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Mercury's rotational parameters from MESSENGER image and laser altimeter data: A feasibility study

Stark, Alexander und Oberst, Jürgen und Preusker, Frank und Gwinner, Klaus und Peale, Stanton J. und Margot, Jean-Luc und Phillips, Roger J. und Zuber, Maria T. und Solomon, Sean C. (2015) Mercury's rotational parameters from MESSENGER image and laser altimeter data: A feasibility study. Planetary and Space Science, 117, Seiten 64-72. Elsevier. doi: 10.1016/j.pss.2015.05.006. ISSN 0032-0633.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.pss.2015.05.006

Kurzfassung

A novel method has been developed to determine the rotational parameters of Mercury from data acquired by the MESSENGER spacecraft. We exploit the complementarity of laser altimeter tracks taken at different rotational phases and rigid stereo terrain models to determine a Mercury rotational model. In particular, we solve for the orientation of the spin axis, the rotation rate, and the amplitude of the forced libration. In this paper, we verify the proposed method and carry out an extensive simulation of MESSENGER data acquisition with assumed rotational parameters. To assess the uncertainty in the rotational parameters we use mission-typical assumptions for spacecraft attitude and position knowledge as well as for small-scale terrain morphology. We find that the orientation of the spin axis and the libration amplitude can be recovered with an accuracy of a few arc seconds from three years of MESSENGER orbital observations. The rotation rate can be determined to within 5 arc seconds per year. The method developed here serves as a framework for the ongoing analysis of data from the MESSENGER spacecraft. The rotational parameters of Mercury hold important constraints on the internal structure and evolution of the planet.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/100865/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Mercury's rotational parameters from MESSENGER image and laser altimeter data: A feasibility study
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stark, AlexanderAlexander.Stark (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9110-1138NICHT SPEZIFIZIERT
Oberst, Jürgenjuergen.oberst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Preusker, Frankfrank.preusker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gwinner, Klausklaus.gwinner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peale, Stanton J.Department of Physics, University of California, Santa Barbara, CA 93106, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Margot, Jean-LucDepartment of Earth and Space Sciences, University of California, Los Angeles, CA 90095, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Phillips, Roger J.Planetary Science Directorate, Southwest Research Institute, Boulder, CO 80302, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zuber, Maria T.Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139-4307, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Solomon, Sean C.Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University, Palisades, NY 10964, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Mai 2015
Erschienen in:Planetary and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:117
DOI:10.1016/j.pss.2015.05.006
Seitenbereich:Seiten 64-72
Verlag:Elsevier
ISSN:0032-0633
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mercury Rotation MESSENGER Laser altimetry Stereo photogrammetry Co-registration
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HGF - Programm:Raumfahrt
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DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben BepiColombo (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Stark, Dr. Alexander
Hinterlegt am:07 Jan 2016 08:09
Letzte Änderung:20 Nov 2023 14:17

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