Statek kosmiczny Nowe Horyzonty. Eksploracja plutonu przez sondę New Horizons. Zapewnienie reżimu termicznego

Jednym z najczęściej dyskutowanych tematów wczoraj było zakończenie pierwszej części misji stacji międzyplanetarnej „Nowe Horyzonty”: urządzenia do Plutona, które spędziło dziewięć lat w międzygwiezdnej podróży na odległość 3 miliardów mil.

« Papier”dowiedziałem się, dlaczego wydarzenia na drugim końcu Układu Słonecznego są tak ważne dla ludzkości.

Pluton. Zdjęcie zrobione przez New Horizons

New Horizons po raz pierwszy pokazał światu, jak wygląda Pluton

Przed lotem automatycznej stacji do Plutona i przesłaniem na Ziemię pierwszych zdjęć planety karłowatej ludzkość nigdy jej nie widziała. Na zdjęciu wykonanym w 2010 roku przez teleskop Hubble'a Pluton pojawił się jako żółto-szara plama. Horizons przesłał pierwszy wyraźny obraz planety na Ziemię rankiem 14 lipca 2015 r. W społeczności VKontakte AstroAlert zdjęcie Plutona i jego satelity Charona zostało wykonane w kolorze (choć oparte bardziej na wyobraźni niż na dokładnych danych).

Misja była bacznie obserwowana nie tylko w centrum NASA: wszystkie główne media, w tym rosyjskie publikacje, pisały o ruchu automatycznej stacji Nowe Horyzonty. Był nawet projekt, w którym można monitorować położenie Nowych Horyzontów w czasie rzeczywistym. Administrator strony Igor Tirsky powiedział: papier» o znaczeniu misji dla globalnej eksploracji kosmosu.

Misja New Horizons jest równie ważna dla rozwoju nauki, jak badanie dna oceanu w Rowie Mariańskim czy skał Kola Superdeep Borehole. Wszystko to jest cholernie ekscytujące, takich informacji nie da się opisać słowami i nadać im ściśle praktycznego znaczenia. Ale to na razie, nigdy nie wiadomo, skąd nadejdzie odpowiedź. Jestem przekonany, że powinniśmy badać wszystko, co nas otacza, wszystkimi dostępnymi sposobami. Ponieważ ważne jest, aby ludzie wiedzieli, co jest wokół nich, w Układzie Słonecznym, aby mieli pojęcie o tych zakątkach, w których jeszcze nie byliśmy. New Horizons to stosunkowo niedroga, ale bardzo ważna misja, która pomoże nam zajrzeć na obrzeża Układu Słonecznego i zrozumieć, jak powstały najbliższe nam ciała kosmiczne.

Pluton może być ostatnią planetą, której udało się zobaczyć nowe zdjęcia

Spory o to, czy uznać Plutona za planetę, czy nie, toczą się od dawna, aż w końcu ciało niebieskie zostało uznane za planetę karłowatą.

Cokolwiek to było, misja New Horizons umożliwiła uzyskanie fotografii ostatniej planety w Układzie Słonecznym, której wcześniej nie mieliśmy. The New York Times opublikował smutną notatkę zatytułowaną Reaching Pluto, and the End of an Era of Planetary Exploration („Leć na Plutona. Zachód słońca ery eksploracji planet”). Być może lot na Plutona rzeczywiście zakończy erę odkrywania planet w naszym Układzie Słonecznym na wiele lat.

Lot na Plutona to ogromne osiągnięcie technologiczne

Stacja New Horizons latała do Plutona przez dziewięć lat, pokonując miliardy kilometrów w przestrzeni kosmicznej. W tym czasie centrum kontroli prawie straciło stację, zdołało przeprowadzić sondę przez chmury szczątków i obliczyć trajektorię podejścia stacji do ciał kosmicznych, rysując „horyzonty” wzdłuż orbity Jowisza, aby nadać sondzie dodatkowe przyśpieszenie.

Trasa lotu stacji „Nowe Horyzonty”

Dane z powierzchni Plutona pozwolą naukowcom lepiej zrozumieć historię Ziemi

Korzystając z dostępnych dzisiaj danych, naukowcy uważają, że Pluton uformował się znacznie wcześniej niż nasza planeta i przeszedł przez te same cykle „rozwoju” co Ziemia, zanim znalazł się na skraju Układu Słonecznego.

Celem misji New Horizons jest mapowanie Plutona i Charona, badanie geologii i morfologii ciał kosmicznych, badanie neutralnej atmosfery Plutona i tempa jej rozprzestrzeniania się w środowisku, próba znalezienia atmosfery Charona, stworzenie mapy temperatur ciał kosmicznych , i wiele więcej. Te i inne dane, które naukowcy będą zbierać z satelitów, pomogą im lepiej zrozumieć historię naszej planety.

Teraz New Horizons przesuwa się w kierunku pasa Kuipera – dużej gromady asteroid utworzonej z „materiału szczątkowego” Układu Słonecznego. Naukowcy sugerują, że sonda będzie przesyłać dane jeszcze przez około dwadzieścia lat.

Nauka

Wczoraj sonda New Horizons wykonała pierwszy w historii przelot obok Plutona, zbierając dane z planety karłowatej i jej księżyców.

Po spędzeniu ponad 9,5 roku w kosmosie, urządzenie zbliżyło się najbliżej Plutona, znajdując się w odległości 12 500 km od jego powierzchni.

To wydarzenie na zawsze zapisze się w historii jako moment, w którym ludzkość po raz pierwszy odwiedziła Plutona. Oto kilka interesujących faktów na temat misji New Horizons na Plutona.

Statek kosmiczny „Nowe Horyzonty”

1. New Horizons to najszybszy statek kosmiczny, jaki kiedykolwiek wystrzelono.

W 2006 roku rakieta nośna Atlas-5 wystrzeliła w kosmos New Horizons. Na trzecim etapie separacji aparat poruszał się z prędkością 16 km na sekundę. Aby lepiej wyobrazić sobie tę prędkość, astronauci Apollo potrzebowali 3 dni, aby dostać się na Księżyc, podczas gdy sonda New Horizons przebyłaby tę samą odległość w 9 godzin.

2. Kiedy sonda New Horizons została wystrzelona, ​​Pluton był jeszcze planetą.

Kiedy statek kosmiczny został wystrzelony, naukowcy już wyrażali wątpliwości Status Plutona jako planety. Było to spowodowane odkryciem obiektu wielkości Plutona, Eris, odkrytego w 2005 roku.

Naukowcy musieli zdecydować, czy Eris stanie się 10. planetą, czy też należy wprowadzić zmiany w definicji terminu „planeta”.

Ostatecznie Pluton został pozbawiony statusu planety 8 miesięcy po wystrzeleniu sondy New Horizons.

3. Grawitacja Jowisza działała na sondę jak z procy.

Manewr grawitacyjny sugeruje, że statek kosmiczny lecący w pobliżu planety wykorzystuje grawitację planety do zmiany prędkości lub kierunku, tak jakby został wystrzelony z ogromnej procy.

Grawitacja Jowisza uruchomiła New Horizons, zwiększając jego prędkość do 83 700 km na godzinę. Przechodząc przez system Jowisza, urządzenie po raz pierwszy uchwyciło takie zjawisko, jak błyskawica w pobliżu biegunów Jowisza.

4. Na pokładzie znajdują się prochy człowieka, który odkrył Plutona.

w 1930 roku Clyde'a Tombaugha(Clyde Tombaugh) – amerykański astronom z Obserwatorium Lowella odkrył planetę, którą później nazwano Plutonem. Tombo zmarł w 1997 roku, a część jego prochów znajduje się na pokładzie New Horizons. Jego ostatnim życzeniem było wysłanie jego prochów w kosmos.

Kiedy statek kosmiczny przekroczy Pas Kuipera, prochy astronoma jako pierwsze przelecą przez Układ Słoneczny. Również na pokładzie sondy znajduje się płyta CD z nazwiska 434 000 osób którzy brali udział w akcji „Wyślij swoje imię do Plutona”.

Zdjęcie Plutona z New Horizons

5. Naukowcy uważają Plutona za „naukową krainę czarów”.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, którzy zarządzają misją New Horizons dla NASA, opisuje układ Plutona jako „naukową krainę czarów”.

Oprócz wyświetlania geologii i morfologii, analizy atmosfery i pogody, sonda bada również największy księżyc Plutona, Charona. Te dwa ciała niebieskie krążące wokół tego samego środka ciężkości tworzą się jedyny układ podwójny w Układzie Słonecznym. Po raz pierwszy będziemy mogli badać tę nową klasę planetarną, znaną jako „lodowy karzeł”

6. Cała misja zużyła mniej energii niż 100-watowa żarówka.

Ten statek kosmiczny wykorzystuje jako źródło energii elektrycznej radioizotopowy generator termoelektryczny(RTG) to rodzaj elektrowni plutonowej.

Podobnie jak termos, urządzenie jest owinięte osłoną termiczną, która zatrzymuje ciepło wytwarzane przez elektronikę sondy i utrzymuje ją w stabilnej temperaturze. RTG nie zapewnia napędu odrzutowego, a sonda leci z prędkością stworzoną podczas startu i przy pomocy grawitacji Jowisza.

7. Dane są przesyłane na Ziemię z szybkością 2 kb/s.

Statek kosmiczny wykorzystuje ogromną antenę do komunikacji Sieć komunikacyjna głębokiego kosmosu NASA. Nie jest to takie łatwe zadanie: wiązka o szerokości zaledwie 0,3 stopnia powinna trafić w Ziemię z Plutona i dalej. Dotarcie danych do statku kosmicznego zajmuje 4 godziny, a po zakończeniu przelotu zajmie to więcej 16 miesięcy na wysłanie wszystkich danych na Ziemię.

Misja na Plutona „Nowe Horyzonty” 2015

8. Praktycznie nie ma miejsca na błędy.

New Horizons pokonał dystans prawie 4,8 miliarda kilometrów, poruszając się z prędkością około 50 000 kilometrów na godzinę. Jeśli ze względu na mechanikę orbitalną odchyli się tylko o 100 sekund w bok, nie będzie w stanie zebrać wszystkich niezbędnych danych naukowych. Pomyśl o tym: małe odchylenie, które może anulować 9,5 roku lotu.

9. Nowe satelity mogą stwarzać nowe zagrożenia.

W 2011 roku sonda New Horizons odkryła drugiego satelitę krążącego wokół Plutona – Kerberos, a trzeci rok później Styks. To było ekscytujące i niepokojące odkrycie.

Te satelity nie mają wystarczającej masy i grawitacji, aby pomieścić szczątki z kolizji planetarnych, które mogłyby spaść na statek kosmiczny. Jednak nie jest konieczne, aby śmieci były duże, aby były niebezpieczne. Nawet cząsteczka wielkości ziarnka ryżu może mieć katastrofalne skutki dla sondy, ponieważ porusza się ona z ogromną prędkością.

10. Misja New Horizons nie kończy się na Plutonie.

Kiedy statek kosmiczny minie Plutona, będzie miał dość energii, aby kontynuować podróż Pasy Kuipera- rozległy obszar lodowych ciał i tajemniczych małych obiektów krążących poza Neptunem.

Obiekty te są budulcem Plutona i podobnych planet. New Horizons przeleci ponad miliard kilometrów poza Plutonem.

Po raz pierwszy (i jedyny) w historii ery kosmicznej NASA wystąpiła do jej odkrywcy o pozwolenie na zwiedzanie okolic planety. Zgoda została wydana i teraz możemy oglądać niesamowite zdjęcia odległego świata - byłej planety Pluton, najbardziej oddalonej od Słońca.

Amerykański astronom Clyde Tombaugh, który jako młody człowiek odkrył Plutona w 1930 r., nie wyobrażał sobie wtedy, że pewnego dnia ludzie będą mogli wysłać statek kosmiczny na jego nowe odkrycie. Pomysł misji na dziewiątą planetę powstał na początku lat 90., kiedy jeszcze żył jej odkrywca. W rezultacie w 1992 roku 86-letni Tombo otrzymał nieoczekiwaną wiadomość od Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA z prośbą o pozwolenie na wizytę na Plutonie. Oczywiście zezwolenie to nie miało żadnego statusu prawnego, ale był to bardzo piękny gest – hołd dla osoby, która odkryła najdalszą granicę Układu Słonecznego.

Tombo zmarł w 1997 roku, mniej niż dziesięć lat przed rozpoczęciem misji na jego planetę. Otrzymał jednak prawdopodobnie najbardziej prestiżowy, niezwykły iz pewnością najdalszy pogrzeb w historii ludzkości: około uncji (31 g) jego prochów umieszczono w statku kosmicznym, który poleciał na Plutona i dalej. Wraz z prochami Tombo do Plutona trafiło jeszcze kilka symbolicznych przedmiotów: płyta CD z nagranymi nazwiskami prawie pół miliona osób, które wzięły udział w kampanii „Send Your Name to Pluto”, część poszycia pierwszego prywatnego statku kosmicznego SpaceShipOne, oraz znaczek z 1991 roku z hasłem „Pluton . Jeszcze nie zbadane”.

Anatomia misji

Prace nad misją New Horizons tak naprawdę rozpoczęły się w 2000 roku pod kierownictwem Alana Sterna, dyrektora Wydziału Badań Kosmicznych w Southwest Research Institute (SwRI). Prekursorami Nowych Horyzontów były projekty Pluto 350 i Pluto Kuiper Express, ten ostatni miał nawet pierwotnie wystartować w 2000 roku, docierając do planety w latach 2012-2013. Ale projekt nie miał szczęścia - w tym samym roku 2000 budżet został obcięty, ponieważ koszt lotu oszacowano na miliard dolarów, w wyniku czego misja została po prostu anulowana. Nowy projekt został zrealizowany w bardzo krótkim czasie - od stworzenia zespołu naukowo-inżynierskiego do gotowego urządzenia minęło zaledwie pięć lat: do zimy 2005-2006 sonda zmontowana i pokryta izolacją termiczną była już na Przylądku Canaveral, gotowy do startu.

Patrząc na ten statek kosmiczny, od razu rzuca się w oczy jeden ważny szczegół: nie wygląda on z sylwetki na współczesne satelity – nie ma paneli słonecznych. Nie jest to zaskakujące, ponieważ Pluton ma bardzo mało światła słonecznego. Najdalszą planetą, na którą wysłano statek kosmiczny zasilany energią słoneczną, jest Jowisz. Trójkątna platforma z silnie kierunkową anteną na jednej z płaszczyzn zakończona jest dziwnym cylindrem wystającym z jednego z rogów. To RITEG, radioizotopowy generator termoelektryczny. W nim energia elektryczna jest generowana bezpośrednio przez konwersję ciepła rozpadu izotopu promieniotwórczego. To samo źródło zasilania jest wykorzystywane w słynnym statku kosmicznym Cassini, który działa w systemie Saturn od ponad dekady, oraz w łaziku Curiosity.

Wewnątrz RTG znajduje się 11 kg plutonu-238. Jest to bardzo wygodny izotop do takich celów: podczas jego rozpadu uwalnia się dużo ciepła, a ten pluton emituje tylko ciężkie cząstki alfa, przed którymi dość łatwo się chronić. Główną wadą tego izotopu jest jego rzadkość: był produktem ubocznym przy produkcji plutonu do celów zbrojeniowych, a obecnie proces ten został zatrzymany zarówno w USA, jak iw Rosji. Dlatego New Horizons ma trzy razy mniej plutonu (i rezerw energii) niż, powiedzmy, Cassini.

Dziewięć i pół roku podróży

Rosyjskie silniki RD-180, zainstalowane na rakiecie Atlas V, przeniosły urządzenie z kosmodromu na Przylądku Canaveral. New Horizons stał się najszybszym statkiem kosmicznym „na starcie”: po wyłączeniu dopalaczy prędkość sondy względem Ziemi wynosiła 16,26 km / s, a prędkość względem Słońca - 45 km / s. Jednak teraz urządzenie leci z prędkością 14,5 km/s względem Słońca, więc tytuł najszybszego statku kosmicznego powrócił do słynnego Voyagera-1, który oddala się od naszej gwiazdy z prędkością ponad 17 km / S. Ale nawet przy takich prędkościach dotarcie do Plutona zajmie dużo czasu. Teraz sygnał z urządzenia trafia na Ziemię przez prawie pięć godzin.

Po drodze New Horizons ustanowił rekord świata nie tylko w szybkości usuwania z Ziemi, ale także w szybkości podróży na Księżyc: tylko 8 godzin i 35 minut. Nieco ponad rok później urządzenie wykonało manewr grawitacyjny w pobliżu Jowisza. W tym czasie przetestowano wszystkie instrumenty naukowe i zbadano niesamowite satelity Galileusza Jowisza i największą planetę w Układzie Słonecznym. Na przykład udało nam się uzyskać najpiękniejsze zdjęcia wulkanów na księżycu Io. Na początku lotu sondzie New Horizons udało się również sfotografować niewielką asteroidę – w celu przetestowania systemów przechwytywania obrazu. Sonda zdołała wykonać pierwsze zdjęcie Plutona już w pierwszym roku lotu, we wrześniu 2006 roku. Zdjęcie nie miało wartości naukowej, ale pokazało możliwości kamery LORRI. Ale przez większość czasu, przez dwie trzecie całego lotu, urządzenie „spało”, czyli naukowo było w stanie hibernacji – 1837 dni, podzielone na 18 okresów o długości od 36 do 202 dni, urządzenie nie nawiązało kontaktu , ale po prostu leciał oszczędzając energię.

Zdegradowana planeta

Latem 2006 roku, kiedy urządzenie leciało już w kierunku celu, miało miejsce przełomowe wydarzenie, które wywołało gorącą dyskusję. Faktem jest, że kolejne Zgromadzenie Ogólne Międzynarodowej Unii Astronomicznej (IAU) postanowiło wreszcie uporządkować terminologię planetarną. Rzeczywiście, w ciągu ostatnich dziesięcioleci w pasie Kuipera za Neptunem odkryto wiele różnych obiektów, a niektóre z nich były wielkością porównywalną do Plutona, a nawet większe. Czy one również muszą być rejestrowane jako planety? W wyniku intensywnej debaty astronomowie postanowili zmienić sformułowanie i uznać za planetę tylko to ciało, które spełnia trzy poniższe warunki. Po pierwsze, sam krąży wokół Słońca. Po drugie, jest na tyle masywny, że pod działaniem równowagi hydrodynamicznej przybiera kształt zbliżony do kulistego. Po trzecie, jest na tyle masywny, że otaczająca go przestrzeń jest oczyszczona z innych ciał niebieskich.

Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran i Neptun przeszły nowy test IAU, a Pluton „odciął się” od trzeciego warunku. Teraz, podobnie jak Ceres z pasa asteroid, a także Haumea, Makemake i Eris z pasa Kuipera, jest uważana za planetę karłowatą. Jednak teraz ruch „Przywróć Plutona rodzinie!” znów się rozpoczął. Rodzina planet klasycznych, rzecz jasna.

22 godziny ciszy

Jednak pomimo tego, że główny cel misji został trafiony w prawo, lot był kontynuowany. Od stycznia 2015 roku astronomowie nieustannie obserwują zbliżającego się Plutona. Wiosną minęły dwa ważne kamienie milowe. 12 marca przed Plutonem pozostała mniej niż jedna jednostka astronomiczna (1 AU to odległość od Ziemi do Słońca), a 5 maja rozdzielczość zdjęć układu Plutona i jego satelitów przekroczyła maksymalną możliwą do uzyskania wartość za pomocą teleskopu Hubble'a. Nieco później opublikowano zdjęcia i animacje, które pokazują ruch wszystkich pięciu satelitów Plutona - dużego Charona i bardzo małego Nikty, Hydry, Kerberusa i Styksu. Obrazy te potwierdziły obliczenia oparte na obserwacjach z teleskopu Hubble'a: w wyniku zaburzeń grawitacyjnych spowodowanych przez Charona pozostałe satelity (małe ciała w kształcie melonów) spadają w locie i latają po nieregularnych orbitach. Z każdym dniem Pluton i Charon stawały się coraz bardziej widoczne, widać było na nich coraz więcej szczegółów. Wszyscy czekali na dzień największego zbliżenia 14 lipca, gdy nagle...

Dziesięć dni przed datą największego zbliżenia, 4 lipca, komputer pokładowy urządzenia uległ awarii. Komunikacja z centrum kontroli na Ziemi została przerwana na 81 minut. W warunkach, gdy sygnał idzie w jedną stronę przez cztery i pół godziny, a na odpowiedź trzeba czekać całą dziewiątkę, to trochę zaniepokoiło naukowców. Niemniej jednak systemy komputerowe urządzenia same poradziły sobie z awarią, a przygotowania do spotkania trwały.

A potem nadszedł „X dzień dla planety X” – 14 lipca 2015 r., dzień, na który wszyscy astronomowie czekali od ponad dziewięciu lat. Urządzenie przesłało na Ziemię pierwszy szczegółowy obraz powierzchni Plutona... i tym razem zamilkło - na długie 22 godziny. Była to jednak zaplanowana cisza, na czas trwania głównej misji naukowej łączność radiowa z Ziemią została wyłączona. Sonda przeleciała przez system Plutona w odległości 12 500 km od jego powierzchni, zdołała obrócić kamery i sfotografować ciemną stronę Plutona, widząc halo atmosfery wokół ciemnego dysku. I wtedy zaczęło się najciekawsze.

Ci, którzy byli świadkami narodzin Internetu w latach 90., pamiętają, jak długo trwało pobieranie krótkiego pliku wideo za pomocą modemu telefonicznego z szybkością 16 600 bps na komputer domowy. Tak więc na Plutonie sytuacja jest jeszcze gorsza. Szybkość transmisji danych sięga ledwie 1000 bps.

A podczas lotu obok Plutona sonda zebrała około 50 GB informacji naukowych, które trzeba przenieść na Ziemię - taki jest właśnie cel misji. Przekazanie tych danych potrwa… prawie dwa lata, do marca 2017 roku. Oczywiście pierwsze obrazy i najważniejsze dane naukowe zostały przesłane już w pierwszych dniach. A teraz transmisja nowych zdjęć została zawieszona na całe dwa miesiące.

Podczas przelotu obok Plutona sonda zebrała około 50 gigabajtów informacji naukowych, które trzeba przesłać na Ziemię - taki jest właśnie cel misji.

Widoki Plutona

Główne zdjęcia, które już wykonano, to zdjęcia Plutona i Charona w wysokiej rozdzielczości. Układ Pluton-Charon jest ogólnie wyjątkowy - jest jedyną podwójną planetą w Układzie Słonecznym. Jest podwójny: Charon jest tak duży, że oni i Pluton krążą wokół wspólnego środka masy, który znajduje się za powierzchnią Plutona. Aby łatwiej to sobie wyobrazić, wyobraź sobie młotek z wirowanym młotkiem. Tutaj młot nie obraca się wokół atlety, ale obaj „tańczą” wokół pewnego punktu.

Sam Pluton zadziwił astronomów. Po pierwsze, okazało się, że jest bardzo podobny do Trytona: potwierdza to przypuszczenie, że największy satelita Neptuna został przechwycony z pasa Kuipera. Po drugie, nikt nie spodziewał się zobaczyć serca na Plutonie. Jednak jasny obszar na pierwszym dużym zdjęciu planety karłowatej okazał się podobny do symbolu serca. Jednak dowcipnisiom z powodzeniem wpisano do niego portret psa Disneya Plutona.

Rozpoczęła się również kartografia plutońska. Dwie największe formacje na Plutonie zostały nazwane Tombo na cześć odkrywcy planety oraz Sputnik na cześć pierwszego radzieckiego statku kosmicznego. Nawiasem mówiąc, Sputnik stał się główną niespodzianką Plutona – po kilku dniach okazało się, że to nie równina, a pokrywa lodowa z ruchomymi lodowcami. Instrument Ralf potwierdził obecność dużych ilości metanu i lodu azotowego na Plutonie. Szczegółowe zdjęcia wyraźnie pokazują, jak na północnej granicy płaskiego (bez ani jednego krateru!) satelity lodowiec wpływa do starego krateru. Naukowcy zauważyli już, że obrazy ze Sputnika przypominają zdjęcia satelitarne Antarktydy, a to było zupełnie nieoczekiwane.

odległe światy

Pluton-Charon to jedyna podwójna planeta w Układzie Słonecznym. Księżyc planety karłowatej Charona jest dość masywny, więc krążą one wokół wspólnego środka masy, który znajduje się poza powierzchnią Plutona. Pierwsze wielkoskalowe obrazy Plutona pozwoliły astronomom stwierdzić, że jest on podobny do Trytona (satelity Neptuna) - było to jedno z potwierdzeń, że Tryton jest jednym z „tubylców” pasa Kuipera. Fotografie umożliwiły stworzenie pierwszych map Plutona, dwie największe formacje nazwano „Równiną Tombo” na cześć odkrywcy planety oraz „Lód Sputnik” na cześć pierwszego radzieckiego statku kosmicznego. Po przelocie sonda wykonała zdjęcie zaćmienia Słońca przez Plutona (struktura zorzy polarnej może mówić o składzie i dynamice atmosfery Plutona). I wreszcie po raz pierwszy wykonano wielkoskalowe zdjęcia satelitów - Charona, a także znacznie mniejszych Nikta i Hydry.

Urządzenie zdołało zobaczyć drugą stronę Plutona i zrobić zdjęcie zaćmienia Słońca w Pasie Kuipera. New Horizons był w stanie sfotografować, jak Pluton zakrywa Słońce i zobaczyć poświatę atmosfery wokół planety karłowatej. Na podstawie struktury zorzy polarnej wyciągane są już pierwsze wnioski dotyczące składu i dynamiki atmosfery plutońskiej.

Góry na Plutonie były również bardzo niezwykłe. Na wysokości - nie mniej niż 3,5 km - są to prawie Ural, ale są młode, małe kratery prawie nie są widoczne na zdjęciu gór. Zdjęcia szczytów w wysokiej rozdzielczości zostały już przesłane na Ziemię. Być może to nie tylko góry, ale kriowulkany.

Są też pierwsze dane z satelitów - przesłano już zdjęcia malutkiej Nikty (kolor) i Hydry (czarno-biały). Tajemnicza czerwona plama jest widoczna na Niktie, ale nie jest jeszcze jasne, co to jest. Oczywiście Charon też nie pozostał niezauważony. Jednym z pierwszych przesłanych na Ziemię było jego szczegółowe zdjęcie, na którym wyraźnie widać liczne kratery i ślady aktywności geologicznej Charona - uskoki i młode góry. Przypuszczalnie udało się również zobaczyć rosnący kriowulkan (jednak jak dotąd bez śladów żywotnej aktywności). Ogromna ciemna plama, która była widoczna na wczesnych zdjęciach, okazała się dziwnym zagłębieniem, niezbyt podobnym do basenu uderzeniowego dużego krateru.

odległe cele

Przez kolejne dwa lata zadaniem aparatu jest przekazywanie otrzymanych danych i zachwycanie mieszkańców pięknymi zdjęciami, a naukowców nowymi zagadkami. I po prostu latać. Faktem jest, że teraz Nowe Horyzonty to kamień rzucony w niebo. Nie ma paliwa do znaczącej zmiany kursu. Maksymalne, na jakie może sobie pozwolić załoga pojazdu, to odchylenie jego trajektorii o mały kąt, do jednego stopnia. Ale gdzie dokładnie odrzucić? Do czasu rozpoczęcia misji w tym rejonie kosmosu nie był znany ani jeden obiekt pasa Kuipera. Czy wszystko skończy się na Plutonie? W końcu energia generatora radioizotopów wystarczy na kolejne dziesięć lat. Na szczęście weteran teleskopu Hubble'a jest w kosmosie od dłuższego czasu. Specjalnie dla misji New Horizons poszukiwano odpowiednich kandydatów w prawym sektorze nieba. Udało się znaleźć trzy obiekty - z różnym prawdopodobieństwem dotarcia do nich przez odkrywcę Plutona.

Największym sukcesem wydaje się obiekt 2014 MU69 (1110113Y) o średnicy około 60 km - New Horizons dotrze do niego ze 100% prawdopodobieństwem, wydając na manewry zaledwie 35% pozostałego paliwa. Drugim kandydatem była asteroida 2014 PN70 (G12000JZ). Prawdopodobieństwo pomyślnego dotarcia do niego jest nieco mniejsze - 97%, podczas gdy prawie całe paliwo zostanie zużyte, ale ten cel ma swoje plusy: obiekt ten jest dwa razy większy od pierwszego, co zwiększa jego wartość naukową. Początkowo rozważano również trzeci odkryty obiekt Hubble'a, asteroidę 2014 OS393 (e31007AI), ale potem stało się jasne, że prawdopodobieństwo zobaczenia go wynosi tylko 7%. Teraz został skreślony z listy kandydatów.

Wybór celu nastąpi bardzo szybko - jak tylko naukowcy trochę odetchną. Oznacza to, że wkrótce znowu będziemy czekać na zdjęcia świata, jakiego nikt wcześniej nie widział.

Razem te obrazy umożliwiły stworzenie pierwszego filmu wideo z erupcji wulkanu poza Ziemią.

New Horizons zawiera prochy odkrywcy Plutona, Clyde'a Tombaugha

Tombo odkrył tę planetę karłowatą w 1930 roku, a 67 lat później, umierając, poprosił o wysłanie swoich prochów w kosmos. NASA umieściła garść jego prochów na szczycie New Horizons, zanim wystartował w 2006 roku. Jego szczątki „odwiedziły” odkrytą przez siebie planetę. Jednak wszystkie prochy Tombo znajdują się na pokładzie New Horizons.

Sonda New Horizons działa na paliwie jądrowym


Sonda New Horizons leci tak daleko od Słońca, że ​​nie może polegać na panelach słonecznych do generowania energii. Zamiast tego jego bateria jądrowa przekształca promieniowanie z rozpadu atomów plutonu w energię elektryczną, zasilając w ten sposób jego silnik i instrumenty na pokładzie, aby zebrać jak najwięcej informacji.

Taki . Na przykład NASA ma pluton na kilka z nich. I nie zamierzają jeszcze produkować.

Na pokładzie New Horizons znajduje się siedem instrumentów, z których dwa noszą nazwy postaci z serialu telewizyjnego z lat 50. XX wieku.


Pięć z siedmiu instrumentów New Horizons jest reprezentowanych przez akronimy. Niektóre z nich brzmią znajomo, jak PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) i REX (Radio Science Experiment).

Dwa instrumenty bez akronimów w nazwach to Ralph i Alice (Ralph i Alice). Ralph pomoże naukowcom badać geologię i skład powierzchni Plutona, podczas gdy Alice będzie badać atmosferę Plutona. Ralph i Alice (lub Alice) to dwaj główni bohaterowie serialu telewizyjnego Honeymooners z lat 50.

Wszystkie instrumenty New Horizons działają przy minimalnym zużyciu energii, zwłaszcza kamera Ralph


Chociaż aparat Ralph został zbudowany ponad 10 lat temu, jest to jeden z najbardziej pomysłowych aparatów, jakie kiedykolwiek stworzono. Waży około 10 kilogramów i potrzebuje tyle samo energii, co mała lampka stołowa.

To potężne narzędzie może zobaczyć szczegóły powierzchni Plutona do 60 metrów średnicy.

Mały kawałek gruzu może zniszczyć statek

Teraz New Horizons leci w kosmosie z prędkością 50 000 km/h. Jeśli zostanie uderzony kawałkiem lodu lub pyłem, statek kosmiczny zostanie zniszczony, zanim będzie miał szansę wysłać dane z powrotem do kontroli misji.

„Nawet małe cząstki wielkości ziarnka ryżu mogą być śmiertelne dla New Horizons, ponieważ poruszamy się tak szybko” – mówi Alan Stern, główny badacz New Horizons.

Misja nie zakończy się na Plutonie


Jeśli wszystko pójdzie dobrze z Plutonem lub New Horizons ma wystarczającą ilość paliwa, sonda poleci dalej, aby zbadać co najmniej jeszcze jeden obiekt w rejonie Układu Słonecznego poza naszymi planetami w pasie Kuipera.

Pas ten leży na skraju naszego Układu Słonecznego i jest 20 razy szerszy niż pas asteroid, który oddziela Marsa od Jowisza. Astronomowie uważają, że może przechowywać szczątki ciał niebieskich, które pozostały po powstaniu naszego Układu Słonecznego.

Minęło 26 lat, odkąd po raz ostatni spojrzeliśmy na planetę


Ostatni raz zdarzyło się to w 1989 roku, kiedy Voyager przeleciał obok Neptuna. Od tego czasu nie odkrywaliśmy nowych światów. Obecny przelot Plutona jest historyczny.

TASS-DOSIER /Inna Klimacheva/. 14 lipca 2015 roku po raz pierwszy sonda kosmiczna z Ziemi przeleciała blisko Plutona. Amerykańska automatyczna stacja międzyplanetarna New Horizons zbliżyła się jak najbardziej do planety karłowatej w odległości 12,5 tys. Km.

Pluton

To ciało niebieskie zostało odkryte 18 lutego 1930 roku przez amerykańskiego astronoma Clyde'a Tombaugha (1906-1997).

Wcześniej Pluton był uważany za pełnoprawną dziewiątą planetę w Układzie Słonecznym, ale w 2006 roku Międzynarodowy Kongres Astronomiczny uznał go za planetę karłowatą.

Pluton znajduje się około 5,7 miliarda km od Ziemi. Przed wizytą na New Horizons naukowcy mieli tylko zdjęcia planety karłowatej zrobione z orbity bliskiej Ziemi przez teleskop Hubble'a (Hubble; wspólny projekt amerykańsko-europejski). Jednak obrazy te umożliwiły rozróżnienie tylko najbardziej ogólnych szczegółów powierzchni.

Historia projektu

Automatyczna stacja międzyplanetarna New Horizons (z ang. „New Horizons”) została utworzona na zlecenie Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA; NASA) w Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (Uniwersytet Johna Hopkinsa; Baltimore, Maryland, USA) ) ).

Laboratorium zapewnia również ogólne zarządzanie misją New Horizons. Za sprzęt naukowy zainstalowany na statku kosmicznym odpowiada Southwest Research Institute (San Antonio, Teksas).

Prace nad projektem urządzenia rozpoczęto pod koniec lat 90., a tworzenie rozpoczęto w 2001 roku. Koszt projektu w 2006 roku oszacowano na 650 milionów dolarów.

Charakterystyka AMS

• Statek kosmiczny ma kształt nieregularnego graniastosłupa.
• Jego wymiary to 2,2 x 2,7 x 3,2 m, waga całkowita to 478 kg.
• Kompleks komputerów pokładowych składa się z dwóch systemów - dowodzenia i przetwarzania danych; nawigacji i kontroli. Każdy z nich jest zduplikowany, w efekcie na pokładzie AMS znajdują się cztery komputery.
• Układ napędowy obejmuje 14 silników (12 orientacyjnych i dwa korekcyjne) zasilanych hydrazyną.
• Energii dostarcza radioizotopowy generator termoelektryczny (RTG) wykorzystujący dwutlenek plutonu-238 (w momencie startu na pokładzie znajdowało się 11 kg radioaktywnego paliwa zakupionego w Rosji).
• Moc RITEG - 240 watów, przy zbliżaniu się do Plutona - około 200 watów.
• Do przechowywania informacji naukowych przewidziano dwa banki pamięci flash o łącznej pojemności 16 gigabajtów - główny i zapasowy.

sprzęt naukowy

Aparatura jest wyposażona w siedem przyrządów naukowych:

• ultrafioletowa kamera-spektrometr Alice („Alice”);
• kamera geodezyjna Ralph („Ralph”);
• teleskop-kamera optyczna LORRI („Lorri”) o rozdzielczości 5 mikroradianów (jednostka rozdzielczości kątowej w astronomii), przeznaczona do fotografowania szczegółowego i dalekiego zasięgu; spektrometr radiowy REX ("Reks");
• analizator cząstek stałych SWAP („Zamiana”);
• detektor cząstek PEPSSI (Pepssi);
• detektor pyłu kosmicznego SDC („SDC”).

Oprócz sprzętu naukowego na pokładzie AMS znajduje się kapsuła z częścią prochów astronoma Clyde'a Tombaugha, a także płyta CD z nazwiskami 434 738 Ziemian uczestniczących w akcji NASA "Wyślij swoje imię do Plutona".

Start i lot

Sonda New Horizons została wystrzelona 19 stycznia 2006 roku przez rakietę nośną Atlas V („Atlas-5”) z miejsca startu Cape Canaveral (Floryda, USA).

W kwietniu 2006 roku sonda przekroczyła orbitę Marsa, w lutym 2007 roku wykonała manewr grawitacyjny w pobliżu Jowisza, aw czerwcu 2008 roku przeleciała obok Saturna. W lipcu 2010 wykonał zdjęcia Neptuna i jego satelity Trytona, w marcu 2011 przekroczył orbitę Urana, w sierpniu 2014 - Neptuna.

W styczniu i lutym 2015 roku sonda New Horizons rozpoczęła obserwacje Plutona i jego największego księżyca, Charona. Na początku kwietnia, zbliżając się do planety na odległość 113 milionów km, automatyczna stacja przesłała zdjęcia na Ziemię. W maju wykonano zdjęcia jego satelitów – Hydry, Nikty, Kerberos, Styks, w czerwcu – pierwsze kolorowe zdjęcia Plutona i Charona (mimo niskiej rozdzielczości zdjęć udało się zobaczyć różnicę w kolorze powierzchni ciał niebieskich, kolorystyka planety jest bliższa beżowo-pomarańczowej, satelity – szarej).

4 lipca 2015 roku nastąpiła awaria komputera w automatycznej stacji międzyplanetarnej i utracono łączność z urządzeniem. AMS przeszedł w tryb awaryjny i przestał zbierać dane. Dwa dni później, 6 lipca, automat wrócił do normalnej pracy.

Spotkanie z Plutonem

14 lipca 2015 r. New Horizons zbliżył się do Plutona jak najbliżej - na odległość 12,5 tys. km. Po 14 minutach statek kosmiczny znajdował się w minimalnej odległości od Charona - 28,8 tys. Km. Jednak sygnał potwierdzający osiągnięcie głównego celu podróży od niego Ziemia odebrała dopiero następnego dnia – 15 lipca.

Lecąc w pobliżu planety karłowatej, aparat międzyplanetarny prowadził obserwacje przez 9 dni. Jako pierwszy uzyskał szczegółowe kolorowe zdjęcia Plutona i Charona (opublikowane we wrześniu 2015 r.) i zbadał atmosferę planety karłowatej.

Nowych satelitów Plutona, oprócz znanych już pięciu, nie udało się wykryć. Wszystkie obserwacje wykonano z trajektorii przelotu, dzięki czemu tylko część powierzchni Plutona została sfotografowana w dobrej rozdzielczości. New Horizons nie mógł wejść na orbitę planety karłowatej ze względu na jej dużą prędkość - około 14,5 tys. km/s.

Planuje się, że sonda New Horizons będzie transmitować zebrane dane do października - grudnia 2016 r. (sygnały z niej docierają na Ziemię z 4,5-godzinnym opóźnieniem). Do lipca 2016 r. przesłano już ponad 75% danych zebranych przez sondę podczas jej przelotu w pobliżu Plutona.

Kontynuacja misji

Po eksploracji Plutona sonda New Horizons udała się do innych obiektów pasa Kuipera, w tym do planety karłowatej. Pas znajduje się 5 miliardów km od Słońca, poza orbitą Neptuna i składa się z małych ciał niebieskich. Został nazwany na cześć amerykańskiego astronoma Gerarda Kuipera, który w 1950 roku zasugerował istnienie małych ciał poza Neptunem.

Oczekuje się, że w styczniu 2019 roku sonda zbliży się do innego obiektu pasa, małej asteroidy 2014 MU69 o średnicy około 45 km. Eksploracja obiektów pasa Kuipera za pomocą sondy New Horizons potrwa do 2021 roku.

Na dzień 13 lipca 2016 roku automatyczna stacja międzyplanetarna była w locie przez 10 lat, 5 miesięcy i 25 dni.

Przewidywany koniec Nowych Horyzontów - 2026 r