뉴 호라이즌스 우주선. 뉴 호라이즌스 우주선을 이용한 명왕성 탐사. 열 조건 보장

어제 가장 많이 화제가 된 주제 중 하나는 뉴 호라이즌스 임무의 첫 번째 부분인 명왕성 탐사, 9년에 걸친 30억 마일의 성간 여행의 완료였습니다.

« 종이"왜 반대편에서 이벤트가 일어나는지 알아냈어 태양계인류에게 너무나 중요합니다.

명왕성. 뉴 호라이즌스가 찍은 사진

뉴 호라이즌스는 처음으로 명왕성의 모습을 세상에 보여주었습니다.

자동 관측소를 명왕성으로 비행하고 난쟁이 행성의 첫 사진을 지구로 전송하기 전에 인류는 그것을 본 적이 없었습니다. 2010년에 촬영된 이미지 허블 망원경, 명왕성은 황회색 흐림처럼 보였습니다. Horizons는 2015년 7월 14일 아침에 행성의 첫 번째 선명한 이미지를 지구로 전송했습니다. VKontakte 커뮤니티에서 AstroAlert명왕성과 그 위성인 카론의 사진은 컬러로 제작되었습니다(물론 정확한 데이터보다는 상상력에 더 기반을 두고 있음).

이 임무는 NASA 센터뿐만 아니라 러시아 출판물을 포함한 모든 주요 언론 매체에서 자동 스테이션 "New Horizons"의 움직임에 대해 자세히 설명했습니다. 뉴 호라이즌스의 위치를 ​​실시간으로 모니터링할 수 있는 프로젝트도 있습니다. 사이트 관리자 Igor Tirsky는 다음과 같이 말했습니다. 종이» 글로벌 우주 탐사 규모에 있어서 임무의 중요성에 대해 설명합니다.

뉴 호라이즌스 임무는 마리아나 해구의 해저나 콜라 깊은 우물의 암석을 연구하는 것만큼 과학 발전에 중요합니다. 이 모든 것이 정말 흥미롭습니다. 그러한 정보는 말로 설명할 수 없으며 엄격하게 제공할 수 없습니다. 실용적인 의미. 그러나 이것은 지금으로서는 답이 어디서 나올지 결코 알 수 없습니다. 나는 가능한 모든 방법으로 우리를 둘러싼 모든 것을 연구해야 한다고 확신합니다. 사람들이 태양계 주변에 무엇이 있는지 아는 것이 중요하기 때문에 우리가 아직 가보지 못한 구석에 대한 아이디어를 갖는 것이 중요합니다. 뉴 호라이즌스는 태양계 외곽을 조사하고 우리에게 가장 가까운 우주체가 어떻게 형성되었는지 이해하는 데 도움이 되는 비교적 저렴하지만 매우 중요한 임무입니다.

명왕성은 우리가 새로운 사진을 보게 될 마지막 행성일지도 모릅니다.

명왕성을 행성으로 보아야 하는지 아닌지에 대한 논쟁은 꽤 오랫동안 계속되어 왔고, 마침내 천체가 왜소행성으로 인식되었다.

그럼에도 불구하고 뉴 호라이즌스 임무는 우리가 이전에 가지고 있지 않았던 태양계의 마지막 행성의 사진을 제공했습니다. New York Times는 Reaching Pluto, and the End of an Era of Planetary Exploration이라는 제목의 슬픈 기사를 게재했습니다. 아마도 명왕성으로의 비행은 앞으로 수년 동안 우리 태양계에서 행성 발견 시대의 종말을 의미할 것입니다.

명왕성으로의 비행은 엄청난 기술적 성과입니다

뉴 호라이즌스 관측소는 9년 동안 명왕성까지 비행하여 수십억 킬로미터를 여행했습니다. 대기권 밖. 이 기간 동안 통제 센터는 관측소를 거의 잃을 뻔했고, 탐사선이 잔해 구름을 지나도록 안내하고 관측소가 우주체에 접근하는 궤적을 계산하여 탐사선에 추가 가속도를 제공하기 위해 목성 궤도를 따라 "수평선"을 그렸습니다. .

뉴 호라이즌스 스테이션의 비행 궤적

명왕성 표면의 데이터를 통해 과학자들은 지구의 역사를 더 잘 이해할 수 있습니다.

오늘날 이용 가능한 데이터를 바탕으로 과학자들은 명왕성이 우리 행성보다 훨씬 일찍 형성되었으며 태양계 가장자리에 도달하기 전에 지구와 동일한 "발달"주기를 모두 거쳤다고 믿습니다.

뉴 호라이즌스 임무의 목표는 명왕성과 카론의 지도를 작성하고, 우주체의 지질학과 형태를 연구하고, 명왕성의 중립 대기와 그 소멸 속도를 연구하는 것입니다. 환경, 카론의 대기를 찾으려는 시도, 우주체의 온도 지도 생성 등. 과학자들이 위성에서 수집할 이 데이터와 기타 데이터는 그들이 지구의 역사를 더 잘 연구하는 데 도움이 될 것입니다.

이제 뉴 호라이즌스는 태양계의 "잔류 물질"로 형성된 대규모 소행성 클러스터인 카이퍼 벨트를 향해 이동하고 있습니다. 과학자들은 탐사선이 약 20년 동안 데이터를 전송할 것이라고 가정합니다.

과학

그 전날, 뉴 호라이즌스(New Horizons) 우주선은 명왕성을 최초로 비행하여 이 왜행성과 그 위성들로부터 데이터를 수집했습니다.

우주에서 9.5년 이상을 보낸 후, 장치는 표면에서 12,500km 떨어진 명왕성에 가장 가까이 접근했습니다.

이 사건은 인류가 명왕성을 처음 방문한 순간으로 역사에 영원히 남을 것입니다. 다음은 몇 가지입니다. 흥미로운 사실뉴호라이즌스호의 명왕성 탐사에 대해.

우주선 "뉴 호라이즌스"

1. 뉴 호라이즌스는 지금까지 발사된 우주선 중 가장 빠른 우주선입니다.

2006년에 Atlas 5 로켓은 New Horizons를 우주로 발사했습니다. 세 번째 분리 단계에서 장치는 초당 16km의 속도로 이동했습니다. 이 속도를 관점에서 보면, 아폴로 우주비행사가 달에 도착하는 데 3일이 걸렸지만 뉴 호라이즌스는 같은 거리를 9시간 만에 달렸을 것입니다.

2. 뉴 호라이즌스가 발사되었을 때 명왕성은 여전히 ​​행성이었습니다.

우주선이 발사되었을 때 과학자들은 이미 의구심을 표명하고 있었습니다. 명왕성의 행성으로서의 지위. 이는 2005년에 발견된 명왕성, 에리스와 비슷한 크기의 물체가 발견되면서 촉발되었습니다.

과학자들은 에리스가 10번째 행성이 ​​될지, 아니면 "행성"이라는 용어의 정의를 바꿔야 할지 결정해야 했습니다.

결국 명왕성은 뉴호라이즌스가 발사된 지 8개월 만에 행성 기밀 해제됐다.

3. 목성의 중력은 탐사선에 새총 효과를 주었습니다.

중력 기동행성 근처를 비행하는 우주선이 마치 거대한 새총을 들고 발사되는 것처럼 행성의 중력을 이용해 속도나 방향을 바꾸는 것을 의미합니다.

목성의 중력이 뉴 호라이즌스를 발사하여 속도를 시속 83,700km. 목성계를 통과한 이 장치는 처음으로 목성의 극 근처에서 번개와 같은 현상을 포착했습니다.

4. 배에는 명왕성을 발견한 사람의 유골이 있습니다.

1930년 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh) - 로웰 천문대의 미국 천문학자는 나중에 명왕성이라고 명명된 행성을 발견했습니다. 톰보는 1997년에 사망했으며 그의 유골 중 일부는 뉴호라이즌스호에 실려 있습니다. 그의 마지막 소원은 그의 유골을 우주로 보내는 것이었다.

우주선이 카이퍼 벨트를 넘어갈 때, 천문학자의 유골이 가장 먼저 태양계를 횡단하게 될 것입니다. 또한 프로브 보드에는 다음과 같은 CD가 있습니다. 434,000명의 이름'명왕성에 당신의 이름을 보내세요' 캠페인에 참여한 입니다.

뉴 호라이즌스에서 찍은 명왕성의 사진

5. 과학자들은 명왕성을 "경이로운 과학 세계"라고 생각합니다.

NASA의 뉴호라이즌스 임무를 관리하는 존스 홉킨스 대학교 과학자 팀은 명왕성계를 "경이로운 과학적 세계"라고 묘사합니다.

탐사선은 지질학과 형태를 매핑하고 대기와 날씨를 분석하는 것 외에도 명왕성의 가장 큰 달인 카론도 탐사할 예정입니다. 이 두 천체같은 무게중심을 중심으로 회전하는 것은 태양계의 유일한 이진계. 처음으로 우리는 "얼음 왜성"으로 알려진 이 새로운 종류의 행성을 연구할 수 있게 될 것입니다.

6. 전체 임무는 100와트 전구보다 적은 에너지를 사용했습니다.

이 우주선은 방사성동위원소 열전발전기(RTG)는 일종의 플루토늄 발전소입니다.

보온병과 마찬가지로 이 장치는 프로브의 전자 장치에서 발생하는 열을 가두어 안정적인 온도를 유지하기 위해 열 보호 코팅으로 포장되어 있습니다. RTG는 제트 추진력을 제공하지 않으며, 탐사선은 발사 시 생성되는 속도와 목성의 중력의 도움으로 비행합니다.

7. 데이터는 2kbit/sec의 속도로 지구로 전송됩니다.

우주선은 거대한 안테나를 사용하여 통신합니다. 심우주 통신 네트워크 NASA. 그렇지 않아요 간단한 작업: 폭이 0.3도에 불과한 광선이 명왕성과 그 너머에서 지구에 도달해야 합니다. 데이터가 우주선에 도달하는 데는 4시간이 걸리며, 비행이 끝나면 더 많은 데이터가 필요합니다. 모든 데이터를 지구로 보내는 데 16개월.

2015년 뉴호라이즌스의 명왕성 탐사선

8. 오류가 발생할 여지가 거의 없습니다.

뉴호라이즌스는 약 48억km의 거리를 시속 약 50,000km의 속도로 이동했습니다. 궤도 역학으로 인해 100초만 옆으로 벗어나면 필요한 모든 과학적 데이터를 수집할 수 없습니다. 생각해 보세요. 9.5년간의 비행을 지울 수 있는 작은 편차입니다.

9. 새로운 위성은 새로운 위험을 초래할 수 있습니다.

2011년 뉴 호라이즌스는 명왕성을 공전하는 두 번째 달을 발견했습니다. 케르버, 그리고 3년 후 - 삼도천. 이것은 흥미롭고 충격적인 발견이었습니다.

이들 위성은 우주선에 떨어질 수 있는 행성 충돌로 인한 잔해를 담을 만큼 질량과 중력이 충분하지 않습니다. 그러나 잔해가 위험할 정도로 클 필요는 없습니다. 쌀알 크기의 입자라도 프로브가 매우 빠른 속도로 움직이기 때문에 프로브에 재앙이 될 수 있습니다.

10. 뉴 호라이즌스 임무는 명왕성에서 끝나지 않습니다.

우주선이 명왕성을 통과하면 명왕성으로 여행을 계속할 수 있는 충분한 에너지를 갖게 됩니다. 카이퍼 벨트- 해왕성 너머 궤도를 도는 얼음 덩어리와 신비한 작은 물체로 이루어진 거대한 지역입니다.

이 물체는 명왕성과 유사한 행성의 구성 요소입니다. 뉴 호라이즌스는 명왕성 너머로 10억 킬로미터 이상을 여행해야 합니다.

우주 시대 역사상 처음으로(그리고 유일한 시간) NASA는 발견자에게 행성 외곽을 방문할 수 있는 허가를 요청했습니다. 허가가 주어졌고 이제 우리는 먼 세계의 놀라운 사진을 관찰할 수 있습니다. 이전 행성태양에서 가장 멀리 떨어져 있는 명왕성.

1930년 젊은 시절 명왕성을 발견한 미국의 천문학자 클라이드 톰보는 그 순간 사람들이 언젠가 자신이 발견한 곳으로 우주선을 보낼 수 있을 것이라고는 거의 상상하지 못했습니다. Planet Nine에 대한 임무 아이디어는 발견자가 아직 살아 있던 1990년대 초에 나타났습니다. 그 결과 1992년 86세의 톰보는 연구소로부터 뜻밖의 메시지를 받게 된다. 제트 추진(JPL) NASA는 그에게 명왕성 방문 허가를 요청했습니다. 물론 이 허가는 법적 지위가 없었지만 매우 아름다운 몸짓이었습니다. 태양계의 가장 먼 국경을 발견한 사람에게 바치는 헌사였습니다.

톰보는 그의 행성에 대한 임무가 시작되기 10년도 채 되지 않은 1997년에 사망했습니다. 그러나 그는 아마도 인류 역사상 가장 명망 있고 특이하며 확실히 가장 먼 장례식을 치렀습니다. 그의 유골 중 약 1온스(31g)가 명왕성과 그 너머로 가는 우주선에 안치되었습니다. Tombaugh의 유골과 함께 몇 가지 다른 상징적인 항목이 명왕성으로 보내졌습니다. 최초의 개인 우주선 SpaceShipOne의 스킨의 일부인 "명왕성에 이름 보내기" 이벤트에 참여한 거의 50만 명의 사람들의 이름이 포함된 CD, 그리고 "명왕성"이라는 슬로건이 적힌 1991년 우표. 아직 조사되지 않았습니다."

임무의 해부학

뉴 호라이즌스 임무에 대한 작업은 2000년에 부서 책임자인 Alan Stern의 지휘 하에 본격적으로 시작되었습니다. 우주 연구사우스웨스트 연구소(SwRI)에서 New Horizons의 전신은 Pluto 350 및 Pluto Kuiper Express 프로젝트였으며 후자의 발사는 원래 2000년으로 예정되어 있었고 2012-2013년에 행성에 도달했습니다. 그러나 프로젝트는 운이 좋지 않았습니다. 바로 2000년에 비행 비용이 10억 달러로 추산되어 예산이 삭감되었고 결국 임무가 취소되었습니다. 새 프로젝트매우 짧은 시간에 수행되었습니다. 과학 및 엔지니어링 팀 창설부터 완성된 장치까지 불과 5년이 지났습니다. 2005-2006년 겨울까지 조립되고 단열된 탐사선은 이미 Cape Canaveral에 있었고 발사 준비가 되어 있었습니다. .

이 우주선을 보면 한 가지 중요한 세부 사항이 즉시 분명해집니다. 실루엣이 현대 위성과 닮지 않고 태양 전지판이 없다는 것입니다. 명왕성은 햇빛이 거의 없기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 태양에너지 우주선이 보내진 가장 먼 행성은 목성이다. 평면 중 하나에 방향성이 높은 안테나가 있는 삼각형 플랫폼은 모서리 중 하나에서 튀어나온 이상한 원통으로 끝납니다. 방사성동위원소 열전발전기 RTG 입니다. 여기서는 방사성 동위원소의 붕괴열을 변환하여 직접 전기를 생산합니다. 10년 넘게 토성계에서 운용되고 있는 유명한 우주선 카시니(Cassini)와 화성의 큐리오시티 탐사선에도 동일한 전원이 사용됩니다.

RTG 내부에는 11kg의 플루토늄-238이 있습니다. 이것은 이러한 목적에 매우 편리한 동위원소입니다. 붕괴 시 많은 열이 방출되고 이 플루토늄은 보호하기 매우 쉬운 무거운 알파 입자만 방출합니다. 이 동위원소의 가장 큰 단점은 희소성입니다. 이는 무기급 플루토늄 생산의 부산물이었으며 이 공정은 현재 미국과 러시아 모두에서 중단되었습니다. 따라서 뉴 호라이즌스의 플루토늄(및 에너지 매장량)은 카시니보다 3배 적습니다.

9년 반의 여정

Atlas V 발사체에 설치된 러시아 RD-180 엔진은 차량을 Cape Canaveral 발사장에서 멀리 운반했습니다. 뉴 호라이즌스는 발사 당시 가장 빠른 우주선이 되었습니다. 부스터 엔진이 꺼진 후 탐사선의 지구 상대 속도는 16.26km/s, 태양 상대 속도는 45km/s로 나타났습니다. 그러나 이제 태양에 비해 이 장치는 14.5km/s의 속도로 비행하므로 가장 빠른 우주선이라는 타이틀은 17km 이상의 속도로 우리 별에서 멀어지고 있는 유명한 Voyager-1호에게 돌아왔습니다. /에스. 그러나 그러한 속도에서도 명왕성에 도달하는 데는 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 이제 장치의 신호가 지구에 도달하는 데 거의 5시간이 걸립니다.

그 과정에서 뉴 호라이즌스는 지구에서 이동하는 속도뿐만 아니라 달까지의 이동 속도에서도 단 8시간 35분이라는 세계 기록을 세웠습니다. 1년이 조금 지난 후, 이 장치는 목성 근처에서 중력 보조 기동을 수행했습니다. 이때 모든 과학 장비가 테스트되었으며 목성의 놀라운 갈릴리 위성과 태양계에서 가장 큰 행성이 ​​연구되었습니다. 예를 들어, 우리는 Io 위성에서 가장 아름다운 화산 이미지를 얻었습니다. 비행이 시작될 때 New Horizons는 이미지 캡처 시스템을 테스트하기 위해 작은 소행성을 촬영했습니다. 이 장치는 비행 첫해인 2006년 9월에 이미 명왕성의 첫 사진을 찍었습니다. 이미지는 과학적 가치가 없었지만 LORRI 카메라의 기능을 보여주었습니다. 하지만 대부분의전체 비행의 2/3 동안 장치는 "잠자기" 또는 과학적으로 최대 절전 모드에 있었습니다. 1837일은 36일에서 202일 사이의 18개 기간으로 나누어 장치가 통신하지 않고 단순히 비행했습니다. , 에너지 절약.

강등된 행성

2006년 여름, 장치가 이미 목표를 향해 날아가고 있을 때 열띤 논쟁을 불러일으키는 획기적인 사건이 발생했습니다. 사실은 다음 국제천문연맹(IAU) 총회에서 마침내 행성 용어를 정리하기로 결정했다는 것입니다. 실제로 지난 수십 년 동안 해왕성 너머 카이퍼 벨트에서 다양한 물체가 발견되었으며 그 중 일부는 크기가 명왕성과 비슷하거나 더 컸습니다. 그들도 정말로 행성으로 기록되어야 합니까? 천문학자들은 치열한 논쟁 끝에 표현을 바꿔 다음 세 가지 조건을 만족하는 천체만을 행성으로 간주하기로 결정했다. 첫째, 그 자체가 태양을 중심으로 회전합니다. 둘째, 유체 역학적 평형의 영향으로 구형에 가까운 모양을 얻을 만큼 거대합니다. 셋째, 주변 공간에 다른 천체가 없을 정도로 거대합니다.

수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 IAU의 새로운 테스트를 통과했고, 명왕성은 세 번째 조건에서 "차단"되었습니다. 이제는 소행성대의 세레스, 카이퍼 벨트의 하우메아, 마케마케, 에리스처럼 왜소행성으로 간주됩니다. 그러나 이제 “명왕성을 가족에게 돌려보내라!” 운동이 다시 시작되었습니다. 물론 7개의 고전 행성이요.

22시간의 침묵

그러나 임무의 주요 목표물이 손상되었음에도 불구하고 비행은 계속되었습니다. 2015년 1월부터 천문학자들은 다가오는 명왕성을 지속적으로 관찰해 왔습니다. 봄에는 두 가지 중요한 이정표가 통과되었습니다. 3월 12일에 명왕성은 1천문 단위(1AU는 지구에서 태양까지의 거리) 미만이었고, 5월 5일에는 명왕성계와 그 위성의 이미지 해상도가 다음을 사용하여 얻을 수 있는 최대값을 초과했습니다. 허블 망원경. 조금 후에 명왕성의 5개 달(큰 Charon과 매우 작은 Niktas, Hydra, Kerberos 및 Styx)의 움직임을 보여주는 사진과 애니메이션이 게시되었습니다. 이 이미지는 허블 관측에 기초한 계산을 확인했습니다. 카론으로 인한 중력 교란으로 인해 나머지 위성(작은 멜론 모양의 몸체)이 비행 중에 넘어져 불규칙한 궤도로 날아갑니다. 매일 명왕성과 카론이 점점 더 명확하게 보였고 점점 더 많은 세부 사항을 볼 수있었습니다. 모두들 7월 14일이 가장 가까워지는 날을 기다리고 있었는데, 갑자기...

가장 가까운 접근일인 7월 4일 열흘 전, 장치에 탑재된 컴퓨터가 오작동했습니다. 지구 통제 센터와의 통신이 81분 동안 중단되었습니다. 신호가 한 방향으로 4시간 30분 걸리고 응답을 위해 9시간을 모두 기다려야 하는 상황에서 이는 과학자들을 다소 걱정하게 만들었습니다. 그러나 우리는 그 문제를 스스로 해결했습니다. 컴퓨터 시스템장치 및 화해 준비가 계속되었습니다.

그리고 2015년 7월 14일 “행성 X의 X일”이 왔습니다. 이 날은 모든 천문학자들이 9년 이상 기다려온 날입니다. 이 장치는 최초로 명왕성 표면의 상세한 이미지를 지구로 전송했고... 이번에는 22시간 동안 침묵했습니다. 그러나 이것은 주요 과학 임무 기간 동안 계획된 침묵이었고 지구와의 무선 통신이 꺼졌습니다. 탐사선은 명왕성계를 표면에서 12,500km 떨어진 곳으로 날아가서 카메라를 배치하고 명왕성의 어두운 면을 촬영해 어두운 원반 주변의 대기 후광을 확인했습니다. 그리고 재미가 시작되었습니다.

1990년대 인터넷의 탄생을 지켜본 사람들은 16,600bps 전화 접속 모뎀을 사용하여 짧은 비디오 파일을 가정용 컴퓨터에 다운로드하는 데 얼마나 오랜 시간이 걸렸는지 기억합니다. 따라서 명왕성에서는 상황이 더욱 악화됩니다. 정보 전송 속도는 거의 1000bit/s에 도달합니다.

그리고 명왕성을 지나는 비행 중에 탐사선은 지구로 전송해야 하는 약 50GB의 과학 정보를 수집했습니다. 이것이 바로 임무의 목표입니다. 이 데이터를 전송하는 데는 2017년 3월까지 거의 2년이 걸립니다. 물론 첫 번째 이미지와 가장 중요한 과학적 데이터는 이미 첫날에 전송되었습니다. 그리고 이제 새로운 이미지의 전송이 두 달 동안 중단되었습니다.

명왕성을 비행하는 동안 탐사선은 지구로 전송해야 하는 약 50GB의 과학 정보를 수집했습니다. 이것이 바로 임무의 목표입니다.

명왕성의 종류

이미 획득한 주요 이미지는 명왕성과 카론의 이미지입니다. 고해상도. 명왕성-카론계는 일반적으로 독특합니다. 이는 태양계에서 유일한 이중 행성입니다. 정확하게 두 배: 카론은 너무 커서 카론과 명왕성은 명왕성 표면 뒤에 위치한 공통 질량 중심을 중심으로 회전합니다. 이것을 더 쉽게 시각화하려면 망치를 돌리는 망치공을 상상해 보십시오. 여기서 운동선수 주위를 회전하는 것은 망치가 아니라 두 사람이 어떤 지점을 중심으로 "춤추는" 것입니다.

명왕성 자신도 천문학자들을 놀라게 했습니다. 첫째, 그것은 트리톤과 매우 유사한 것으로 밝혀졌습니다. 이는 해왕성의 가장 큰 달이 카이퍼 벨트에서 포착되었다는 추측을 확인시켜줍니다. 둘째, 명왕성에 하트가 있을 것이라고는 누구도 예상하지 못했습니다. 그런데 왜소행성을 처음으로 클로즈업한 사진 속 밝은 영역이 보이는 것은 하트 모양이었다. 그러나 조커들은 그 안에 디즈니 개 명왕성의 초상화를 성공적으로 포함시켰습니다.

명왕성의 지도 제작도 시작되었습니다. 명왕성의 가장 큰 두 구조물은 행성 발견자의 이름을 딴 톰보(Tombo)와 최초의 소련 우주선의 이름을 따서 스푸트니크(Sputnik)로 명명되었습니다. 그건 그렇고, 스푸트니크는 명왕성의 주요 놀라움이되었습니다. 며칠 후 그것이 평야가 아니라 움직이는 빙하가있는 빙상이라는 것이 분명해졌습니다. Ralf 장비를 통해 다량의 메탄이 확인되었으며 질소 얼음명왕성에. 자세한 사진은 매끄러운(단 하나의 분화구도 없는) 위성의 북쪽 경계에서 빙하가 어떻게 오래된 분화구로 흘러 들어가는지 명확하게 보여줍니다. 과학자들은 이미 스푸트니크 이미지가 남극 대륙의 위성 이미지와 유사하다는 점을 지적했는데 이는 전혀 예상치 못한 일이었습니다.

먼 세계

명왕성-카론은 태양계에서 유일한 이중 행성이다. 왜소행성의 달인 카론(Charon)은 상당히 거대하기 때문에 명왕성 표면 너머에 있는 공통 질량 중심을 공전합니다. 명왕성의 최초 대규모 이미지를 통해 천문학자들은 이것이 트리톤(해왕성의 달)과 유사하다는 결론을 내릴 수 있었습니다. 이는 트리톤이 카이퍼 벨트의 "원주민" 중 하나라는 확인 중 하나였습니다. 사진을 통해 명왕성의 첫 번째 지도를 만들 수 있었습니다. 두 개의 가장 큰 구조물은 행성 발견자를 기리기 위해 "Tombaugh Plain"으로 명명되었고 최초의 소련 우주선을 기리기 위해 "Sputnik Ice Sheet"로 명명되었습니다. 비행 후 장치가 사진을 찍었습니다. 일식명왕성(오로라의 구조는 명왕성 대기의 구성과 역학을 알려줄 수 있습니다). 그리고 마지막으로 위성 Charon과 훨씬 작은 Nix 및 Hydra의 대규모 이미지가 처음으로 촬영되었습니다.

이 장치는 명왕성의 반대편을 볼 수 있었고 카이퍼 벨트에서 일어나는 일식의 사진을 찍었습니다. 뉴 호라이즌스는 명왕성이 어떻게 태양을 가리는지 사진을 찍고 왜소행성 주위의 대기가 빛나는 것을 볼 수 있었습니다. 오로라의 구조를 바탕으로 명왕성 대기의 구성과 역학에 대한 첫 번째 결론이 이미 도출되고 있습니다.

명왕성의 산도 매우 특이한 것으로 밝혀졌습니다. 높이가 3.5km 이상인 이것은 거의 우랄 산맥이지만 젊고 산 사진에는 작은 분화구가 거의 보이지 않습니다. 봉우리의 고해상도 사진은 이미 지구로 전송되었습니다. 아마도 이것은 단순한 산이 아니라 극저온 화산일 것입니다.

위성에 대한 최초의 데이터도 있습니다. 작은 Nikta(컬러)와 Hydra(흑백)의 이미지가 이미 전송되었습니다. Nikt에는 신비한 붉은 반점이 보이지만 그것이 무엇인지는 아직 명확하지 않습니다. 물론 Charon은 눈에 띄지 않았습니다. 지구로 전송된 최초의 이미지 중 하나는 카론의 지질학적 활동에 대한 수많은 분화구와 흔적, 즉 단층과 어린 산을 명확하게 보여주는 상세한 이미지였습니다. 아마도 성장하는 냉동 화산을 볼 수 있었을 것입니다 (그러나 지금까지는 생명 활동의 흔적이 없었습니다). 거대한 어두운 점초기 사진에서 볼 수 있었던 는 큰 분화구의 충돌 분지와 그다지 유사하지 않은 이상한 움푹 들어간 곳으로 밝혀졌습니다.

먼 목표

향후 2년 동안 이 장치의 임무는 수신된 데이터를 전송하고 아름다운 그림으로 일반 사람들을 기쁘게 하고, 새로운 수수께끼로 과학자들을 기쁘게 하는 것입니다. 그리고 그냥 날아가세요. 사실 이제 New Horizons는 하늘에 던져진 돌입니다. 물론 중요한 변화를 가져올 연료가 없습니다. 장치 팀이 감당할 수 있는 최대 값은 궤적을 최대 1도까지 작은 각도로 벗어나는 것입니다. 그런데 정확히 어디에서 그것을 거부해야 할까요? 그 지역에서 임무가 시작될 때까지 대기권 밖알려진 카이퍼 벨트 물체는 없었습니다. 명왕성으로 모든 것이 끝날까요? 결국, 방사성동위원소 생성기의 에너지는 앞으로 10년 동안 지속될 것입니다. 다행스럽게도 베테랑 천문학 함대인 허블 망원경이 오랫동안 우주에 있었습니다. New Horizons 임무를 위해 특별히 하늘의 원하는 영역에서 적합한 후보를 찾는 작업이 수행되었습니다. 연구원이 명왕성에 도달할 확률이 서로 다른 세 가지 물체를 찾는 것이 가능했습니다.

직경이 약 60km인 Object 2014 MU69(1110113Y)가 가장 성공적인 것으로 보입니다. New Horizons는 100% 확률로 목표에 도달할 것이며 남은 연료의 35%만 기동에 소비합니다. 두 번째 후보는 소행성 2014 PN70(G12000JZ)이었다. 성공적으로 도달할 확률은 97%로 약간 낮으며 거의 ​​모든 연료가 소모되지만 이 목표에는 장점도 있습니다. 이 목표는 첫 번째 개체의 크기가 두 배이므로 과학적 가치가 높아집니다. 처음에는 허블이 발견한 세 번째 물체인 소행성 2014 OS393(e31007AI)도 고려됐지만, 이를 볼 확률은 7%에 불과하다는 것이 분명해졌습니다. 현재는 후보자 명단에서 제외됐다.

과학자들이 약간의 휴식을 취하자마자 목표 선택이 곧 이루어질 것입니다. 이는 곧 우리가 이전에 누구도 본 적이 없는 세계의 사진을 다시 기다리게 될 것임을 의미합니다.

이 이미지들을 종합하면 지구 외부에서 화산이 분출하는 모습을 담은 최초의 비디오를 제작할 수 있었습니다.

뉴 호라이즌스는 명왕성을 발견한 클라이드 톰보의 유골을 운반하고 있습니다.

톰보는 1930년에 이 왜행성을 발견했고, 67년 후 죽어가면서 자신의 재를 우주로 보내달라고 요청했습니다. NASA는 2006년 뉴호라이즌스가 발사되기 전에 그의 유골 몇 개를 뉴호라이즌스호 꼭대기에 놓았습니다. 그의 유해는 그가 발견한 행성을 "방문"했습니다. 그러나 Tombo의 유골은 New Horizons에만 있습니다.

뉴호라이즌스 탐사선은 핵연료를 사용하여 운행됩니다.


뉴 호라이즌스 탐사선은 태양으로부터 너무 멀리 날아가기 때문에 전력을 생산하기 위해 태양 전지판에 의존할 수 없습니다. 대신, 핵 배터리는 플루토늄 원자의 붕괴로 인한 방사선을 전기로 변환하여 엔진과 탑재 장비에 전력을 공급하여 가능한 한 많은 정보를 수집할 수 있습니다.

그런. 예를 들어 NASA는 이들 중 두 개를 생산할 만큼 충분한 플루토늄을 보유하고 있습니다. 그리고 그들은 아직 그것을 생산하지 않을 것입니다.

뉴호라이즌스호에는 7개의 악기가 탑재되어 있으며, 그 중 2개는 1950년대 TV 시리즈의 캐릭터 이름을 따서 명명되었습니다.


7개의 New Horizons 도구 중 5개는 약어로 표시됩니다. 그 중 일부는 PEPSSI(Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) 및 REX(Radio Science Experiment)와 같이 친숙하게 들립니다.

이름에 약어가 없는 두 가지 도구는 Ralph와 Alice입니다. Ralph는 과학자들이 명왕성 표면의 지질학과 구성을 연구하는 데 도움을 주고, Alice는 명왕성의 대기를 연구할 것입니다. Ralph와 Alice(또는 Alice)는 50년대 TV 시리즈 Honeymooners의 두 주인공입니다.

모든 New Horizons 장비는 최소한의 전력 소비로 작동하며 특히 Ralph 카메라는 더욱 그렇습니다.


Ralph 카메라는 제작된 지 10년이 넘었지만 지금까지 만들어진 카메라 중 가장 정교한 카메라 중 하나입니다. 무게는 약 10kg이며 작은 테이블 램프를 작동하는 데 동일한 양의 에너지가 필요합니다.

이 강력한 장비는 명왕성 표면의 특징을 최대 60미터까지 드러낼 수 있습니다.

아주 작은 잔해 조각으로 인해 장치가 파손될 수 있습니다.

뉴 호라이즌스는 현재 시속 50,000km의 속도로 우주를 비행하고 있습니다. 얼음이나 먼지 조각이 우주선에 부딪히면 우주선이 임무 통제소에 데이터를 다시 보내기도 전에 우주선이 파괴될 것입니다.

뉴호라이즌스의 수석 연구원인 앨런 스턴(Alan Stern)은 “우리가 너무 빨리 움직이기 때문에 쌀알 크기의 작은 입자라도 뉴호라이즌스에 치명적일 수 있다”고 말했다.

임무는 명왕성으로 끝나지 않을 것입니다


만약 모든 것이 명왕성과 잘 어울리거나 뉴 호라이즌스에 충분한 연료가 남아 있다면, 탐사선은 카이퍼 벨트에 있는 우리 행성 너머 태양계 지역에 있는 적어도 하나 이상의 물체를 연구하기 위해 날아갈 것입니다.

이 벨트는 우리 태양계 가장자리에 위치하고 있으며 화성과 목성을 분리하는 소행성 벨트보다 20배 더 넓습니다. 천문학자들은 이 곳에 태양계 형성 과정에서 남겨진 천체의 잔해가 저장되어 있을 수 있다고 생각합니다.

우리가 마지막으로 지구를 "처음으로" 본 지 26년이 지났습니다.


마지막으로 이런 일이 일어난 것은 1989년 보이저호가 해왕성을 지나갈 때였습니다. 그 이후로 우리는 새로운 세계를 탐험하지 않았습니다. 현재 명왕성의 비행은 역사적입니다.

TASS-DOSSIER /Inna Klimacheva/. 2015년 7월 14일, 지구에서 온 우주선이 처음으로 명왕성 가까이로 날아갔습니다. 미국의 자동 행성 간 스테이션 New Horizons는 12.5,000km 거리에서 난쟁이 행성에 최대한 가까워졌습니다.

명왕성

이 천체는 미국의 천문학자 클라이드 톰보(1906~1997)에 의해 1930년 2월 18일에 발견되었습니다.

이전에 명왕성은 완전한 태양계 9번째 행성으로 여겨졌으나, 2006년 국제천문회의(International Astronomical Congress)에서는 명왕성을 왜행성으로 선언했습니다.

명왕성은 지구에서 약 57억km 떨어져 있다. 뉴 호라이즌스를 방문하기 전에 과학자들은 허블 망원경(허블, 미국-유럽 공동 프로젝트)을 통해 지구 저궤도에서 촬영한 왜소 행성의 사진만을 마음대로 사용할 수 있었습니다. 그러나 이 사진을 통해 가장 일반적인 표면 세부 사항만 식별할 수 있었습니다.

프로젝트 이력

자동 행성 간 스테이션 New Horizons(영어 "New Horizons")는 존스 홉킨스 대학교 응용 물리학 연구소(미국 메릴랜드 주 볼티모어 존스 홉킨스 대학교)의 미국 항공 우주국(NASA, NASA)의 명령에 의해 만들어졌습니다. .

연구소에서도 진행하고 있습니다 일반 지침뉴호라이즌스 임무. 사우스웨스트는 우주선에 설치된 과학 장비를 담당합니다. 연구소(사우스웨스트 연구소, 텍사스주 샌안토니오).

장치 설계 작업은 1990년대 후반에 시작되었고 건설은 2001년에 시작되었습니다. 2006년 프로젝트 비용은 6억 5천만 달러로 추산되었습니다.

AMS의 특징

• 우주선은 불규칙한 프리즘 모양을 하고 있습니다.
• 크기는 2.2 x 2.7 x 3.2 m입니다. 총질량- 478kg.
• 온보드 컴퓨팅 컴플렉스는 명령 및 데이터 처리라는 두 가지 시스템으로 구성됩니다. 탐색 및 제어. 각각은 복제되어 있으므로 AWS에는 4개의 컴퓨터가 있습니다.
• 추진 시스템에는 히드라진으로 작동하는 14개의 엔진(방향용 12개, 수정용 2개)이 포함되어 있습니다.
• 전원 공급 장치는 이산화플루토늄-238을 사용하는 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)에 의해 제공됩니다(출시 시 러시아에서 구입한 11kg의 방사성 연료가 탑재되어 있었습니다).
• RTG 전력은 240와트이고, 명왕성에 접근할 때는 약 200와트입니다.
• 과학 정보를 저장하기 위해 총 용량이 16GB인 두 개의 플래시 메모리 뱅크(메인 및 백업)가 있습니다.

과학 장비

이 장치에는 7가지 과학 장비가 장착되어 있습니다.

• 자외선 카메라-분광계 Alice("Alice");
• 관찰 카메라 Ralph("Ralph");
• 상세한 장거리 사진 촬영을 위해 설계된 5 마이크로라디안(천문학의 각 분해능 측정 단위) 해상도의 광학 망원경 카메라 LORRI(“Lorri”) 전파 분광계 REX("Rex");
• 입자 분석기 SWAP("스왑");
• 입자 탐지기 PEPSSI("펩시");
• 우주 먼지 탐지기 SDC(SDC).

과학 장비 외에도 우주선에는 천문학자 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)의 유골 일부가 담긴 캡슐과 NASA의 "명왕성에 이름 보내기" 캠페인에 참여한 434,738명의 지구인 이름이 적힌 CD가 들어 있습니다.

발사 및 비행

뉴호라이즌스는 2006년 1월 19일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주센터에서 아틀라스 V 발사체(아틀라스 5)에 의해 발사됐다.

2006년 4월 우주선은 화성 궤도를 통과했고, 2007년 2월 목성 근처에서 중력 보조 기동을 수행했으며, 2008년 6월 토성을 지나 비행했습니다. 2010년 7월에 그는 해왕성과 위성 트리톤을 조사했고, 2011년 3월에는 천왕성 궤도를 통과했으며, 2014년 8월에는 해왕성을 통과했습니다.

2015년 1월부터 2월까지 뉴 호라이즌스는 명왕성과 명왕성의 가장 큰 위성인 카론을 관찰하기 시작했습니다. 4월 초, 1억 1300만km 거리에서 행성에 접근하면서 자동 관측소는 사진을 지구로 전송했습니다. 5월에는 명왕성과 카론의 첫 번째 컬러 이미지인 Hydra, Niktas, Kerberos, Styx 등 위성 사진이 촬영되었습니다(이미지의 낮은 해상도에도 불구하고 색상의 차이를 볼 수 있음). 천체의 표면, 행성의 색 구성표는 베이지-주황색, 위성-회색에 더 가깝습니다.

2015년 7월 4일, 자동 행성 간 스테이션에서 컴퓨터 오류가 발생하여 장치와의 통신이 두절되었습니다. AWS가 안전 모드에 진입하고 데이터 수집을 중지했습니다. 이틀 뒤인 7월 6일 자동역은 정상 가동됐다.

명왕성과의 만남

2015년 7월 14일, 뉴 호라이즌스는 명왕성에 최대한 가깝게 접근했습니다(거리 12.5,000km). 14분 후, 우주선은 카론으로부터의 최소 거리인 28.8,000km에 도달했습니다. 그러나 여행의 주요 목표 달성에 대한 확인 신호는 다음날인 7월 15일에만 지구로부터 수신되었습니다.

왜소행성 근처를 비행하면서 행성간 장치는 9일 동안 관측을 수행했습니다. 그는 명왕성과 카론의 상세한 컬러 사진(2015년 9월 출판)을 최초로 획득했으며 왜소행성의 대기에 대한 연구를 수행했습니다.

이미 알려진 5개의 위성 외에 명왕성의 새로운 위성을 발견하는 것은 불가능했습니다. 모든 관측은 플라이바이 궤적에서 수행되었으므로 명왕성 표면의 일부만 좋은 해상도로 촬영되었습니다. 뉴 호라이즌스는 약 14.5,000km/s의 빠른 속도로 인해 왜소행성의 궤도에 진입할 수 없었습니다.

New Horizons는 수집된 데이터를 2016년 10월부터 12월까지 전송할 예정입니다(이로부터의 신호는 4.5시간 지연되어 지구에 도달함). 2016년 7월까지 우주선이 명왕성 근처를 비행하는 동안 수집한 데이터의 75% 이상이 이미 전송되었습니다.

임무 계속

명왕성을 탐사한 후 뉴 호라이즌스는 왜행성을 포함하는 카이퍼 벨트의 다른 물체로 이동했습니다. 이 벨트는 해왕성 궤도 너머 태양으로부터 50억km 떨어져 있으며 작은 천체로 구성되어 있습니다. 이 이름은 1950년에 해왕성 너머에 작은 천체가 존재한다고 제안한 미국의 천문학자 제라드 카이퍼(Gerard Kuiper)의 이름을 따서 명명되었습니다.

2019년 1월, 우주선은 직경이 약 45km인 작은 소행성 2014 MU69인 또 다른 벨트 물체 가까이로 비행할 것으로 예상됩니다. 카이퍼벨트 천체에 대한 뉴호라이즌스 탐사는 2021년까지 계속될 예정이다.

2016년 7월 13일 기준으로 행성간 자동정류장은 10년 5개월 25일 동안 비행을 해왔다.

뉴호라이즌스의 예상 완공일은 2026년이다.