Где сейчас новые горизонты. Новые горизонты Плутона. Большой Обман “завоевания” Космоса. Телеметрия и управление
Зонд «Новые горизонты» - это первый космический аппарат, созданный чтобы достичь Плутона, и научная информация, которую он за свой полет собрал, в конечном счете перепишет наш учебник по этому крошечному ледяному миру, о котором мы знаем так мало.
Миссия «Новых горизонтов» во многом уникальна и даже имеет несколько секретов на борту.
Перед вами 11 любопытных фактов о невероятной миссии на Плутон.
Запуск «Новых горизонтов» стал самым быстрым в истории
19 января 2006 года NASA прицепило космический аппарат «Новые горизонты» на вершину ракеты «Атлас-V» и запустило в космос. Это был самый быстрый запуск в истории - была достигнута скорость свыше 58 000 км/ч. Спустя всего девять часов после запуска аппарат уже достиг Луны. Астронавтам программы «Аполлон» понадобилось три дня, чтобы до нее добраться. Зонд «Новые горизонты» долетел до нее в восемь раз быстрее.
Когда был запущен зонд «Новые горизонты», Плутон был еще планетой
Когда был запущен зонд, ученые уже обеспокоенно шептались о статусе Плутона в числе планет. Это потому, что в 2005 году был обнаружен объект Эрис, размером с Плутон, и астрономам нужно было решить, станет ли Эрис десятой планетой или же проще пересмотреть определение планеты.
В конечном итоге Плутон перестал быть планетой через пять месяцев после запуска «Новых горизонтов».
Несмотря на то, что зонд «Новые горизонты» был создан для Плутона, он заглянул и к Юпитеру
В 2007 году аппарат «Новые горизонты» провел важную встречу с Юпитером. Космическому аппарату была нужна мощная гравитация гигантской планеты, которая ускорила зонд подобно выстрелу из рогатки в направлении Плутона. Этот облет был успешным и разогнал зонд еще на 14 500 км/ч.
Зонд «Новые горизонты» сделал первое видео извержения внеземного вулкана
Один из спутников Юпитера Ио обслуживает более четырех сотен вулканов, что делает его самым геологически активным и сухим объектом в нашей Солнечной системе. Когда зонд «Новые горизонты» приближался к Юпитеру, он сделал серию снимков Ио, которые выявили вулканические всплески на поверхности.
Все вместе, эти снимки позволили создать первое видео извергающегося вулкана за пределами Земли.
«Новые горизонты» везет прах открывателя Плутона Клайда Томбо
Томбо открыл эту карликовую планету в 1930 году, а спустя 67 лет, умирая, попросил отправить свой прах в космос. NASA поместило горсть его праха в верхнюю часть аппарата «Новые горизонты», прежде чем он был запущен в 2006 году. Его останки «посетили» планету, которую он открыл. Однако пепел Томбо - это всего один из ряда секретов на борту «Новых горизонтов».
Зонд «Новые горизонты» работает на ядерном топливе
Зонд «Новые горизонты» летит так далеко от Солнца, что не может рассчитывать на солнечные батареи для генерации энергии. Вместо этого его ядерная батарея преобразует излучение от распада атомов плутония в электричество, питая таким образом его двигатель и инструменты на борту, чтобы он собрал максимум возможной информации.
Такие батареи в дефиците. У NASA, к примеру, осталось плутония на пару таких. И производить пока не собираются.
На борту «Новых горизонтов» семь инструментов, два из них названы в честь героев телесериала 50-х
Пять из семи инструментов «Новых горизонтов» представлены акронимами. Некоторые из них звучат знакомо вроде PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) и REX (Radio Science Experiment).
Два инструмента без акронимов в своих названиях - это Ralph и Alice (Ральф и Алиса). Ральф будет помогать ученым изучать геологию и состав поверхности Плутона, тогда как Алиса займется изучением атмосферы Плутона. Ральф и Алиса (или Элис) - два главных персонажа в телесериале 50-х годов «Молодожены» (Honeymooners).
Все инструменты «Новых горизонтов» работают с минимальным потреблением энергии, особенно камера Ralph
Хотя камера Ralph и была построена больше 10 лет назад, она представляет собой одну из самых хитроумных камер, когда-либо созданных. Она весит порядка 10 килограммов и требует столько же энергии при работе, как небольшая настольная лампа.
Этот мощный инструмент может разглядеть детали поверхности Плутона до 60 метров в поперечнике.
Крошечный обломок мусора может уничтожить аппарат
Сейчас «Новые горизонты» летит через космос на скорости 50 000 км/ч. Если в него попадет кусок льда или пыли, космический аппарат будет уничтожен еще до того, как получит шанс отправить данные назад, в центр управления полетами.
«Даже крошечные частицы размером с рисовое зерно могут быть смертельными для аппарата «Новые горизонты», поскольку движемся мы очень быстро», - говорит Алан Штерн, главный исследователь «Новых горизонтов».
Миссия не закончится Плутоном
Если с Плутоном все пойдет как надо или у «Новых горизонтов» останется достаточно топлива, зонд полетит дальше, чтобы изучить еще хотя бы один объект в регионе Солнечной системы за пределами наших планет в поясе Койпера.
Этот пояс находится на границе нашей Солнечной системы и в 20 раз шире, чем пояс астероидов, который отделяет Марс от Юпитера. Астрономы думают, что он может хранить обломки небесных объектов, оставшихся со времен формирования нашей Солнечной системы.
Прошло 26 лет с тех пор, как мы в последний раз «впервые» взглянули на планету
Последний раз, когда это происходило, было в 1989 году, когда «Вояджер» пролетел мимо Нептуна. С тех пор мы не исследовали новых миров. Нынешний пролет Плутона - исторический.
> Хронология
Ракета-носитель : Атлас V 551 первый этап; Кентавр второй этап; STAR 48B третий этап
Местоположение : Мыс Канаверал, Флорида
Траектория : До Плутона с помощью силы тяжести Юпитера.
Путь
Начало путешествия: Первые 13 месяцев - извлечение космического аппарата и включение приборов, калибровка, небольшая коррекции траектории с помощью маневров и репетиция встречи с Юпитером. Новые горизонты прошел орбиту Марса 7 апреля 2006 года; он также отслеживал небольшой астероид, названный позже "APL", в июне 2006 года.
Юпитер: Ближайший подход произошел 28 февраля 2007 года на скорости 51000 миль в час (около 23 километров в секунду). Новые горизонты летел в 3 -4 раза ближе к Юпитеру, чем космический корабль Кассини, находящийся в пределах 1,4 млн. миль (2,3 миллиона километров) из-за большого размера планеты.
Межпланетный круиз: во время приблизительно 8-летнего путешествия к Плутону, были включены и протестированы все приборы космического аппарата, корректировалась траектории курса и репетировалась встреча с далекой планетой.
Во время круиза, новые горизонты также побывал на орбитах Сатурна (8 июня 2008 г.), Урана (18 марта 2011 года) и Нептуна (25 августа 2014).
Система Плутона
В январе 2015 года, Новые горизонты начал первый из нескольких этапов захода на посадку, который завершится первым крупным облетом Плутона 14 июля 2015 года. В ближайшем подходе, корабль пролетит на расстоянии около 7750 миль (12500 километров) от Плутона и 17,900 миль (28,800 км) от Харона.
За Плутоном: Пояс Койпера
Космический корабль имеет возможность летать за пределами системы Плутона, и исследовать новые объекты Пояса Койпера (ОПК). Он несет дополнительную гидразину топлива для пролета к ОПК; система связи аппарата предназначена для работы даже далеко за орбитой Плутона, а научные приборы могут функционировать в условиях хуже, чем в тусклом солнечном свете на Плутоне.
Таким образом, команде Новые Горизонты пришлось предпринять специальный поиск малых тел в системе КБО, которых корабль мог бы достичь. В начале 2000-х годов, Пояса Койпера не было даже обнаружено. Национальная академия наук направит Новые горизонты лететь к малым ОПК от 20 до 50 километров (около 12 до 30 миль) в поперечнике, которые, скорее всего, примитивные и менее информативны, чем планеты, такие как Плутон.
В 2014 году, используя космический телескоп Хаббл, члены научной команды Новые Горизонты обнаружили в пределах ОПК три объекта - все по 20-55 километров в поперечнике. Возможные даты их пролета ― в конце 2018 или в 2019 году на расстоянии миллиард миль от Плутона.
Летом 2015 года, после облета Плутона, команда Новые Горизонты будет работать с НАСА, чтобы выбрать наилучшего кандидата среди трех. Осенью 2015 года, операторы в оптимальное время запустят двигатели на борту Новые Горизонты, чтобы свести к минимуму топливо, необходимое для достижения выбранной цели и начала путешествия.
Все полеты НАСА стремятся делать больше чем просто разведку их основных целей, поэтому им отправлена просьба о финансировании расширенной миссии. Предложение изучить дополнительно ОПК выдвинется в 2016 году; оно будет оцениваться независимой группой экспертов, чтобы узнать все достоинства такого шага: команда будет анализировать здоровье космического корабля и его инструментов, вклад для науки, который можете сделать в ОПК аппарат Новые Горизонты, стоимость полета и исследований целевой точки в Поясе Койпера, и многое другое.
Если НАСА утвердит такой шаг, Новые Горизонты начнет новую миссию в 2017 году, а его команде даст время на планирование столкновения, которое состоится один-два года позже.
Наука
Накануне космический аппарат "Новые горизонты" совершил первый в истории облет Плутона, собрав данные этой карликовой планеты и ее спутников.
Проведя больше 9,5 лет в космосе, аппарат совершил максимальное сближение с Плутоном, находясь на расстоянии 12 500 км от его поверхности.
Этот событие навсегда останется в истории как момент, когда человечество впервые посетило Плутон. Вот несколько интересных фактов о миссии "Новые горизонты" к Плутону.
Космический корабль "Новые горизонты"
1. "Новые горизонты" - самый быстрый космический аппарат, который когда-либо был запущен.
В 2006 году ракета-носитель "Атлас-5" запустила "Новые горизонты" в космос. На третей стадии отделения, аппарат двигался со скоростью 16 км в секунду. Чтобы лучше представить себе эту скорость: астронавтам "Аполлона" потребовалось 3 дня, чтобы добраться до Луны, а "Новые горизонты" прошел бы то же расстояние за 9 часов.
2. Когда "Новые горизонты" был запущен, Плутон был еще планетой.
Когда был запущен космический аппарат, ученые уже выражали сомнения в отношении статуса Плутона, как планеты . Это было вызвано открытием объекта, похожего с Плутоном размера – Эридой, открытой в 2005 году.
Ученым предстояло решить, станет ли Эрида 10-й планетой, либо нужно внести изменения в определение термина "планета".
В конечном счете, Плутон лишили статуса планеты через 8 месяцев после запуска "Новых горизонтов".
3. Гравитация Юпитера оказала эффект рогатки на зонд.
Гравитационный маневр подразумевает, что космический аппарат, пролетающий возле планеты, пользуется гравитацией планеты, чтобы изменить скорость или направление, как если бы его запустили с помощью огромной рогатки.
Гравитация Юпитера запустила "Новые горизонты", увеличив его скорость до 83 700 км в час . Проходя через юпитерианскую систему, аппарат впервые запечатлел такое явление, как молния возле полюсов Юпитера.
4. На его борту находится прах человека, который открыл Плутон.
В 1930 году Клайд Томбо (Clyde Tombaugh) – американский астроном из Обсерватории Лоуэлл открыл планету, которую впоследствии назвали Плутоном. Томбо умер в 1997 году, и на борту "Новых горизонтов" находится часть его праха. Его последним желанием было отправить его прах в космос.
Когда космический аппарат пройдет за пределы Пояса Койпера, прах астронома станет первым, пересекшим Солнечную систему. Также на борту зонда есть компакт-диск с именами 434 000 людей , которые участвовали в акции "Отправь свое имя на Плутон".
Фото Плутона с "Новых горизонтов"
5. Ученые считают Плутон "научным миром чудес".
Команда ученых из Университета Джона Хопкинса, которые управляют миссией "Новых горизонтов" для НАСА, описывает систему Плутона, как "научный мир чудес".
Кроме отображения геологии и морфологии, анализа атмосферы и погоды, зонд исследует и самый крупный спутник Плутона - Харон. Эти два небесных тела, вращающихся вокруг одного центра гравитации, составляют единственную бинарную систему в Солнечной системе . Впервые мы сможем изучить этот новый планетарный класс известный, как "ледяной карлик"
6. Для всей миссии использовано меньше энергии, чем для лампочки мощностью 100 Ватт.
Этот космический аппарат использует в качестве источника электроэнергии радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) – своего рода электростанцию плутония.
Как и термос, аппарат завернут в термозащитное покрытие, чтобы удерживать тепло, вырабатываемое электроникой зонда, и поддерживать ее стабильную температуру. РИТЭГ не обеспечивает реактивное движение, а зонд летит на скорости, созданной при запуске и с помощью гравитации Юпитера.
7. Данные отправляются на Землю со скоростью 2 кбит/сек.
Космический аппарат использует огромную антенну для связи с Сетью дальней космической связи НАСА. Это не такая простая задача: луч шириной всего 0,3 градуса должен попасть на Землю с Плутона и дальше. Требуется 4 часа, чтобы данные попали на космический аппарат, а когда облет закончится, нужно будет еще 16 месяцев, чтобы отправить все данные на Землю .
Миссия к Плутону "Новые горизонты" 2015
8. Практически нет права на ошибку.
"Новые горизонты" преодолел расстояние почти в 4,8 миллиардов километров, двигаясь со скоростью примерно 50 000 км в час. Если в силу орбитальной механики он отклонится всего на 100 секунд в сторону, он не сможет собрать все нужные научные данные. Задумайтесь: небольшое отклонение, которое может перечеркнуть 9,5 лет полета.
9. Новые спутники могут представлять новые опасности.
В 2011 году "Новые горизонты" открыл второй спутник, вращающийся вокруг Плутона – Кербер , а через год третий – Стикс . Это было волнующим и тревожным открытием.
У этих спутников не достаточно массы и гравитации для удерживания мусора, появляющегося в результате планетарных столкновений, которые могут попасть на космический аппарат. При этом необязательно, чтобы мусор был большим, чтобы представлять опасность. Даже частица размером с рисовое зернышко может стать катастрофической для зонда, так как он двигается с огромной скоростью.
10. Миссия "Новых горизонтов" не останавливается на Плутоне.
Когда космический аппарат пройдет Плутон, у него будет достаточно энергии, чтобы продолжить свой путь до Пояса Койпера – огромной области ледяных тел и загадочных небольших объектов, вращающихся за пределами Нептуна.
Эти объекты являются строительным материалом для Плутона и похожих планет. "Новым горизонтам" предстоит пройти больше миллиарда километров за пределами Плутона.
New Horizons может считаться одной из самых амбициозных миссий НАСА последнего времени. Межпланетарная станции была запущена в январе 2006 года, а через год она оказалась у Юпитера. Гравитационный маневр вокруг планеты-гиганта позволил аппарату ускориться, и в итоге практически за 8 лет New Horizons долетел до Плутона, преодолев расстояние в 32 раза больше, чем от Земли до Солнца. Расстояние это действительно колоссальное, и информация с передающих устройств аппарата поступает очень медленно: где-то 1 килобайт в секунду. По ожиданиям специалистов НАСА, все спектографические, фотографические, изометрические данные о Плутоне и его спутниках, которые скопились на двух бортовых флеш-накопителях, будут передаваться больше года (около 470 дней).
Его размер больше, чем ожидалось
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Из-за его атмосферы (хотя и довольно тонкой) ученые не могли установить точные размеры Плутона. Адекватные данные были получены только при достаточном приближении к планете. New Horizons указал его точный диаметр - 2370 км (для сравнения: это меньше, чем расстояние от Москвы до Омска). Но он оказался явно больше, чем считалось до этого. Открытие тут же взбудоражило сторонников идеи о том, что Плутон должен быть вновь признан полноценной (а не карликовой, какой он считается сейчас) планетой.
Сторонники признания Плутона карликовой планетой в свою очередь утверждали, что он лишь один из многих подобных объектов в поясе Койпера (области, похожей на пояс астероидов, где скопился материал, оставшийся после формирования Солнечной системы) и даже не самый крупный из них - Эрида на тот момент считалась крупнее. Поэтому называть его планетой в полном смысле слова, такой как, например, Меркурий, неуместно. Но всплывший факт о том, что Плутон больше Эриды, вряд ли подорвет аргументацию и даст возможность обжаловать статус. Тем более в поясе Койпера то и дело находятся новые карликовые планеты, и некоторые могут оказаться больше и Плутона, и Эриды. Кроме того, Эрида все же больше Плутона по массе, так как она гораздо плотнее.
Настоящий цвет его поверхности
Фотография: NASA/APL/SWRI
Мало кто понял, что фотографии Плутона, ставшие вирусными в соцсетях, не отражают реалистичные цвета ландшафтов планеты. Цвета на снимках специально усилили с помощью фильтров, чтобы показать разницу в строении поверхности. Это помогло ученым понять химический состав льдов, а также оценить возраст геологических объектов. Все это может в дальнейшем показать ученым, как космическая погода влияла на динамику поверхности.
Какого цвета поверхность Плутона на самом деле? Еще в 2002 году, когда космический телескоп Хаббл сделал снимки далекой планеты, исследователи предположили, что она имеет красно-коричневый цвет. После того как детекторы, установленные на New Horizons, дали более подробные цветные изображения, эти догадки подтвердились. Появились и возможные объяснения: красновато-коричневый цвет, скорее всего, стал результатом химического процесса между молекулами метана в атмосфере Плутона и определенным ультрафиолетовым излучением, испускаемым Солнцем и далекими галактиками. То же самое явление наблюдается на спутнике Сатурна Титане и луне Нептуна Тритоне.
Странное отсутствие кратеров
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
При более детальном рассмотрении первых снимков поверхности особенно удивило исследователей отсутствие кратеров на Плутоне. Известно, что большинство планет Солнечной системы полностью изрыты вмятинами, образовавшимися в результате бомбардировок астероидами. Планеты без кратеров (или с минимальным их количеством) - Земля, Венера и Марс - геологически активны, поэтому образующиеся кратеры закрываются все новыми и новыми слоями породы. Таким образом, ученые предположили, что поверхность Плутона не может быть старше 100 млн лет, что по геологическим меркам (сама планета сформировалась 4,5 миллиарда лет назад) относительно небольшой срок.
Возможная геологическая активность
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Геологическая активность должна чем-то подпитываться. Но что может подогревать Плутон? На многих планетах (включая Землю) происходит медленный процесс распада радиоактивных материалов, которые и обеспечивают теплом недра. Но Плутон слишком мал для того, чтобы вместить достаточно этих материалов. Обычно малые планеты с активной геологией, такие как, например, спутник Юпитера Европа, нагреваются изнутри благодаря феномену приливного ускорения . Планета сжимается и разжимается, как теннисный мячик, то приближаясь, то отдаляясь от более крупных объектов. Но вряд ли это происходит с Плутоном, так как поблизости от него нет никаких крупных планет, способных воздействовать на него.
Альтернативные гипотезы предполагают, что у Плутона может быть подземный океан, который охлаждается, очень и очень медленно выделяя тепло. Также, может быть, поверхность обнаруженного на планете льда является своего рода одеялом, которое замедляет скорость, с которой теряется внутреннее тепло.
Все эти вопросы представляют особенный интерес, так как ответы на них могут быть применимы ко многим другим планетам.
Природа сердца на Плутоне
Фотография: dorkly.com
Камеры New Horizons дали возможность разглядеть на Плутоне пятно в форме огромного сердца. Эта романтическая деталь способствовала вирусному распространению снимка по сетям. Было установлено, что пятно-сердце образовалось в результате мощного столкновения много миллионов лет назад. Вероятно, гигантская впадина заполнена замерзшими газами - азотом, метаном и двуокисью углерода.
Также исследователей очень удивили обширные горные массивы изо льда. Высота некоторых вершин достигает 3 км, а это еще одно указание на возможную геологическую активность.
Необычная атмосфера
Анимация, имитирующая пролет над горами Плутона, которая была создана из фотографий New Horizons
Спектрометр New Horizons смог уловить атомы азота, являвшиеся частью атмосферы Плутона. Причем находились они на расстоянии, превышавшем семь радиусов карликовой планеты, - это намного дальше, чем показывают рассчеты. Никаких других элементов обнаружить не удалось, из этого был сделан вывод, что у Плутона самая чистая азотная атмосфера среди всех планет Солнечной системы.
Исследование частиц также привело к выводу о том, что их «убегание» из атмосферы происходит быстрее, чем предполагалось. Об оттоке части атмосферы было известно и ранее, тот же самый процесс происходил с Землей миллиарды лет назад. Считается, что избавление от лишнего азота способствовало развитию жизни на нашей планете.
Спутники
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Во время пролета New Horizons были собраны данные и детальные изображения пяти лун Плутона, в том числе Харона, крупнейшего из них. До этого объекты представлялись лишь тусклыми точками света.
Харон, считавшийся безликим шаром изо льда, оказался целым миром со скалами, впадинами, глубокими расщелинами (одна из них глубже, чем Большой каньон). Хотя спутник имеет кратеры, их также меньше, чем ожидалось, а значит, есть и шансы на наличие геологической активности. Спутник имеет большое таинственное темное пятно, которое исследователи сочли полной неожиданностью. Вероятно, это кратер, образованный когда-то очень давно, а за долгое время он мог заполниться газами.
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Любопытные подробности стали известны о Никте и Гидре - еще двух из пяти спутников. Никта, напоминающая фруктовую жвачку размерами 42 на 36 км, имеет загадочное красное пятно (по предположениям - кратер), а Гидра по форме похожа на гигантскую серую варежку 55 на 40 км. Фотографии двух остальных спутников, Кербера и Стикса, будут получены только к середине октября.
На этой неделе нас ждет историческое событие - впервые земной аппарат пролетит мимо Плутона. Зонд «Новые Горизонты» днем 14 июля окажется на расстоянии всего 12 500 км от карликовой планеты. Но из-за того, что скорость передачи данных на таких расстояниях составит примерно 1 килобит в секунду, данные с зонда будут передаваться месяцами. Посмотреть на пролет мимо Плутона в режиме онлайн-трансляции не получится, но это не беда. Благодаря сообществу энтузиастов мы можем пролететь мимо Плутона виртуально, в космическом симуляторе Orbiter, и почти самому посмотреть на то, как будет проходить это событие.
Немного матчасти
«Новые Горизонты» в монтажно-испытательном комплексе
Зонд «Новые Горизонты» имеет начальную массу 478 кг, из которых 77 кг занимает топливо (гидразин) и 30 кг - научная аппаратура. В качестве источника электроэнергии используется с 11 кг плутония-238. На момент прибытия к Плутону РИТЭГ вырабатывает примерно 200 Вт мощности. Аппарат закутан в многослойное теплозащитное покрытие (дакрон, майлар, каптон), которое также служит для защиты от микрометеоритов, и обогревается теплом, выделяющимся при работе электроники. Для сброса лишнего тепла во внутренних регионах Солнечной системы предусмотрены жалюзи, а если тепла от электроники окажется недостаточно, то автоматика включит нагреватели. На зонде установлены две антенны низкого усиления (для связи на малой дальности) и по одной антенне среднего и высокого усиления. Двигательная установка состоит из 16 двигателей, объединенных в две группы по 8 для большей надежности. В каждой группе два двигателя тягой 0,5 кг используются для коррекции траектории, а 6 двигателей тягой 80 грамм для ориентации. Бортовой компьютер имеет радиационно-стойкий процессор с частотой 12 МГц и твердотельный накопитель на 8 ГБ. Компьютер и накопитель также дублированы. Для используются два звездных датчика, два солнечных датчика (резерв) и два инерциальных измерительных блока с гироскопами и акселерометрами. Ориентация аппарата в пространстве производится с помощью двигателей, в режиме полета к цели зонд также стабилизируется вращением.
На борту «Новых Горизонтов» установлены семь научных приборов:
- Alice . Спектрометр УФ-диапазона. Его задача - определить параметры атмосферы Плутона. В режиме свечения атмосферы он фиксирует то, что атмосфера излучает в УФ-диапазоне, а в режиме затмения, когда «Новые Горизонты» будут пролетать через тень Плутона, он определит состав атмосферы по спектру поглощения солнечного света. Модификация этого прибора также стоит на зонде «Розетта».
- Ralph . Камера и спектрометр видимого и ИК-диапазонов. Она даст нам черно-белые и цветные снимки поверхности и даже стереоизображения для изучения топографии.
- LORRI . Телескоп видимого диапазона для съемок с большой дальности и получения детальных снимков поверхности. Изначально говорили о разрешении 50 м/пиксель, сейчас называют цифру 100 м, посмотрим, что получится в итоге.
- SWAP . Анализатор солнечного ветра. Самый большой прибор в своем классе из-за удаленности Плутона от Солнца.
- PEPSSI . Спектрометр энергетичных частиц. Дополняет SWAP и отличается от него тем, что может фиксировать частицы гораздо более высоких энергий.
- SDC . Студенческий детектор космической пыли. Фиксирует массу и скорость частиц, с которыми сталкиваются «Новые Горизонты».
- REX . Антенна высокого усиления будет использоваться не только для связи с Землей, но и для зондирования атмосферы Плутона в радиодиапазоне.
Запуск
Подготовка к старту и запуск не обошлись без неприятностей. Осенью 2005 года на мыс Канаверал пришел ураган Вильма, который повредил ускоритель первой ступени обломками ворот монтажно-испытательного комплекса. Ускоритель пришлось менять. Бак горючего первой ступени пришлось дополнительно проверять, потому что аналогичный бак разрушился на испытаниях. Все эти происшествия сдвинули старт с 11 на 17 января. С каждым днем баллистическая ситуация ухудшалась, Земля уходила из района перицентра своей орбиты, и на то, чтобы преодолеть притяжение Земли и Солнца нужно было потратить все больше топлива. Меньше топлива оставалось на разгон, а это удлинняло путь к Плутону. А старт после 2 февраля делал невозможным гравитационный маневр у Юпитера, что задержало бы миссию еще сильнее.
17 января старт не состоялся - помешал сильный ветер. 18 января внезапно обесточился центр управления зондом. 19 января старт пришлось отложить на 52 минуты из-за низкой облачности, но, наконец, в 19:00 UTC «Новые Горизонты» оторвались от земли:
Спустя ~100 секунд отделились боковые ускорители первой ступени, их было целых пять - для запуска использовался самый тяжелый вариант ракеты-носителя «Атлас V». Спустя четыре с половиной минуты отключились российские двигатели РД-180, стоявшие на первой ступени, а спустя десять минут вторая ступень вышла на опорную орбиту. После двадцатиминутной паузы двигатель второй ступени включился вновь, и «Новые Горизонты» достигли скорости 12,4 км/с. Затем пришла очередь твердотопливного разгонного блока Star-48. Связку зонда и разгонного блока раскрутили до 60 оборотов в минуту, и после ~80 секунд работы двигателя «Новые Горизонты» разогнались до 16 км/с относительно Земли, став первым аппаратом, развившим третью космическую скорость сразу с земной орбиты («Пионеры» и «Вояджеры» достигли ее только после гравитационного маневра у Юпитера).
Анимация отделения от разгонного блока и дальнейшего полета
Пролет Юпитера
Спустя всего год, в феврале 2007 года «Новые Горизонты» пролетели мимо Юпитера на расстоянии 2,3 млн. км (примерно 32 диаметра), получив «бесплатные» 4 км/с за счет гравитационного маневра и сократив путь к Плутону на три года. Научные приборы не только проверили в реальном сценарии пролета небесного тела, но и собрали интересные данные. После окончания миссии «Галилео» в 2003 году окрестности Юпитера никто не посещал, а приборы «Новых Горизонтов» были гораздо лучше.
Большое красное пятно глазами Ralph
Анимация вулкана на Ио
Плутон
После Юпитера «Новые Горизонты» годами летели в спящем режиме. Орбиту Сатурна зонд пересек в июне 2008, Урана - в марте 2011. Несмотря на то, что отдельные приборы начали работать раньше, полностью зонд «проснулся» 6 декабря 2014 года. И, начиная с января, мы получаем все более близкие фотографии Плутона и его спутников:
Плутон. Самый свежий снимок от 11 июля
Циклограмма пролета уже известна, ее можно посмотреть, скачав приложение NASA"s Eyes с официального сайта или посмотрев запись на YouTube (лучше разверните на весь экран):
А мы с вами посмотрим на этот пролет в Orbiter. Для этого нам понадобится:
- Аддон «Pluto and Moons»
- Аддон «New Horizons»
- Аддон «New Horizons Pluto Encounter»
Запускаем Orbiter. Нужный нам сценарий так и называется - New Horizons - Pluto Encounter
Привет, Плутон!
Клавиши управления:
Плутон в прицеле:
14 июля:
11:11 UTC, Плутон и Харон крупным планом, до точки максимального сближения меньше часа.
11:32 UTC. Снимут ли «Новые Горизонты» такое фото?
11:50 UTC (14:50 МСК). Точка максимального сближения находится уже с внешней стороны орбиты Плутона, отсюда он будет виден как серп.
12:50 UTC (15:50 МСК). Входим в тень Плутона. Спектрометр Alice будет собирать здесь очень интересные данные.
14:15 UTC (17:15 МСК). Входим в тень Харона.
~20 часов UTC 14 июля. Из окрестностей этой точки «Новые Горизонты» должны послать сигнал «звонок домой», означающий, что все прошло благополучно. На Земле его примут примерно в 4 часа утра по Москве.
Небольшой FAQ
Будет ли онлайн-трансляция с зонда?Нет, не будет. 14 июля зонд будет лететь почти все время в режиме радиомолчания. Это связано с тем, что антенна и научные приборы жестко закреплены на корпусе, и можно либо собирать данные, либо передавать их на Землю. К тому же скорость передачи данных низкая, в районе 1 килобита в секунду. В таком режиме одна фотография LORRI будет передаваться примерно час. Я уж не говорю о том, что антенны Deep Space Network, которые работают с межпланетными станциями, не отданы целиком для нужд «Новых Горизонтов», в Солнечной системе хватает станций, с которыми надо работать, и ЦУП «Новых Горизонтов» счастлив, если получает 8 часов антенного времени в сутки.
А на что тогда ориентироваться, каких событий ждать?
Самое важное событие, о котором будет известно общественности - это «звонок домой» в районе 4 утра по Москве. Он будет означать, что «Новые Горизонты» ни с чем не столкнулись, не ушли в безопасный режим, и не случилось никаких других происшествий.
Когда будут новые уникальные фотографии?
Фото Плутона с участка максимального сближения ожидают получить 15 июля, фото Харона ожидаются 16 числа. Первые цветные фото ожидаются в районе 18 июля. А передача всех собранных данных займет месяцы, ее планируют завершить аж в 2016 году.
Что с «Новыми Горизонтами» будет потом?
После пролета Плутона будут произведены поиски подходящего объекта в поясе Койпера . Специфика траектории означает, что подходящая цель должна быть в очень узком конусе, например, Эрида в качестве цели точно не подходит.
А можно было выйти на орбиту Плутона?
«новые Горизонты» имеют скорость относительно Плутона ~13 км/с. Всего запаса топлива на зонде хватит на изменение скорости на ~500 м/с. А если бы мы проектировали корабль, произвольно меняя соотношение деталей, то торможение на химических двигателях станции массой 478 кг доставило бы на орбиту Плутона примерно 6 килограмм, включая двигатели, которыми бы производилось торможение, и баки, где бы хранилось топливо.
В то же время, теоретически миссия с выходом на орбиту Плутона возможна. Но она потребует:
- Десятилетий на гравитационные маневры или просто более медленное движение (чтобы гасить меньшую относительную скорость у Плутона)
- Использования или связки и ионных двигателей.
- Использования более тяжелой ракеты-носителя для вывода гораздо большей начальной массы на орбиту Земли.
А где сейчас Плутон?
Если после полуночи посмотреть на небо и провести мысленно линию через Денеб и Альтаир, то Плутон будет низко над горизонтом в созвездии Стрельца. Его звездная величина 14, и в любительские телескопы увидеть Плутон не получится.
По тегу другие публикации о виртуальных космических путешествиях.
При подготовке публикации использовались
