Исследование Плутона космическим аппаратом "Новые Горизонты". Космическая миссия новые горизонты

Миссия Новые Горизонты: Хронология

Миссия Новые Горизонты > Хронология

Хронология миссии Новые Горизонты

Запуск: 19 января 2006

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.

Время основных событий

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.

v-kosmose.com

Исследование Плутона космическим аппаратом "Новые Горизонты"

В 2006 году 19 января космическим агентством NASA был осуществлен запуск космического корабля "Новые Горизонты"("New Horizons") в рамках программы "Новые Рубежи" (New Frontiers). Задача космической миссии - изучение дальних планет Солнечной Системы, а главная цель - изучение планеты Плутон и его спутника Харон.

Планы и задачи миссии

Космическая миссия "Новые Горизонты" рассчитана на 15-17 лет, по долгому пути к Плутону аппарат должен будет попутно посмотреть планету Марс (уже пролетел орбиту Марса в 2006 году), исследовать Юпитер, совершив гравитационный маневр от орбиты крупной планеты для достижения большей скорости для дальнейшего пути, пересечь орбиту Сатурна и Урана, далее пролететь близко к Нептуну,попутно "пощёлкав" его камерой LORRI, чтобы опробовать её перед достижением Плутона и отправить снимки на Землю. К 2015 году "Новые Горизонты" должен достигнуть Плутон и начать его изучение, таким образом снимки с аппарата "Новые Горизонты" должны превысить размер и качество снимков с телескопа "Хаббл"

Космический аппарат "New Horizons"

(Старт аппарата на ракетоносителе "Атлас-5" с мыса Канаверал)

Этот новейший космический аппарат дальнего следования покинул планету Земля в январе 2006 года с максимальной скоростью за всю историю космонавтики 16,21 км/сек, хотя на данный момент его скорость меньше 15,627 км/сек. Аппарат имеет различные приспособления, камеру LORRI разрешением 5 микрорадиан для детальной съемки с большого расстояния, спектрометр для поиска нейтральных атомов, радиоспектрометром для исследования атмосферы Плутона, тепловых свойств и массы, а также для изучения спутника планеты Плутон Харон и других попутных планет и объектов, как например небесный объект VNH0004, который вращается вокруг Солнца на расстоянии 75 млн км от него.

(Схематический вид космического аппарата "Новые Горизонты")

Космический аппарат небольших в размеров 2,2×2,7×3,2 метра, весом 478 кг вместе с 80 кг топлива, тем не менее имеет мощную систему антенн и усилителей для связи с Землей. Но если вблизи Юпитера аппарат сможет передавать данные со скоростью 38 кбит/с (4,75 килобайт в секунду), то с орбиты Плутона скорость передачи данных упадет всего до 96 байт в секунду, а это значит, что на получение 1 мегабайта потребуется целый час, но эти данные крайне важны для науке и ученые больше всего ожидают от аппарата новых, ранее не изученных данных, снимков Плутона и Харона с близкого расстояния и даже снимков высокого качества.

Маршрут "New Horizons"

(Траектория полета космического аппарата "Новые Горизонты")

19 января 2006 года - "Новые Горизонты" успешно стартовал с мыса Канаверал, планета Земля. Аппарат был поднят с помощью мощнейшей американской ракеты-носителя "Атлас-5", четыре двигателя первой степени которой, надо отметить, были оснащены двигателями РД-180 российского производства. (задание выполнено)

(На видео старт аппарата на ракетоносителе "Атлас-5" с мыса Канаверал)

7 апреля 2006 года - космический аппарат пролетел орбиту Марса (задание выполнено)

11 июня 2006 года - аппарат "Новые Горизонты" пролетел на расстоянии 110 000 км около астероида 132524 APL (задание выполнено)

(Снимок аппаратом "New Horizons" планеты Юпитер, на фотографии видно два спутника "Ганимед" и "Европа")

28 февраля 2007 года - аппарат "Новые Горизонты" приблизился к Юпитеру и совершил гравитационный маневр, попутно пофотографировав планету и спутник Ио в высоком качестве(задание выполнено)

(Снимок аппаратом "New Horizons" спутника Юпитера Ио в высоком цветном качестве, на котором хорошо видно извержение вулкана)

8 июня 2008 года - проход через орбиту Сатурна (задание выполнено)

(Снимок аппаратом "New Horizons" планеты Нептун)

30 июля 2010 года - космический аппарат пофотографировал Нептун и его спутник Тритон, находясь на расстоянии 23,2 а. е. от планеты(задание выполнено)

18 марта 2011 года - пересечение орбиты Урана(задание выполнено)

10 января 2013 года - успешная связь с аппаратом и загрузка обновленного программного обеспечения на борт космического аппарата (задание выполнено)

(Снимок Плутона на расстоянии 3.6 биллиона километров от аппарата "Новые Горизонты", получен 6 октября 2007 года камерой LORRI с борта аппарата)

октябрь 2013 года - аппарат "Новые Горизонты" будет находиться на расстоянии 5 а.е. от Плутона(задание выполнено)

25 августа 2014 года - пересечение орбиты Нептуна (задание выполнено)

февраль 2015 года - приближение к Плутону и начало первых наблюдений за планетой (задание выполнено)

14 июля 2015 года - максимально близкое расстояние к Плутону, космический аппарат "Новые Горизонты" пролетел между планетой Плутон и ее спутником Харон и в течении нескольких дней исследовал планету и спутник с очень близкого расстояния, передавая на Землю уникальные данные (задание выполнено)

(Снимок Плутона с расстояния 12 500 км, полученный космическим аппаратом "Новые Горизонты". Источник фото: NASA)

Преодолев около 5 миллиардов километров, пройдя путь длиною в 9 лет, приблизившись на максимально близкое расстояние к Плутону "Новые Горизонты" передал первый самый подробный снимок карликовой планеты Плутон с расстояния всего 12,5 тысяч километров.

(Снимок поверхности Плутона аппаратом "Новые Горизонты", на котором можно увидеть гору высотой 3,5 тыс. м. и различного размера кратеры. Источник фото: NASA)

Затем "Новым Горизонтам" предстоит получить сведения об атмосфере, температуре и узнать о составе поверхности и геологии Плутона. Затем аппарат будет исследовать спутник Плутона Харон. Предстоит выяснить, является ли Харон спутником или Харон такая же карликовая планета, в таком случае система Платон-Харон будет являться двойной планетой (задание выполняется)

(Видео пролета над поверхностью Плутона составленное из фотографий, которые прислал "Новые Горизонты" Источник видео: NASA)

Изображения были созданны устройством LORRI (LongRange Reconnaissance Imager) с борта аппарата, когда космичечкий аппарат пролетал над поверхностью Плутона на расстоянии 77 тыс. км от карликовой планеты. На снимках можно увидеть горы, одну из них назвали "Норгея" (в честь первого покорителя горы Эверест на Земле), а также широкую ледянную долину под названием "Спутник".

Данные космический аппарат будет передавать в течении всей миссии пролета в максимальной близости Плутона, полные данные будут передаваться до марта 2017 года (задание выполняется)

Затем "Новые Горизонты" направится в сторону далеких объектов Солнечной системы астероидов и замерших частиц пояса Койпера для их дальнейшего изучения (задание запланированно)

2016 - 2020 - исследование пояса Койпера (вероятные планы)

2026 год - окончание исследовательской миссии космическим аппаратом "Новые Горизонты" (вероятные планы)

New Horizons Web Site

(Официальный сайт проекта "Новые Горизонты") - http://pluto.jhuapl.edu

Продолжение следует...

Читайте также: Плутон - планета Солнечной системы

xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Где сейчас находится миссия Новые Горизонты

Миссия Новые Горизонты > Где сейчас находится миссия Новые Горизонты

Текущая позиция миссии Новые Горизонты в режиме реального времени

Изображение ниже, сгенерированное на компьютере, показывает текущее положение миссии Новые Горизонты в Солнечной системе. Изображения были созданы с использованием набора инструментов Satellite Tool Kit (STK), программного обеспечения, которое было разработано аналитическим центром Graphics, Inc. Изображения обновляются каждый час.

На этой странице можно проследить за движением миссии Новые Горизонты в режиме реального времени, как она прошла орбиту каждой планеты, начиная с нашей Луны.

Траектория миссии: вид сбоку

Данное изображение показывает положение Новые Горизонты в настоящее время вдоль его полной плановой траектории. Здесь зеленый сегмент основной линии показывает, где Новые Горизонты путешествовал с момента своего запуска; красный указывает дальнейший путь космического корабля. Позиции звезд с магнитудой 12 или ярче показаны немного выше орбитальной плоскости планет.

Что такое AU?

Обратите внимание, что на графиках этой страницы расстояние от Новые Горизонты до Земли, а также до Солнца и Плутона указано в AU, или в астрономических единицах. Получается, что один AU равен среднему расстоянию между Землей и Солнцем, это около девяноста трех миллионов миль или же 149 600 000 километров.

Гелиоцентрическая скорость

На изображениях также указана гелиоцентрическая скорость этого космического корабля – его скорость по отношению к Солнцу, которая измеряется в километрах в секунду. Так один километр в секунду приравнивается к 0,62 милям в секунду, либо к 2237 милям в час.

Полная траектория корабля: вид сверху

Данное изображение показывает положение миссии Новые Горизонты в настоящее время вдоль его полной плановой траектории. Здесь зеленый сегмент основной линии показывает, где Новые Горизонты путешествовал с момента своего запуска; красный указывает дальнейший путь космического корабля. Позиции звезд с магнитудой 12 или ярче показаны выше Солнца и северной орбиты Земли.

o-kosmose.net

10 интересных фактов о первой миссии к Плутону

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.

Читайте также: Состоялось первое историческое приближение к Плутону

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".

Читайте также: 12 удивительных фактов о Плутоне, о которых вы не знали

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.

Перевод: Филипенко Л. В.

www.infoniac.ru

Цель миссии Новые Горизонты

Миссия Новые Горизонты > Цель

Самолет может совершать быстрые перелеты по всей стране прямым рейсом, но путь к Плутону требует проезда мимо Юпитера. Тяжесть гигантской планеты на примере "рогатки" выбрасывает космический корабль к внешней части Солнечной системы.

Есть две причины, почему научная группа миссии Новые Горизонты хочет превыше всего достичь Плутона и Харона. Первая связана с атмосферой планеты: с 1989 Плутон отдаляется от Солнца и получает меньше тепла каждый год. Из-за этого планета постепенно охлаждается и ученые ожидают, что ее атмосфера "замерзнет". Именно поэтому команда хочет, прибыть к ней в то время когда будет шанс изучить этот процесс.

Вторая причина состоит в изучении движения Плутона и Харона. На Земле, на Северном полюсе и других районах за Полярным кругом, день и ночь длятся по полгода. Таким же образом, части Плутона и Харона совсем не видели Солнца в течение десятилетий. Чем дольше мы ждем, тем больше планета со своим спутником будут омрачены длительной полярной ночью, которая подрывает способность космического корабля сфотографировать их поверхность в отраженном солнечном свете.

Новые возможности миссии Новые Горизонты

Запущенный в январе 2006 года, корабль Новые Горизонты воспользовался помощью силы тяжести Юпитера. В феврале 2007 года, он прошел через его систему на скорости более чем 50 000 миль в час, и в конечном итоге взял путь на Плутон, к которому должен приблизиться 14 июля 2015 года.

Схема движения миссии Новые Горизонты

Во время круиза от Юпитера к Плутону, команда миссии следила за здоровьем корабля, а также планировала и практиковала будущую встречу с планетой и ее спутником. В то же время, наблюдатели использовали телескопы с Земли, чтобы найти и изучить объекты Пояса Койпера, к которым корабль может направиться после посещения Плутона (в рамках возможной длительной миссии). В этом регионе находятся древние ледяные тела, которые вращаются вокруг Нептуна.

Приближение к Плутону

Камеры на Новые Горизонты будут принимать данные из Плутона и его спутников еще за месяц до прибытия на конечный рубеж. Плутон и Харон сначала появятся в виде неразрешенных ярких точек, но в процессе сближения буду увеличиваться. За три месяца до ближайшего подхода - когда до планеты будет оставаться около 65 миллионов миль (105 миллионов километров) - камеры на космическом корабле могут сделать первые карты. В течение тех трех месяцев, команда миссии будет снимать фотографии, и измерять все возможные спектры.

Плутон и Харон вращаются около своей оси каждые 6,4 земных суток. За последние два дня до встречи с планетой (от 11 до 12 земных дней), команда будет составлять карты, и собрать измерения его спектров каждые полдня. Потом ученые смогут сравнить их, чтобы проверить изменения в течение дня на Плутоне, в масштабе около 30 миль (48 километров), а также будут изучать все погодные условия в атмосфере планеты.

Встреча

В ближайшей точке, корабль будет проходить на расстоянии около 7750 миль (12500 километров) от Плутона и в районе 17,900 миль (28,800 км) от Харона. По пути космический аппарат будет наблюдать выбросы ультрафиолетового излучения из атмосферы планеты и делать лучшие глобальные карты Плутона и Харона с волной зеленой, синей, красной и специальной длины, что является чувствительной к метану на поверхности. Корабль также будет принимать спектральные карты в ближней ИК-области, рассказывая ученым о рельефе Плутона и Харона, а также температуре поверхностных материалов.

Во время получасового интервала, когда корабль будет находиться в ближайшей к Плутону или его крупнейшему спутнику точке, он сделает фото высокого разрешения в видимых и почти инфракрасных длинах волны. Лучшие фотографии планеты будут изображать поверхностные особенности длиной всего 200 футов (около 60 метров) в поперечнике.

Даже после того, как корабль пройдет Плутон со спутниками, его работа далека от завершения. Оглядываясь назад, на темную сторону планеты и его спутника корабль сможет определить мутность в атмосфере, искать кольца, и выяснить, является ли их поверхности гладкой или шероховатой. Кроме того, космический аппарат будет летать через тени от Плутона и Харона. Это позволит оглянуться назад на Солнце и Землю, и попасть на свет от нашей звезды или поймать радиоволны от передатчиков с нашей планеты. Лучшее время для измерения атмосферы настанет, когда Новые горизонты пролетит за Плутон и Харон.

За Плутоном

После прохождения через систему Плутона, до утверждения НАСА расширения миссии, космический аппарат может перенацелить себя к встрече с объектами Пояса Койпера (ОПК). Цель ОПК не была прерогативой, но ученые уже изучают несколько объектов, которых корабль мог бы достичь. Все они имеют 15-30 миль (25-50 км) в поперечнике. Эта встреча будет похожа на встречу с Плутоном; космический корабль составит карту ОПК, получит его состав от инфракрасной спектроскопии и четырехцветных карт, а также будет искать атмосферы и луны.

v-kosmose.com

Миссия Новые Горизонты: Хронология

Миссия Новые Горизонты > Хронология

Хронология миссии Новые Горизонты

Запуск: 19 января 2006

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

Время основных событий

Система Плутона

За Плутоном: Пояс Койпера

o-kosmose.net

Миссия Новые Горизонты: Строение аппарата

Миссия Новые Горизонты > Строение аппарата

«Новые горизонты» стал детищем нескольких научных центров таких как, Американский юго-западный исследовательский институт (SwRI), центр космических исследований НАСА (Goddard Space Flight Center), университет Колорадо, Стэнфордский университет и других. Полностью «заряженный» космический аппарат, в итоге обрел габариты соразмерный с фортепиано, а также вес в 1054 фунта (478 кг). Уникальность аппарата состоит в том, что его работа зависит от всего одного источника питания – радиоизотопного термоэлектрического генератора, который выдавая мощность сравнимую с двумя 100-ваттными лампочками, способен будет обеспечить успешное выполнение миссии аппарата на Плутон.

В среднем, каждый из семи главных исследовательских элементов аппарата, использует энергию от 2 до 10 Вт. Внешние датчики передают полученные данные на один из двух твердотельных флеш-накопителей информации, которые хранят её для последующего изучения на Земле. В штатном режиме связь с аппаратом осуществляется при помощи радиоаппаратуры и внешней, усиленной антенны (длинной 2,1 метр/83 дюйма). Также на аппарате оборудованы меньшие по размеру резервные коммутационные устройства. Когда «Новые горизонты» будет пребывать в гибернации по пути к Плутону, внутренние системы будут продолжать отслеживать и тщательно анализировать состояние всех систем, и передавать отчеты об этом на Землю.

Примененная конструктивная технология «термоса», позволяет поддерживать в аппарате практически среднюю комнатную температуру (около +20 градусов по Цельсию), без использования громоздких нагревательных систем.

Помимо защитных чехлов для пяти исследовательских элементов, которые были открыты вскоре после запуска, и небольшого защитного блока, открытого во время приближения к Юпитеру, «Новые горизонты» больше не будет видоизменяться либо трансформироваться вплоть до прибытия к Плутону. Каждый исследовательский инструмент на аппарате, системы навигации, регистрации данных и прочие, имеют дублирующее устройство.

«Новые горизонты» осуществляет своё полет в режиме контролируемого вращения, используя трёхосный стабилизатор, позволяющий корректировать полёт, скорость вращения и общую скорость аппарата, учитывая факторы для уклонения аппарата от возможных столкновений (например, при сближении с Юпитером или сами Плутоном). В аппарате отсутствует центральное управляющее устройство, однако предусмотрены небольшие "подруливающие" элементы, размещенные в двигательной системе, способные эффективно осуществлять курсовые поправки в необходимых точках полёта. Навигация в аппарате использует встроенный гироскоп, датчики солнца, а датчики расположения звёзд. Для получения даже самых слабых радиосигналов с Земли, на аппарате установлена сверхмощная параболическая антенна. Она необходима для того, чтобы максимально быстро передавать данные от аппарата, находящегося на расстоянии 3 миллиардов миль, на Землю (в среднем такая передача осуществляется за 9 часов).

Конструкция

Основная, несущая конструкция «Новые горизонты» представляет собой алюминиевый цилиндр, на который смонтированы исследовательские инструменты и радиоизотопный термоэлектрический генератор. Этот цилиндр также выполнял функцию адаптера полезной нагрузки, который соединял корабль с ракетой-носителем.

Панели окружающие центральный цилиндр были также изготовлены из алюминия с применение материала в виде пчелиных сот – ультратонких алюминиевых листов с толщиной не более двух листов бумаги. Для максимально качественной балансировки аппарата, он был дополнительно уравновешен непосредственно перед монтажом на ракете-носителе.

Блоки управления и обработки данных

Мозговой центр аппарата – это процессор Mongoose-V, работающий на частоте 12 МГц. Его главными задачами являются распределение рабочих команд ля каждой подсистемы аппарата, сбор и обработка данных, а также передача информации на Землю.

Используемые в процессоре передовые автономные алгоритмы, позволяют ему проверять исправность любой системы, исправлять возникшие проблемы, переходить на резервные устройства, а также связываться с центром тех.поддержки на Земле.

Для хранения данных в аппарате используются два банка флэш-памяти (основной и резервный) объёмом по 8 Гб. Главный процессор собирает, сжимает, конвертирует и сохраняет полученные данные, а также показатели телеметрии, для их последующей передачи на Землю, посредством радиосвязи.

Тепловой контроль

«Новые горизонты» очень схож с термосом и обеспечен следующими механизмами сохранения тепла и поддержания необходимой температуры: специальное защитное покрытие золотистого цвета и теплоизоляционной плёнкой (сродни специальных, сохраняющих тепло туристических одеял). При помощи вышеописанных механизмов, в середине аппарата поддерживается температура в диапазоне 10-13 градусов по Цельсию.

Новые горизонты оснащен сложной автоматизированной системой, следящей за уровнем температур внутри аппарата. Понижение температуры эквивалентное понижению мощности менее 150 Вт, приведет к активации специальных нагревательных элементов, расположенных по периметру аппарат. Во время приближения к Солнцу, на аппарате были активированы специальные вентиляционные жалюзи, способствующие снижению внутренней температуры.

Тепловая подушка аппарата, состоящая из 18 слоёв лавсановой сетки, также выполняет функцию защиты от негативного воздействия микрометеоритов.

Двигательные системы

Двигательные системы, которые используются на «Новые горизонты» служат исключительно для корректировки курса аппарата, так как основным разгонным устройством стала ракета-носитель, которая вывела аппарат в космос. Также ускорение аппарат получил во время виража вокруг Юпитера.

Двигательная система аппарат состоит из 16 маленьких двигателей коррекции курса, установленные в восьми местах по периметру аппарата. Основными являются 4 микро-двигателя, выдающими усилие в 4,4 ньютонов силы (1 фунт). 12 других микро-двигателя мощностью в 0,8 ньютонов силы (1 фунт), выполняют также корректирующую функцию и расположены в задней и нижней части аппарата.

При запуске аппарата, в качестве топлива использовался гидразин, а главным источником питания для генератора является оксид плутония-238. Большую роль для экономии топлива сыграл гравитационный маневр аппарата вокруг Юпитера, придавший необходимое ускорение и позволивший сэкономить общее количество топливо необходимое для успешного выполнения миссии.

Управление и контроль

Главные цели для аппарата «Новые горизонты» это сбор научных данных при помощи установленных исследовательских устройств, успешное маневрирование в космическом пространстве и передача информации на Землю.

Пространственное ориентирование аппарата осуществляется при помощи специальных звёздных сенсоров (включающих гироскопы и акселерометры, анализирующие горизонтальное/вертикальное вращение), позволяющих определять расположение по отношению к той или иной звезде. Контроль положения аппарат в пространстве в статическом положении или в режиме вращения, осуществляется при помощи микро-двигателей.

Сведения из вышеописанных датчиков постоянно передаются и синхронизируются с процессором Mongoose-V, работающий на частоте 12 МГц. В базе данных звездного сенсора, содержится информация о более чем 3000 звёзд. Сенсор производит 10 снимков звезд в секунду, сравнивая их положение с данными собственной базы и составляя при этом трехмерную картину окружающего аппарат пространства. Именно в этой картине и происходит позиционирование и корректировка курса аппарата (при помощи включения одного или нескольких микро-двигателей). Так называемые датчики Солнца применяются в том случае, когда аппарат по тем или иным причинам не имеет возможности корректировать курс при помощи сенсора звезд.

Операторы с Земли используют маневренные микро-двигатели в том случае, когда длительное время аппарат самостоятельно не осуществляет корректировку собственного курса. Такое минимальное «подруливание» используется для тонкой корректировки курса, а при необходимости существенного изменения курса используются 4 более мощных двигателя. «Новые горизонты» находясь в «круизном» режиме (режиме вращения), осуществляет 5 полных оборота в минуту вокруг собственной оси. Операторы на Земле постоянно следят за направлением движения аппарат и готовы в любой момент скорректировать это движение, в случае бездействия систем на «Новые горизонты».

Связь

«Новые горизонты» это первый космический аппарат, использующий уникальную систему отслеживания изменения расстояния от Земли до аппарата. Это устройство радиосвязи на борту аппарата позволяет вычислять силу передаваемого сигнала в зависимости от расстояния до Pемли. Благодаря этой системе получаемый сигнал более чёткий и содержит меньшее количество «радио-шумов» и помех.

Вышеописанная система радиосвязи состоит из внутреннего коммуникационного оборудования, а также мощной внешней параболической антенны. Однако несмотря на всю мощность радиопередающего оборудования на аппарате, для того что бы отправить на землю весь объем полученной на Плутоне информации понадобится около 16 месяцев, так как расстояние на тот момент между аппаратом и Землей будет составлять около 3 миллиардов миль.

Питание

Полет осуществляется благодаря радиоизотопному термоэлектрическому генератору (РИТЭГ).

Насколько хороша энергоотдача системы РИТЭГ? Датчики, установленные на корпусе блока РИТЭГ, во время старта аппарат зафиксировали температуру около 245 градусов по Цельсию (почти 475 по Фаренгейту). По данным инженеров, температура РИТЭГ по достижению «Новые горизонты» Плутона упала до 208 градусов по Цельсию (почти 406 по Фаренгейту).

РИТЭГ недостаточно раскаляется, чтобы производить видимое свечение, однако испускает ощутимое инфракрасное и тепловое излучение. При сгорании топлива генератором вырабатывается почти 4000 Вт тепловой энергии, причем аппаратом используется всего 25 Вт для поддержания внутренней температуры. Электрическая мощность РИТЭГ составляет около 245 Вт, которая также может быть использована для поддержания в аппарате нужной температуры (необходимый объем около 120 Вт). Остальная же часть вырабатываемой тепловой и электрической энергии излучается в пространство.

Некоторые элементы аппарата лучше функционируют, когда находятся вне действия теплового излучения РИТЭГ, а потому были смонтированы в противоположной стороне от генератора. «Новые горизонты» также оборудован тепловой защитой, размещенной вокруг установки РИТЭГ, обеспечивающей защиту и бесперебойное функционирование некоторых исследовательских приборов на борту.

Принципиальное действие генератора РИТЭГ основано на процессе распада радиоактивного топлива (диоксида плутония) и выделяемом тепле. На борту аппарата находится 11 кг (24 фунта) диоксида плутония.

В начале миссии, РИТЭГ вырабатывал мощность в 245 Вт, а к июлю 2015 года этот показатель снизился до 200 Вт. Это снижение мощности не является критичным, так как с уменьшение количества топлива на борту аппарат уменьшается его общий вес и необходимое усилие для поддержания необходимой скорости.

Слаженность работы всех систем аппарата их спайку и взаимодействие обеспечивает блок распределения питания аппарата (PDU), осуществляющий эффективное функционирования главных систем при помощи 96 коннекторов и более 3 000 проводов.

v-kosmose.com