vs: velocità di crociera (velocità relativa del sole), l’unità è [km / s]
  • Ve: velocità relativa terrestre, l’unità è [km / s]
  • alpha: il diametro rosso del veicolo spaziale visto dalla terra, l’unità è [gradi]
    delta: latitudine rossa del veicolo spaziale vista dalla terra, l’unità è [gradi]
    Dflt: distanza di volo, l’unità è [10.000 chilometri]
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Nuova paginetta per stuzzicare la vostra ansia… :wink:

Per ora le date degli eventi sono statiche, adesso vedo se riesco a collegarle al file degli eventi.

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Sono riuscito a creare una prima versione quasi-funzionante del mio tracker 3d, almeno per quanto riguarda il puntamento delle antenne:

http://win98.altervista.org/space/exploration/3d/3dtracker.html

Nelle intenzioni il simulatore dovrebbe mostrare anche un puntino in corrispondenza di Hayabusa, ma al momento ho problemi con la conversione delle coordinate presenti nel file originale: credo siano espresse in termini di posizione rispetto al sole, mentre CesiumJS le richiede rispetto al centro della Terra, ma qualcosa non mi funziona nella conversione.

Quindi per ora per sapere dov’è hayabusa bisogna guardare dove puntano le antenne; finchè è lontano milioni di km è sufficiente, ma quando sarà a 10.000 km (o quant’è la quota di flyby) il puntamento potrebbe non essere precisissimo, visto che il fascio dell’antenna non è una linea ma un cono.

Per sapere se la pagina vi sta funzionando correttamente, basta vedere se ci sono alcune linee gialle che puntano verso il sole, perchè anche quelle sono basate sui dati forniti da JAXA.

Dati grezzi:
http://haya2now.jp/data/data.json

Le mie altre pagine:

Realtime tracker 2d

Conto alla rovescia

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Pagina ripulita dai dati inutili/sbagliati e integrata coi conti alla rovescia per le varie fasi. Purtroppo mi sa che non c’è verso di riuscire a capire entro il 5 dicembre come comvertire le coordinate di hayabusa da solari a terrestri per mettere un puntino nella posizione attuale di hayabusa…

Situazione attuale:
image

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Sono “mezzo riuscito” a creare un simulatore 3d dinamico dell’orbita di hayabusa basato sui dati forniti da Jaxa… solo che non capisco molto di elementi orbitali e non so che cosa ho scritto… :slight_smile:

Il simulatore sarebbe questo:

Il problema è che i parametri forniti da JAXA sono questi:

T : 2459212.04353318
node : 253.893049186057
q : 0.970798316852496
peri : 205.191779318362
incl : 5.95243513266715
a : 1.19202738055354
e : 0.185590589033546

Però non riesco a fare il match di tutti i parametri con la libreria spacekit.js che ho trovato, che sono chiamati così:

initialValues.a Number Semimajor axis
initialValues.e Number Eccentricity
initialValues.i Number Inclination
initialValues.epoch Number Epoch in JD
initialValues.period Number Period in days
initialValues.ma Number Mean anomaly
initialValues.n Number Mean motion
initialValues.L Number Mean longitude
initialValues.om Number Longitude of Ascending Node
initialValues.w Number Argument of Perihelion
initialValues.wBar Number Longitude of Perihelion

Se riuscite ad aiutarmi tra oggi e domani…
Al momento il simulatore mi dà meno di 1.000.000 di km di distanza tra hayabusa e terra, ma non è vero, per ora siamo ancora oltre il milione.

Boh, forse andando a casaccio ci sono riuscito…

Almeno adesso le posizioni relative di Hayabusa e Terra coincidono più o meno con quella visibile nell’altro tracker 3d, ma solo se prendo i dati già calcolati presenti nel file (marcati con “absolute” nel simulatore); dagli elementi orbitali invece riesco a calcolare l’orbita, ma non la posizione corretta dei due oggetti (marcati come “epoch”).

image

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