Domanda:
In che modo InSight misura la velocità del vento?
uhoh
2019-02-23 22:01:43 UTC
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Secondo questa risposta, il tempo sul lander InSight può ora essere visto online su https://mars.nasa.gov/insight/weather/ Questo include il la velocità del vento e credo la direzione (se è questo il significato di quelle bandierine).

In che modo InSight misura la velocità del vento e la direzione? Come funzionano i sensori?

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Un po 'di storia ...

Dalla domanda Il rivelatore sul Mars Phoenix Lander è stato utilizzato per la meteorologia? Perché non invece un anemometro a filo caldo?

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sopra: GIF da immagini trasmesse da Marte. Dalla pagina The Telltale project nel Mars Simulation Laboratory. Anche archiviato qui.

sotto: Strumento così come consegnato alla NASA. Dalla pagina The Telltale project nel Mars Simulation Laboratory. Anche archiviato qui. È uno specchio a 45 gradi sotto la spia che fornisce una vista simultanea dal basso.

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correlati: [Cosa significano le bandierine su questi punti dati sulla velocità del vento marziano?] (https://earthscience.stackexchange.com/q/16319/6031)
Due risposte:
uhoh
2019-03-13 08:55:48 UTC
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Utilizzando le informazioni dalla risposta di @ CarlosN, ho cercato su Google "Stazione di monitoraggio ambientale Rover della nasa (REMS)" e ho trovato quanto segue:

e il documento originale:

Questo è diverso, ma correlato :

Da Gomez-Elvira et al. 2012:

REMS segue il design Viking e utilizza l'anemometria termica per registrare anche la velocità del vento. L'anemometria a filo caldo si basa sulla registrazione della quantità di potenza richiesta per riscaldare un filo in modo che mantenga una differenza di temperatura costante con l'ambiente (CTA) o per registrare la temperatura del filo quando alimentato con una quantità di potenza costante (CPA) . Viene quindi calcolata la potenza convettiva, che a sua volta viene utilizzata per ottenere la velocità del vento. I sensori del vento REMS utilizzano una pellicola sottile invece di un filo: resistori a film sottile in titanio modellati sulla superficie di un chip di silicio (Domínguez et al. 2008).

Come funziona: invece di utilizzare un anemometro a filo caldo classico, viene utilizzata una pellicola calda più o meno allo stesso modo. Mettendo più pellicole su diverse facce della sonda e utilizzando più sonde in direzioni diverse, la velocità 3D (velocità e direzione sia in azimut che in altitudine) può essere dedotta in seguito confrontando le simulazioni CFD.

Fig. 19 Immagine scattata durante l'integrazione REMS che mostra due delle schede WS. Ogni boma ha tre assi (tavole 1 e 3 sui lati e 2 nella parte inferiore del boma) totalmente identiche. Le schede 1 e 3 sono collegate alla scheda 2 da un circuito flessibile e questa è collegata all'ASIC, nella parte posteriore del braccio, da un altro circuito flessibile. Ogni tavola ha quattro dadi caldi e un dado freddo (i quattro dadi caldi sono nella parte anteriore del tabellone e quello freddo è nella parte posteriore). Tutti i dadi sono identici, realizzati in silicone, con tre resistenze stampate sul lato superiore e termicamente isolate dalla scheda da quattro pilastri a bassa conduttanza termica. Nei dadi caldi, viene utilizzata una resistenza per riscaldarlo, un altro viene utilizzato come sensore per misurare la temperatura e il terzo viene utilizzato come sensore di riferimento nel circuito di misurazione. Nello stampo freddo, l'unico resistore utilizzato è il resistore di riferimento (per i dettagli vedere Domínguez et al. 2008). Il circuito di controllo confronta la temperatura dei dadi caldi con quella dello stampo freddo, per controllare la potenza iniettata per mantenere una differenza di temperatura predefinita costante (delta temperatura) tra di loro. Ogni scheda ha un termistore aggiuntivo sulla sua faccia interna per monitorare la temperatura della scheda e valutare le perdite termiche conduttive dei dadi. (Credito: NASA / JPL-Caltech)

Fig. 15 Simulazione del modello del braccio a diversi angoli di imbardata. Questi risultati vengono utilizzati per essere confrontati con test reali nel tunnel lineare INTA Mars. Il fluido era CO2 a 298 K e 72,8 mbar, con vento a 1 m / s. L'immagine in alto rappresenta un flusso nella direzione dell'asse del braccio (imbardata = 0 °), mostrando un campo di velocità con la stessa simmetria del braccio. L'immagine inferiore rappresenta un fluido incidente a 30 °, in questo caso è chiaro come una tavola si trovi nella zona di scia, mentre l'altra vedrà registrare il movimento del vento


sotto x2: Ritagliata dalle diapositive in: Lukasz Kowalski (2009) Contributo al rilevamento avanzato del vento a filo caldo

Contribution to advanced hot wire wind sensing

Contribution to advanced hot wire wind sensing

Carlos N
2019-03-07 23:24:45 UTC
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Uno dei carichi più piccoli su Insight è il carico utile Temperature and Winds for InSight (TWINS) sviluppato dal Centro spagnolo di astrobiologia di Madrid.

Puoi vedere la posizione del strumento su questa immagine.

Il sensore TWINS si basa sulla stazione di monitoraggio ambientale Rover (REMS) sviluppata per Curiosity. Non sono riuscito a trovare i dati di origine per TWINS oltre a Wikipedia. La maggior parte delle fonti che ho trovato si trovano dietro i paywall delle riviste.

L'articolo di Wikipedia afferma che lo strumento utilizza un anemometro per misurare la velocità del vento, ma penso che utilizzi la parola "anemometro" nel senso generale di "misurazione del vento" piuttosto che il dispositivo rotante con quattro tazzine.

La NASA ha un resoconto più dettagliato sui sensori REMS di Curiosity. Puoi almeno vedere la forma dei sensori del vento, ma non è del tutto chiaro come funzionano. Sebbene Curiosity abbia tre sensori del vento, InSight ne ha solo due.

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Fonte

La velocità e la direzione del vento saranno derivate in base alle informazioni fornite da tre sensori di vento bidimensionali su ciascuna delle barre. I tre sensori si trovano a 120 gradi di distanza l'uno dall'altro attorno all'asse del braccio. Ciascuno di essi registrerà la velocità e la direzione locali nel piano del sensore. La convoluzione dei 12 punti dati sarà sufficiente per determinare la velocità del vento e l'angolo di beccheggio e imbardata di ciascun boma rispetto alla direzione del flusso. Il requisito è di determinare la velocità del vento orizzontale con una precisione di 1 m / sec nell'intervallo da 0 a 70 m / sec, con una risoluzione di 0,5 m / sec. La precisione direzionale dovrebbe essere migliore di 30 gradi. Per il vento verticale l'intervallo è compreso tra 0 e 10 m / sec e la precisione e la risoluzione sono le stesse del vento orizzontale.

Secondo un articolo in ExtremeTech, il motivo principale per i sensori è calibrare gli effetti atmosferici dai dati sismici. Ma come vantaggio secondario riceviamo bollettini meteorologici come quelli che hai indicato.

È davvero misterioso! Ho aggiunto l'immagine, spero che qualcuno la vedrà e la riconoscerà. Grazie!! (devono esserci alcuni articoli scientifici pubblicati sul principio di funzionamento da qualche parte)
Non riesco a vedere o aggiungere immagini a causa delle restrizioni del firewall, motivo per cui non l'ho aggiunto.
Hanno la forma di una sonda di dati aerei dello space shuttle: https://www.edwardsflighttest.com/pics/probe-2.jpg
@OrganicMarble curioso e curioso; Avrei immaginato che la parte più lunga fosse solo un tubo di Pitot. Secondo la citazione del blocco, i dispositivi sopra misurano in qualche modo la velocità e la direzione.
@uhoh Le sonde della navetta hanno misurato la velocità e un angolo (di attacco), quindi con le due sonde sulla cosa di Marte montate ad angolo retto, posso vedere come ottenere una direzione da quella. I computer di dati aerei hanno calcolato l'angolo di attacco, il numero di Mach, la velocità equivalente, la velocità reale, la pressione dinamica, l'altitudine barometrica e il tasso di altitudine dalle 4 porte della sonda.
@OrganicMarble c'è anche una bella differenza di velocità, quella su Marte misura da 0 a 70 m / s con una risoluzione (non necessariamente precisione) di soli 0,5 m / s, poiché la velocità massima dell'aria dello Shuttle è 110 volte maggiore, è probabile che funzioni su diversi principi.
Enorme differenza anche nella pressione ambiente.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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