Космическая миссия новые горизонты: Миссия «Новые горизонты» отдалилась от Земли на рекордные 7,5 млрд км

«За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону»

14 июля 2015 года космический аппарат NASA под названием «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона на скорости 50 тысяч километров в час. Полет до места назначения занял у аппарата 9 лет, 5 месяцев и 27 дней. Всего станция преодолела более 4,5 миллиарда километров. Благодаря этой миссии ученые получили качественные снимки Плутона и сделали множество открытий, среди прочего — обнаружили на его поверхности криовулканы и предположили существование подповерхностного океана. Открытия продолжают делать и по сей день. О том, как готовилась эта чрезвычайно сложная и важная миссия, в книге «За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Викторией Краснянской, рассказывают научный руководитель проекта по изучению Плутона «Новые горизонты» Алан Стерн и главный научный сотрудник Планетологического института в Тусоне Дэвид Гринспун. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком о том, как команда миссии готовилась к опасностям, поджидавшим «Новые горизонты» у Плутона.

Пять — это целая толпа

Уже тогда, когда планирование встречи с далекой планетой шло полным ходом, система Плутона показала себя как более сложная и более заселенная, чем кто-либо мог предполагать. После того как в 2005 г. были открыты маленькие спутники Плутона Никта и Гидра, проект «Новые горизонты» обратился за разрешением (и получил его) использовать рабочее время космического телескопа «Хаббл», чтобы предпринять интенсивный поиск еще не известных спутников Плутона. Если в системе найдутся другие объекты для изучения, то важно найти их как можно раньше, чтобы включить наблюдения в сценарий встречи с системой Плутона.

К тому же команда «Новых горизонтов» предполагала, что у Плутона могли оказаться кольца, и об этом тоже важно было узнать заранее для того, чтобы спланировать их изучение во время пролета и избежать столкновения с ними.

На поиск потребовались годы — до июня 2011 г. Но в конце концов астроном-планетолог и непревзойденный охотник за спутниками и кольцами Марк Шоуолтер использовал «Хаббл», чтобы сделать фотографии космического пространства вокруг Плутона с самой длинной выдержкой. Шоуолтер искал тусклые кольца, но на одной из своих фотографий с очень длинной выдержкой нашел маленький, тусклый спутник, который, как оказалось, обращается вокруг Плутона между Никтой и Гидрой, совершая полный оборот за 32 дня. Выяснилось, что система Плутона — это не квартет, а квинтет! Затем, почти год спустя, проводя более тщательный поиск слабых колец, Шоуолтер нашел еще один маленький спутник между Хароном и Никтой. Теперь система Плутона стала секстетом! Оба обнаруженных Шоуолтером спутника были гораздо тусклее Никты и Гидры и, видимо, имели меньшие размеры, что заставило многих членов научной команды предположить, что могут быть спутники еще мельче, которые только и ждут, чтобы «Новые горизонты» нашли их, когда окажутся ближе.

Для Шоуолтера обнаружение двух новых спутников само по себе было волнующим и интересным, но также оно означало бо льшую вероятность находки его неуловимого кольца. Как ученые уже выяснили на опыте планет-гигантов, маленькие спутники могут создать тонкое кольцо, теряя осколки, когда на них налетают другие объекты. Поскольку у маленьких спутников сила притяжения очень невелика, любые отлетающие осколки попадают на орбиту планеты, постепенно образуя кольцо.

Будучи четвертым и пятым спутником Плутона, недавно обнаруженные тела вначале называли просто P₄ и P₅. Но по прошествии некоторого времени Шоуолтер совместно с Аланом и другими членами команды «Новых горизонтов», а также с NASA организовал публичный, с привлечением широкого круга лиц онлайн-поиск идей названий для новых спутников. С помощью общественности, выбирающей названия и голосующей за них, Стикс (богиня подземной реки около царства Плутона) и Кербер (собака, охраняющая подземное царство) стали официальными названиями четвертого и пятого спутников Плутона.

Укус паука

После открытий Шоуолтера в 2011 и 2012 гг. стало ясно, что система Плутона богата спутниками, имеющими орбитальное взаимодействие друг с другом. Вырисовывающаяся картина системы с множеством крошечных тел и, потенциально, с тонкими кольцами вызывала интерес ученых, но она же была кошмаром для команды космического аппарата, так как повышалась вероятность наличия осколков, которые могут попасться на пути «Новых горизонтов» через систему Плутона. Не стоит забывать, что на скорости почти 16 км / с, с которой автоматическая станция будет пролетать мимо Плутона, столкновение с чем-то, что имеет даже меньший размер, чем зерно риса, может стать катастрофой, поскольку этот крошечный осколок ударит аппарат с энергией снаряда орудия большого калибра и немедленно прекратит экспедицию — даже до того, как уникальная информация о Плутоне будет передана на Землю.

Алан провел некоторые ориентировочные расчеты возможной плотности кольца, созданного некими еще не открытыми спутниками. Если его простые прикидки были правильными, то космический аппарат действительно мог попасть в беду у Плутона. Стерн показал свои результаты научной команде, и они привлекли внимание ученых, призвав взглянуть на ситуацию более внимательно, используя тщательное компьютерное моделирование. Все дело было в том, что аппарат летел в неизвестность. Это, разумеется, делало экспедицию такой увлекательной с точки зрения новых научных открытий, но также и означало, что зонд летит к неизведанным опасностям.

Участвующий в коллективной научной работе Генри Троп создал другую модель, и его расчеты подтвердили результаты Алана. Глен Фонтейн вспоминает всеобщую реакцию: «Это до чертиков всех перепугало. Принципиально важное значение имело то, что при проходе через систему аппарат мог получить до 30 ударов, каждый из которых мог оказаться фатальным».

Не окажется ли Плутон, планета, вызывающая их восхищение и так много лет требующая приложения всех сил, в действительности смертельной ловушкой для «Новых горизонтов»? Как однажды Алан емко отметил, обращаясь к команде: «А что, если объект, к которому нас так тянет, в действительности паук черная вдова?»

Итак, все сосредоточились на  попытке определить, может ли система Плутона оказаться потенциально опасной для «Новых горизонтов». Это исследование началось с гораздо более сложного компьютерного моделирования того, какой может быть эта опасность, а затем, по мере приближения космического аппарата к Плутону, перешло в долгий и тщательный поиск колец, спутников или других осколков, обращающихся по орбите планеты.

Член научной команды Джон Спенсер был назначен главой «кампании по оценке опасности» и сделал ее своим любимым детищем. Отчасти Джон получил эту должность, потому что имел большой опыт как в наблюдениях с помощью телескопа, так и в методах получения изображений с помощью космического аппарата.

Джон и Алан составили план поэтапных действий для того, чтобы определить масштабы риска и уменьшить его. В качестве первого шага следовало еще раз тщательно проанализировать все имеющиеся данные, которые могли пролить свет на возможную опасность. Джон вспоминает:

Во-первых, нам нужно было собрать всю информацию, которой мы располагали, чтобы минимизировать риск. Это означало еще более тщательное изучение снимков с «Хаббла », чтобы увидеть, есть ли на них какие-то прямые указания на распределение осколков вокруг Плутона в районе спутников и, если их нет, то предположить, какие границы мы можем определить для них. Затем мы изучали информацию, полученную благодаря покрытию звезд. Для изучения атмосферы планеты планетологи наблюдали прохождение Плутона через множество звезд. Эти звезды также должны были проходить позади любых, даже самых узких колец, которые могли быть в системе. А если эти кольца действительно там были, то при прохождении звезды за ними она должна была стать тусклее. Поэтому мы снова пересмотрели всю совокупность данных по этой теме в поисках каких-либо свидетельств, указывающих на существование тусклых колец.

Примерно в то же время Алан дал команде космического аппарата задание проанализировать, насколько «Новые горизонты» защищены от ударов частиц. Космический аппарат не был беззащитным: он покрыт слоем алюминиевых панелей. Но куда важнее то, что его теплозащитное покрытие, которое закрывает эти панели, включает слои кевларовой брони — того же материала, который используется для изготовления бронежилетов. Это сделано для того, чтобы обезопасить «Новые горизонты» от ударов межпланетных метеороидов по пути через Солнечную систему.

Чтобы оценить, насколько хорошо эти меры защищают «Новые горизонты», в 2012 и 2013 гг. команда космического аппарата, использовав специальную высокоскоростную пушку, обстреливала потоками тел различных типов копии пластин и термоизоляции. Результаты получились обнадеживающие: кевларовая броня во время столкновений оказалась куда более эффективной, чем показывал анализ конструкции. Используя результаты этих исследований, инженеры-механики Лаборатории прикладной физики промоделировали, какова вероятность того, что частицы вещества, достаточно крупные, чтобы пробить кевлар и алюминиевую оболочку аппарата, могут повредить каждый отдельно взятый компонент автоматической станции, каждый прибор, каждую топливную линию, каждую связку кабелей и каждый электронный блок. Из этого они установили, какой именно вред может нанести столкновение и какие оно может причинить разрушения в зависимости от размера и скорости тела. Решение было однозначным: летальный ущерб был вполне реален.

Страховка от аварии

Поскольку возможность причинения летального ущерба рядом с Плутоном стала реальной, Алан хотел, чтобы у команды «Новых горизонтов» было что-то, чтобы продемонстрировать проделанную работу, если космический аппарат пропадет до завершения пролета и не сможет передать собранные при максимальном приближении данные на Землю.

Решением этой задачи стала передача данных на случай аварии. Мысль о ней пришла Алану в голову, когда он вспомнил об образцах, которые астронавт Нил Армстронг собрал «на случай чрезвычайных обстоятельств», едва только ступив на Луну в 1969 г. Тогда разумным было иметь что-то, что могло придать экспедиции «Аполлона-11» научное значение, если бы что-то вдруг пошло не так и Армстронгу и Олдрину пришлось неожиданно прервать свою «лунную прогулку» до того, как будет произведен более полный сбор образцов.

Придерживаясь той же логики, Алан попросил Лесли и ее команду PEP составить список изображений, результатов спектрометрии и других наборов данных, которые можно было бы отправить на Землю на случай аварии, что предстояло сделать за несколько часов до максимального сближения, когда аппарат еще находится достаточно далеко от Плутона, где не существует сколько-нибудь значительной возможности подвергнуться смертельному удару.

Эта аварийная передача данных никоим образом не заменяла основной сбор данных у Плутона и не позволяла экспедиции достичь своих целей, если фатальное столкновение с осколком все-таки произойдет. Но она давала членам команды образец самых лучших данных, полученных до максимального сближения, чтобы ученые и инженеры могли «зализать свои раны» и узнать столько, сколько получится, о Плутоне и его спутниках, даже если вскоре после этой передачи космический аппарат погибнет.

Но бесплатный сыр бывает только в мышеловке, и за аварийную передачу данных пришлось платить. Если направить антенну обратно на Землю, чтобы передать данные на случай катастрофы, то это означает потерю целых четырех часов наблюдений на подходе к Плутону, практически перед особенно важным для науки днем пролета. Некоторые жаловались на это, но научный руководитель экспедиции Алан Стерн имел другое мнение:

Я бы не смог взглянуть в глаза сотрудникам NASA и представителям прессы, если бы мы потеряли «Новые горизонты» и у нас не осталось никакой ценной информации, чтобы показать научную важность пролета. И если авария все-таки произойдет, я также не собирался оставлять свою команду без ничего, чтобы о нас не говорили: они не подумали о том, что шанс на поражение существует. Для такого варианта развития событий мы собрали свои собственные образцы «на случай чрезвычайных обстоятельств».

Таким образом, аварийная передача данных стала частью плана. Как позже оказалось, лучшие фотографии, вошедшие в нее, были так хороши, что украсили заголовки газет и статьи в интернете на следующий день после пролета.

Подробнее читайте:
Стерн А. За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону  / Алан Стерн, Дэвид Гринспун ; Пер. с англ. [Виктории Краснянской] — М.: Альпина нон-фикшн, 2020. — 368 с. + 32. с. вкл.

Вновь изученные данные зонда «Новые горизонты» не на шутку взволновали учёных

20 апреля 2022 года сотрудники астрофизической лаборатории NASA в Техасе обнародовали результаты исследования данных, полученных в 2015 году зондом NASA «Новые горизонты» на Плутоне. Оказалось, что на планете, которая считалась «белой пустошью» без признаков жизни, есть криовулканы. Что это — свидетельство существования инопланетных форм жизни или ошибка в расчётах?

Куда улетели «Вояджеры»

В 1989 году «Вояджер-2» зафиксировал криовулканическую активность на Тритоне, близнеце Плутона. Криовулканы — это вулканы «с точностью до наоборот», то есть вместо расплавленной горной породы они извергают воду, аммиак и метан. При определённых условиях они могут быть причиной образования «первичного бульона», откуда берут начало белковые молекулы.

«Вояджер» — космический зонд. Фото © Wikipedia

Тогда исследователи отметили, что наличие криовулканической активности заставляет пересмотреть очень многое из того, что до этого момента считалось константой. А раз так — на Плутоне может быть жизнь. Но, чтобы подтвердить это, потребовалась новая миссия.

«Облачный звонок»: Что «Вояджеры» нашли на пути к краю Солнечной системы

Фото с «Вояджера»

25 августа 1989 года «Вояджер-2» посетил спутник Тритон, сделав снимки и замеры. Выяснилось, что там очень разреженная атмосфера, а над поверхностью висит метановая дымка. Тогда человечество впервые услышало о криовулканах. Вулканизм — это вообще явление редкое и мало для каких крупных тел Солнечной системы характерное. Ими, к примеру, богаты спутник Сатурна Энцелад, а также спутник Юпитера Ио.

Большое Красное Пятно Юпитера. Фото сделано «Вояджером-1». Фото © Wikipedia

«Вояджер-2» оставил мощный задел на перспективу: на ледяном покрове Тритона зонд разглядел 50 продолговатых тёмных пятен, оказавшихся азотными облаками, бьющими из жерла «ледяного вулкана». Будучи 8 км в высоту, они постепенно растягивались почти в 20 раз. Заинтригованные учёные всерьёз заинтересовались феноменом. Только подробное изучение Плутона могло хоть что-то прояснить. Но продвинуться в этой области у них не было возможности лет 40, пока не запустили «Новые горизонты».

Звонок от Вселенной: Давно покинувшие Солнечную систему «Вояджеры» взбудоражили учёных новыми сигналами

Снимки аппарата «Новые горизонты»

В январе 2006 года автоматическая межпланетная станция (АМС) «Новые горизонты», целью которой стало изучение Плутона, была успешно запущена в дальний сектор Солнечной системы. Стоит отметить, что на ракете «Атлас-5», в обтекателе которой находился аппарат, стояли российские двигатели РД-180. Благодаря этому именно «Новые горизонты» набрали самую большую скорость при пуске за всю историю человечества и смогли добраться в самые тёмные области космического пространства.

Поверхность Плутона: видны горы и равнина. Фото © Wikipedia

В 2015 году, почти через 10 лет после старта, аппарат «Новые горизонты» приблизился к Плутону и сделал с помощью камеры высокого разрешения LORRI подробные снимки его поверхности, а также зафиксировал данные спектрометра ИК-диапазона Ralph, детектора космической пыли VBSDC, анализатора солнечного ветра SWAP. Но собрать данные воедино оказалось непросто — над их расшифровкой учёные работали семь долгих лет.

В апреле 2022-го учёные Юго-Западного исследовательского института в Техасе опубликовали результаты семилетнего исследования — и в научном сообществе разразился страшный скандал. Если верить выводам учёных, вулканические процессы происходят не только на Земле, Ио, Энцеладе и Тритоне, но и на Плутоне, который ранее считался «ледяной пустошью», слишком холодной для жизни и не имеющей, в отличие от Тритона, даже намёка на существование любых форм жизни. Дескать, нет там никакого «углеводородно-аммиачно-водяного живительного бульона». Но не все исследователи оказались готовы это принять.

Последняя информация от «Вояджера»

Иллюстрация выхода космических аппаратов за пределы Солнечной системы. Фото © Wikipedia

Учёные НАСА признаются, что уровень интриги в 2022 году значительно вырос. То ли были недостаточно хорошо изучены данные «Вояджера», то ли аппаратура на «Новых горизонтах» выдаёт искажённую информацию. Либо наука ничего толком не знала о Плутоне и старая парадигма трещит по швам.

Сейчас астрофизики заинтересованы главной особенностью планеты — гигантскими куполами над поверхностью Плутона, высота которых — 7 км, а ширина доходит до 100 км. Не исключено, что это верхняя часть «фабрик» по производству примитивных форм жизни. К тому же с 70-х сильно изменился рельеф Плутона, образовались новые кратеры. Там явно что-то происходит.

Почему Плутон не считают планетой?

Не исключено, что недра Плутона могут скрывать много чего интересного, но для новой миссии нужны колоссальные средства. Отмечалось, что на «Вояджерах» стояла, несмотря на уровень развития техники на тот момент, более мощная система сбора данных, да и передача информации на Землю осуществлялась более эффективно.

Фотография Плутона, полученная «Новыми горизонтами». Фото © Wikipedia

Но теперь «Вояджеры» не спросишь — они слишком далеко. «Вояджер-2» сейчас в 107 астрономических единицах (среднее расстояние до Солнца. — Прим. Лайфа) от Земли и скоро навсегда покинет Солнечную систему. К 2030 году легендарные зонды перейдут в режим радиомаяков, а в 2036-м отправят на Землю последний сигнал.

Закат на Плутоне: видны слои атмосферной дымки. Фото © Wikipedia

«Новые горизонты» сейчас примерно на расстоянии 50 а.е. от Земли, их «космическая одиссея» в активной фазе продолжится до 2026 года, после чего аппарат продолжит космическое путешествие, как продолжают его «Вояджеры». Кстати, в сентябре 2017 года Международный астрономический союз официально назвал один из секторов на Плутоне «Областью «Вояджера».

Очень странные дела: Давно покинувшие Солнечную систему «Вояджеры» внезапно вышли на связь и встревожили учёных новыми данными

«Новые горизонты» незадолго до запуска. Фото © Wikipedia

Смогут ли учёные связаться с «Новыми горизонтами» ещё раз?

Смогут, аппарат ещё в зоне видимости

Не смогут, за много лет в космосе его оборудование повреждено

Лучше пусть расшифруют данные с «Вояджера»

Евгений Самарин

• Статьи
• Вселенная
• Наука и Технологии

Комментариев: 2

Для комментирования авторизуйтесь!

Подробно | Новые горизонты — Исследование Солнечной системы НАСА

Что такое новые горизонты?

Космический корабль НАСА «Новые горизонты» был первым космическим кораблем, исследовавшим Плутон вблизи, пролетев мимо карликовой планеты и ее спутников 14 июля 2015 года. далекий объект, когда-либо исследованный вблизи.

Первые

• Первый космический корабль, исследовавший Плутон и его спутники с близкого расстояния.
• Первый космический корабль, исследовавший второй объект пояса Койпера с близкого расстояния — Аррокот (2014 MU69)

Ключевые даты

19 января 2006 г. : запуск

14 июля 2015 г. : Плутон Флиби

1 января 2019: Аррокот Flyby

3D Модель Nasa’s New Horzons, миссия. к Плутону и поясу Койпера. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD)

› Параметры загрузки

Подробно: Новые горизонты

New Horizons — это миссия НАСА по изучению карликовой планеты Плутон, ее спутников и других объектов в поясе Койпера, регионе Солнечной системы, который простирается примерно от 30 а.е. вблизи орбиты Нептуна до примерно 50 а.е. солнце.

Это была первая миссия в рамках программы НАСА «Новые рубежи» — серии миссий среднего класса, выбранных на конкурсной основе и возглавляемых главными исследователями. (В программу также входят Juno и OSIRIS-REx.)

New Horizons был первым космическим кораблем, который столкнулся с Плутоном, реликтом формирования Солнечной системы. К тому времени, когда он достиг системы Плутона, космический корабль улетел дальше и на более длительный период времени (более девяти лет), чем любой предыдущий космический корабль, когда-либо запущенный.

Конструкция космического корабля восходит к космическим кораблям CONTOUR и TIMED, которые также были построены Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Помимо набора научных инструментов, «Новые горизонты» несет цилиндрический радиоизотопный термоэлектрический генератор (запасной из миссии «Кассини»), который при запуске обеспечивал мощность около 250 Вт (уменьшившись до 200 Вт к моменту встречи с Плутоном).

После выхода на начальную околоземную орбиту на высоте около 105 × 130 миль (167 × 213 километров) разгонный блок «Кентавр» запустился (во второй раз) в течение девяти минут, чтобы вывести полезную нагрузку на эллиптическую орбиту, простирающуюся до пояса астероидов.

Второй запуск твердотопливной ракеты Star 48B разогнал космический корабль до скорости около 36 400 миль в час (58 536 километров в час), что является самой высокой скоростью запуска, достигнутой искусственным объектом относительно Земли. Теперь космический корабль вышел на траекторию к внешним пределам Солнечной системы.

Диспетчеры корректировали курс 28 января, 30 января и 9 марта 2006 г. Через месяц, 7 апреля 2006 г., New Horizons прошел орбиту Марса.

Удачная возможность протестировать некоторые из приборов космического корабля, особенно Ralph (визуальный и инфракрасный датчик и спектрометр), выпала 13 июня 2006 года, когда New Horizons прошел мимо крошечного астероида с именем 132524 APL на расстоянии около 63 300 миль ( 101 867 километров).

Космический корабль пролетел мимо крупнейшей планеты Солнечной системы, Юпитера, для гравитационного маневра 28 февраля 2007 г., максимальное сближение произошло в 05:43:40 UT. Встреча увеличила скорость космического корабля примерно на 9 000 миль в час (14 000 километров в час), сократив его полет к Плутону на три года.

Во время пролета «Новые горизонты» в начале 2007 г. в течение четырех месяцев провели серию подробных наблюдений. Эти наблюдения были предназначены для сбора новых данных об атмосфере Юпитера, системе колец и спутниках (на основе исследований Галилео) и чтобы протестировать инструменты New Horizon.

Несмотря на то, что спутники наблюдались с гораздо большего расстояния, чем Галилео, «Новые горизонты» все же смогли получить впечатляющие снимки Ио (включая извержения на ее поверхности), Европы и Ганимеда.

После столкновения с Юпитером «Новые горизонты» устремились к поясу Койпера, выполнив коррекцию курса 25 сентября 2007 г. в системах миссии, передавая специальные коды, указывающие, что операции были либо номинальными, либо аномальными. Во время гибернации большинство основных систем New Horizons деактивировались и восстанавливались только примерно два месяца в году. Второй, третий и четвертый циклы гибернации были 16 декабря 2008 г., 27 августа 2009 г., и 29 августа 2014 г.

New Horizons прошел полпути к Плутону 25 февраля 2010 г.

Открытие новых спутников Плутона Кербер и Стикс во время миссии усилило опасения, что вокруг может быть мусор или пыль. Плутон. Планировщики миссии разработали два возможных плана на случай непредвиденных обстоятельств на случай увеличения количества мусора по мере приближения космического корабля к Плутону: либо использовать свою антенну, обращенную к приближающимся частицам, в качестве щита, либо лететь ближе к Плутону, где может быть меньше мусора.

900:04 6 декабря 2014 г. наземные диспетчеры в последний раз вывели New Horizons из спящего режима, чтобы начать активное столкновение с Плутоном. В то время сигнал от космического корабля достиг Земли за четыре часа и 25 минут.

Космический корабль начал фазу приближения к Плутону 15 января 2015 г., а его траектория была скорректирована после 93-секундного включения двигателя 10 марта. Двумя днями позже, когда до близкого сближения оставалось около четырех месяцев, New Horizons наконец стал ближе к Плутону, чем Земля к Солнцу.

К 29 апреля 2015 года на фотографиях Плутона стали проявляться отчетливые черты, причем детализация увеличивалась неделя за неделей по мере приближения. Последнее 23-секундное включение двигателя 29 июня 2015 года ускорило New Horizons к цели примерно на 11 дюймов в секунду (27 сантиметров в секунду) и точно настроило его траекторию.

4 июля 2015 года возникло беспокойство, когда New Horizons перешел в безопасный режим из-за временной ошибки в последовательности команд космического корабля. К счастью, к 7 июля космический корабль вернулся к нормальной научной работе.0005

Три дня спустя данные с New Horizons были использованы для окончательного ответа на одну из самых основных загадок о Плутоне: его размер. Ученые миссии пришли к выводу, что Плутон имеет диаметр около 1470 миль (2370 километров), что немного больше, чем предыдущие оценки. Было подтверждено, что его спутник Харон имеет диаметр около 750 миль (1208 километров).

Наконец, в 11:49 по всемирному времени 14 июля 2015 года New Horizons пролетел около 4800 миль (7800 километров) над поверхностью Плутона. Примерно через 13 часов, в 00:53 по всемирному времени 15 июля, 15-минутная серия сообщений о состоянии была получена во время операций миссии в APL Университета Джона Хопкинса (через сеть дальнего космоса НАСА), подтверждающих, что пролет был полностью успешным.

Помимо сбора данных о Плутоне и Хароне (пролет над Хароном находился на расстоянии около 17 900 миль или 28 800 километров), New Horizons также наблюдал за другими спутниками Плутона, Никс, Гидрой, Кербером и Стиксом.

Загрузка всего массива данных, собранных во время сближения с Плутоном и Хароном — около 6,25 гигабайт — заняла более 15 месяцев и была официально завершена в 21:48 UT 25 октября 2016 года. Столь длительный период был необходим, потому что космический корабль находился примерно в 4,5 световых часах от Земли и мог передавать только 1-2 килобита в секунду.

Данные с New Horizons ясно показали, что Плутон и его спутники гораздо сложнее, чем предполагалось, и ученые были особенно удивлены степенью текущей активности на поверхности Плутона. Атмосферная дымка и более низкая, чем предполагалось, скорость выхода из атмосферы вынудили ученых коренным образом пересмотреть более ранние модели системы.

Плутон, по сути, свидетельствует о значительных изменениях атмосферного давления и, возможно, в прошлом на его поверхности находились бегущие или стоячие жидкие летучие вещества. Есть намеки на то, что сегодня у Плутона может быть внутренний океан из воды и льда.

На потрясающих фотографиях запечатлен огромный азотный ледник в форме сердца (названный Sputnik Planitia в честь Спутника-1, первого искусственного спутника Земли) на поверхности. Его ширина составляет около 600 миль (1000 километров), несомненно, это самый большой из известных ледников в Солнечной системе.

Изображение на Хароне показало огромный экваториальный тектонический пояс, что свидетельствует о давно существовавшем водно-ледяном океане.

Осенью 2015 года, после встречи с Плутоном, планировщики миссии начали перенаправлять New Horizons на 1 января 2019 года., пролет MU69 2014 года, объекта пояса Койпера, который находится примерно в 4 миллиардах миль (6,4 миллиарда километров) от Земли. Позднее объект был официально назван Аррокот.

Осенью было выполнено четыре корректировки курса, пятая — 1 февраля 2017 г. Целью встречи было изучение геологии поверхности объекта, измерение температуры поверхности, картографирование поверхности, поиск признаков активности, измерить его массу и обнаружить любые спутники или кольца.

3 апреля 2017 года космический корабль находился на полпути от Плутона к своей новой цели. Вскоре после этого, 10 апреля, New Horizons перешел в режим гибернации, когда большая часть корабля оставалась в обесточенном режиме для «долгого летнего сна», который продлился до 11 сентября 2017 года. В это время бортовой компьютер еженедельно транслировал сигнал маяка. -сигнал статуса обратно на Землю и еще один поток данных раз в месяц о состоянии здоровья и безопасности космического корабля.

В годовщину пролета Плутона и Харона, 14 июля 2017 года, команда New Horizons представила новые подробные карты обоих планетарных тел.

1 января 2019 года New Horizons пролетел мимо Аррокота, самой далекой цели в истории.

Первоначальные изображения намекали на красноватую форму, похожую на снежного человека, но дальнейший анализ изображений, сделанных вблизи ближайшего сближения — «Новые горизонты» находились всего в 2200 милях (3500 километров) — показал, насколько необычной на самом деле является форма КВО.

Общая длина Аррокота от начала до конца составляет около 22 миль (35 километров). Это около 12 миль (20 километров) в ширину и 6 миль (10 километров) в толщину. Было обнаружено, что большая доля является «чечевицеобразной», что означает, что она уплощена и имеет форму двух линз, расположенных спиной к спине. Он имеет размеры примерно 14 × 12 × 4 мили (22 × 20 × 7 километров). Меньшая доля более округлая и имеет размеры примерно 9 × 9 × 6 миль (14 × 14 × 10 километров).

«Мы никогда не видели ничего подобного нигде в Солнечной системе», — сказал главный исследователь доктор Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. «Это отправляет планетарное научное сообщество обратно к чертежной доске, чтобы понять, как формируются планетезимали — строительные блоки планет».

По словам доктора Стерна, космический корабль «Новые горизонты» находится глубоко в поясе Койпера и удаляется от Земли и Солнца со скоростью около 300 миллионов миль в год. Космический корабль был переведен в режим гибернации 1 июня 2022 года и останется в спящем режиме до 1 марта 2023 года для экономии топлива и износа космического корабля.

В апреле 2022 года его миссия была продлена во второй раз, чтобы потенциально проводить междисциплинарные наблюдения, имеющие отношение к Солнечной системе и отделам гелиофизики и астрофизики НАСА.

Ключевой источник

Сиддики, Асиф А. За пределами Земли: хроника исследования дальнего космоса, 1958–2016 гг. Офис программы истории НАСА, 2018 г.

Зонд НАСА «Новые горизонты» продолжает исследования, спустя 7 лет после облета Плутона

Плутон, увиденный космическим кораблем НАСА «Новые горизонты» во время его исторического пролета мимо карликовой планеты в июле 2015 года.
(Изображение предоставлено НАСА/JHUAPL/SwRI)

Космический корабль НАСА «Новые горизонты» пролетел около Плутона семь лет назад, но работа зонда далека от завершения.

New Horizons все еще находится на дежурстве в режиме расширенной миссии, погружаясь все глубже в пояс Койпера, чтобы исследовать древние ледяные мини-миры в этом огромном регионе за орбитой Нептуна.

New Horizons был запущен в январе 2006 года и провел разведывательное исследование Плутона и его спутников летом 2015 года, кульминацией которого стал близкий пролет карликовой планеты 14 июля 2015 года. невероятно разнообразный мир с высокими ледяными горами и огромными равнинами экзотического азотного льда.

Но зонд с ядерным двигателем не спускал глаз даже после того, как Плутон оказался в зеркале заднего вида.

Пункт назначения Плутон: миссия НАСА «Новые горизонты» на фотографиях

Примитивный объект

Новые горизонты следующий пролетел мимо Аррокота , небольшого объекта пояса Койпера (KBO), 1 января 2019 года. научная группа, обнаруженная в 2014 году с помощью космического телескопа Хаббла , является самым далеким и самым примитивным объектом, когда-либо исследованным с близкого расстояния космическим кораблем.

В будущем New Horizons может произойти еще один пролет.

На встрече Группы по оценке внешних планет НАСА (OPAG) в июне главный исследователь New Horizons Алан Стерн из Юго-Западного научно-исследовательского института (SwRI) в Колорадо сообщил, что и космический корабль, и его научная полезная нагрузка полностью здоровы. Срок службы зонда в настоящее время ограничен только его запасом ядерного топлива, которого, вероятно, достаточно, чтобы поддерживать полет «Новых горизонтов» до 2040 года.0005

«Я очень взволнован этой второй расширенной миссией», — сказал Стерн Space.com. Он добавил, что НАСА и команда New Horizons обсуждают цифры бюджета на 2025 финансовый год.

Основные действия

Теперь в программе «Новые горизонты» есть три основных действия, утвержденных НАСА. Один из них включает в себя поиск другой цели для пролета, «а также большего количества объектов пояса, которые мы можем изучить не вблизи, а на расстоянии», — сказал Стерн.

Кроме того, New Horizons все еще передает последние байты данных, собранных во время пролета Аррокота в 2019 году..

«Мы задержались с этим, в основном из-за того, что Deep Space Network имел некоторые обновления. Они сняли антенны, и одна из них была отключена на год», — сказал Стерн. «У нас есть примерно 90% [данных] облета Arrokoth на земле, но мы хотим все, а это требует времени. Так что это важная деятельность».

Еще одна центральная часть второй расширенной миссии New Horizons — разнообразие наблюдений в самых разных областях.

«Пока мы летим через Пояс Койпера , — добавил Стерн, — мы собираемся выполнить очень междисциплинарную миссию во всех космических науках — астрофизике, планетологии и гелиофизике. Мы собираемся использовать этот космический корабль, чтобы делать то, что на самом деле невозможно сделать, если только у вас нет космического корабля. На самом деле ничего подобного никогда не было… Мы занимаемся всеми тремя различными космическими науками, превращая New Horizons в обсерваторию для всех трех целей». давление внешней гелиосферы — огромного пузыря магнитных полей и частиц, которые Солнце вращает вокруг себя, — и контролировать, где находится граница с межзвездной средой.

В астрофизике New Horizons будет изучать космический оптический и ультрафиолетовый фон, получая прекрасный вид за заслоняющей пылью и другими источниками рассеянного света внутренних областей Солнечной системы. «Новые горизонты» уже произвели самые точные измерения этого фона на сегодняшний день, что имеет «глубокие последствия для космологии», отметил Стерн.

В колонке планетарной науки зонд предназначен для изучения Урана и Нептуна с помощью уникальной геометрии с «высоким фазовым углом», проливая свет на важные энергетические балансы этих планет.

«Никогда не было ничего действительно междисциплинарного, чем «Новые горизонты» станут в течение следующих трех лет расширенной миссии, — сказал Стерн.

Связанный: Космический корабль НАСА «Новые горизонты» Плутон все еще исследуется, 50 а.е. от Солнца KBO для изучения, когда зонд пролетает мимо них, «или если вам повезет и вы пройдете мимо одного, который находится достаточно близко, до которого мы могли бы добраться, у нас будет близкий пролет», — сказал Стерн.

Команда New Horizons применяет машинное обучение для поиска новых KBO с помощью таких областей. «Оказывается, это быстрее, точнее, надежнее», — сказал Стерн. По сравнению с человеческим слежением, машинное обучение «лучше и находит больше KBO. Так что это прорыв, который экономит нам много работы и дает лучший продукт».

Наземные наблюдения показали, что существуют разные классы ОПК, которые имеют разные цвета и составы. «Итак, мы знаем, что среди KBO много разнородности», — сказал Стерн. «Если бы у нас был пролет второго КБО, я бы совсем не ожидал того же. Это было бы совершенно другое место, чем Аррокот».

Истории по теме:

Строительные блоки

ОПК рассказывают ученым о планетезималях, строительных блоках планет, которые, как считается, существуют в протопланетных дисках и дисках обломков.

Облет КБО над Аррокотом дал прорывной результат, сказал Стерн: по крайней мере, некоторые планетезимали образовались очень плавно, в процессе, называемом явлением локального коллапса облаков. Команда New Horizons хотела бы изучить еще один KBO вблизи, чтобы увидеть, соответствуют ли его формирование и эволюция тому, что наблюдалось в Аррокоте.

«Мы превращаем его в машину, которая приносит пользу астрофизике и гелиофизике, а также науке о планетах», — сказал Стерн о New Horizons и его второй расширенной миссии. «Они являются равноправными партнерами в науке, и это впервые для планетарной научной миссии».

Леонард Дэвид — автор книги «Лунная лихорадка: новая космическая гонка», опубликованной National Geographic в мае 2019 года. Дэвид, давний автор Space.com, пишет о космической отрасли уже более пяти десятилетий. Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom (открывается в новой вкладке) или на Facebook (открывается в новой вкладке) .

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Леонард Дэвид — отмеченный наградами космический журналист, который освещает космическую деятельность более 50 лет.