За гранью карты космоса: что ожидает зонд New Horizons после Плутона. Новые горизонты космическая миссия
За гранью карты космоса: что ожидает зонд New Horizons после Плутона
МОСКВА, 21 янв – РИА Новости. Руководители миссии New Horizons рассказали о том, что ожидает зонд в будущем, как долго он проработает и какие открытия на поверхности Плутона больше всего поменяли работу проекта и удивили ученых, а также показали первую цветную карту карликовой планеты.
"Благодаря New Horizons, у нас сегодня есть целая астрономическая обсерватория, расположенная внутри пояса Койпера, самой малоизученной части Солнечной системы и населенной объектами, которые невозможно увидеть с Земли из-за их тусклости и малых размеров", — заявил Алан Стерн, руководитель миссии New Horizons.
Конфета космического ребенка
Зонд New Horizons является ветераном по меркам земной космической программы — он был запущен в космос больше 11 лет назад, 19 января 2006 года. После запуска с мыса Канаверал он стал самым быстрым космическим аппаратом, когда-либо стартовавшим с Земли, двигаясь со скоростью в 58,5 тысячи километров в час.
Тем не менее, абсолютный рекорд скорости, как признает Стерн, он так и не поставил – зонды "Вояджер", покидающие пределы Солнечной системы, движутся сейчас быстрее благодаря более удачным гравитационным маневрам на орбите Юпитера и других планет-гигантов.
В июле 2015 года он прибыл в систему Плутона, пролетев всего в 13 тысячах километров от карликовой планеты и получив массу детальнейших фотографий его поверхности и его спутников. Эти снимки и данные навсегда перевернули наши представления о Плутоне – он оказался чрезвычайно сложным и "живым" миром, чья поверхность постоянно обновляется и меняется, и он не является не безжизненной ледышкой на краю Солнечной системы, как считали ученые ранее.
"Наше знаменитое фото синего неба Плутона является демонстрацией того, как легко делать новые открытия и полностью менять представления о космосе, если просто отправить камеру или обсерваторию к интересующему вас объекту. Мы десятилетиями пытались раскрыть тайны атмосферы Плутона, а New Horizons выбил из него ответ на этот вопрос за секунду, словно отняв конфетку у маленького ребенка", — продолжает астроном.
По его словам, его больше всего удивили два главных открытия зонда, касающихся недр Плутона и того, как родилась эта карликовая планета.
"Мы не думали, что планета размером с Северную Америку может быть настолько же сложной, как Марс или Земля. Еще больше нас удивило то, что недра Плутона были и сегодня являются "живыми" с геологической точки зрения – на нем появляются новые формы рельефа, на его поверхности текут ледники и возникают прочие формы активности. Мы не думали, что такое может происходить на небольшой планете, которая уже должна была остыть за это время. Оба этих открытия полностью перевернули наши представления о планетологии и разожгли наш интерес", — поясняет ученый.
Зонд НАСА нашел новые следы подземного океана на спутнике ПлутонаКак вспоминает Стерн, Плутон манит не только планетологов, геологов или астрономов, но и простую публику — в тот день, когда New Horizons пролетал мимо Плутона, на сайте НАСА было более двух миллиардов просмотров, а фотографии и новости о зонде вышли в топ всех социальных сетей и агрегаторов новостей.
Открытие многих этих неожиданных структур, таких как ледниковые "реки", текущие по равнинам Спутника, привело к расширению научной команды New Horizons, так как Стерну и его коллегам пришлось просить помощи у ученых, занимающихся изучением ледников и вулканов на Земле, Марсе и других планетах.
Миссия века и "простая формальность"
На этой неделе зонду исполнилось 11 лет, и НАСА отметило эту почти "круглую дату", опубликовав первый цветной ролик сближения New Horizons с Плутоном, составленный из ста отдельных черно-белых фотографий его поверхности, и создав первую полную карту поверхности карликовой планеты.
На этой карте, как рассказывает Стерн, можно увидеть не только крупные черты рельефа, подобные равнинам Спутника, знаменитому "сердцу" Плутона, но и так же все остальные объекты, в том числе и криовулкан у южной оконечности "сердца", открытые учеными за последние полтора года. Данный атлас, по словам ученого, составлен из самых высококачественных фотографий Плутона, и создание новой, более детальной карты потребует отправки новой миссии к карликовой планете.
Цветная карта Плутона, подготовленная в НАСА
"Если бы у нас была возможность, то мы бы отправили на Плутон ровер, подобный марсоходам НАСА. Создание такой миссии стало бы делом всей жизни для меня – если бы у нас был шанс не только сблизиться с Плутоном, но и выйти на его орбиту и посадить "плутоноход" на его поверхность. Если бы у нас была возможность двигаться по поверхности Плутона и изучать его в разных точках, то тогда такой проект был бы действительно достойным называться "миссией 21 века". И я знаю, что остальные ученые тоже так считают", — продолжает Стерн.
Все имена равнин, гор, впадин и прочих структур на этой карте, как всегда подчеркивают в НАСА, являются предварительными. Право на их определение действительно принадлежит Стерну, его команде и НАСА, но для того, чтобы они стали официальными, необходима "простая формальность" – разрешение со стороны Международного астрономического союза.
Ученые НАСА раскрыли тайну "ледяных рек" на Плутоне Эта организация известна крайней неторопливостью – только в этом году МАС присвоил имена двум сотням звезд, которые были известны человечеству с незапамятных времен. Поэтому можно ожидать, что процесс официального присвоения имен "сердцу" Плутона и другим чертам рельефа может затянуться на очень долгое время.
"Пока мы не можем даже передать имена в МАС, так как нужно сначала завершить первый шаг этого многоступенчатого процесса – получить одобрение на тематику, которой должны соответствовать имена объектов на Плутоне. Мы отправили наши предложения в Союз, и теперь он должен сделать следующий шаг, и только тогда мы сможем отправить те имена, которые есть на карте", — поясняет руководитель миссии.
За гранью карты
На изучении Плутона жизнь зонда не останавливается – по оценкам Глена Фонтейна (Glen Fountain), со-руководителя миссии New Horizons, радиоизотопные источники питания аппарата, работающие на российском ядерном топливе, проработают еще как минимум 20 лет, до середины 2030 годов. Сейчас зонд движется в сторону койперовского объекта 2014 MU69 – крупного астероида диаметром в примерно 60 километров.
Этот непримечательный и небольшой объект, как объяснила Келси Сингер (Kelsi Singer), один из геологов в научной команде New Horizons, интересен ученым по той причине, что он представляет собой "комок" первичной материи, из которой сформировался Плутон, все планеты-гиганты и прочие объекты Солнечной системы. Таким образом, его изучение при помощи инструментов New Horizons прольет свет на то, как родилась Земля, откуда взялись "кирпичики жизни" и почему все планеты Солнечной системы выглядят так, какими мы их видим сегодня.
New Horizons, возможно, открыл два активных вулкана на Плутоне По ее словам, мы сегодня почти ничего не знаем о 2014 MU69, в том числе и орбиту этого астероида. Поэтому ученые сегодня постоянно следят за движением этого объекта вокруг Солнца, уточняя и корректируя его траекторию движения. Как считают в НАСА, New Horizons может потребоваться до десяти орбитальных маневров для того, чтобы выйти на корректный курс сближения с 2014 MU69. Первый из них, по словам руководителей миссии, будет проведен уже 1 февраля этого года.
Сейчас New Horizons прошел примерно 40% пути до 2014 MU69, и он достигнет "экватора" этого путешествия в апреле 2017 года. Когда зонд долетит до астероида в январе 2019 года, он пролетит около шести миллиардов километров с момента старта, попадая в абсолютно неизученный и неизвестный нам космос за пределами орбиты Плутона.
Алан Стерн в момент открытия ледяных "рек" на Плутоне
Из-за столь огромных расстояний сигнал с Земли будет достигать New Horizons с огромной задержкой — около 6 часов, и возвращаться назад столь же большое время. Из-за этого и крайне низкой скорости передачи данных — около 500 бит в секунду, ученые разработают программу наблюдений и отправят соответствующие команды на зонд задолго до того, как он сблизится с 2014 MU69.
Как отмечает Сингер, программа работы New Horizons будет аналогичной тому, как зонд изучал Плутон — он включит инструменты за день до сближения, получит множество цветных, черно-белых и трехмерных фотографий 2014 MU69, и сделает то же самое при удалении от планеты. Самые удачные фотографии, по словам ученых, позволят рассмотреть объекты размером с небоскреб. Как надеются в НАСА, зонд пролетит на расстоянии в всего три тысячи километров от поверхности 2014 MU69.
Ученые: рождение "сердца" опрокинуло и растрескало ПлутонКроме того, на пути к данному астероиду New Horizons получит фотографии около двух десятков других объектов, которые помогут ученым понять, как сформировался 2014 MU69 и к какому семейству астероидов они принадлежат. Эти снимки, по словам Стерна, дополнительно помогут команде New Horizons понять, есть ли какие-то препятствия на пути зонда и избежать их при необходимости.
В целом, ученые не ожидают, что New Horizons встретит какие-то серьезные проблемы за границами карты "изученного космоса" и надеются, что фотографии и данные по устройству 2014 MU69 помогут нам приоткрыть тайну рождения Солнечной системы и то, как могут формироваться двойники Земли за ее пределами.
ria.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.
o-kosmose.net
Миссия Новые Горизонты к Плутону
Солнечная система > Карликовые планеты > Плутон > Миссия Новые Горизонты к Плутону
Художественное впечатление корабля Новые Горизонты на орбите возле Плутона
Сейчас никого не удивишь отправкой зонда на другую планету, ведь на Марсе их целая армия. Но раньше редко рисковали с запуском на большие дистанции. Максимальной удаленности достиг Вояджер-2, который в 1989 году посетил внешние планеты, а сейчас направляется в межзвездное пространство.
Еще одним прорывом стал аппарат Новые Горизонты. В 2015 году он выполнил свою главную цель – встретился с Плутоном.
Предыстория
В 1980-м году ученые отправили Вояджер-1 к Сатурну и начали рассматривать эту планету в качестве гравитационной рогатки для запуска зонда к Плутону в 1986 году. Но они хотели изучить спутники, поэтому маневр провернуть не удалось.
Они решили найти новый вариант, потому что ранее никто не заглядывал так далеко. Тем более, что там ждал пояс Койпера и его драгоценные объекты.
Корабль Вояджер в полете
В 1989 году Алан Стерн и Фрэн Багеналь создали проект «Плутонный андеграунд», мечтая отправиться к планете и заглянуть дальше. В 1990-х гг. им удалось изучить множество транс-нептунианских объектов и участок вызывал все больше интереса.
После отмены миссии в 2000-м году решили создать Новые Горизонты. Споры о финансировании растянулись на пару лет и, взяв взаймы сумму в 650 млн. долл., команда Стерна пообещала вернуть долг за 14 лет.
Инженеры, работающие над инструментом аппарата Новые Горизонты
Миссия
Изначальной целью был Плутон, к которому должны были прибыть в 2015 году. Главным исследователем выбрали Алана Стерна. На борт, кроме научных инструментов, поместили флаг США и прочие земные символы, а также 30 грамм пепла Клайда Томба – первооткрывателя Плутона.
Аппарат Новые Горизонты стартует в 2006 году из Космического центра Кеннеди
Инструменты
На зонд установили 7 приборов:
- Алиса – УФ-спектрометр, анализирующий состав и структуру атмосферы, а также ищет атмосферные слои вокруг пояса Харона и Койпера.
- LORRI – телескопическая камера, собирающая сведения об ударах на больших удаленностях.
- PEPSSI – спектрометр энергетических частиц, определяющий состав и плотность плазмы атмосферы планеты.
- Ральф – визуальный и ИК тепловизор/спектрометр, создающий цвет, состав и тепловую карту.
- REX – определяет состав и температурный показатель атмосферы.
- SDC (создан студентами) – замеряет космическую пыль.
- SWAP – спектрометр, определяющий атмосферный «выброс» и следит за контактом Плутона и звездного ветра.
Инструменты Новых Горизонтов использовали для полного анализа Плутона
Запуск
Из-за проблем с погодой аппарат отправили на 2 дня позже задуманного (19 января) в 2006 году. Он стартовал с ВВС Канаверал и вырвался на самой быстрой скорости в 16.5 км/с. На достижение лунной орбиты ушло всего 9 часов. Но он не побил рекорд Вояджера-1, чья скорость составила 17.145 км/с.
Внутренняя система
Зима 2006 года была потрачена на анализ функциональности инструментов. 7 апреля он пролетел Марс на скорости 21 км/с. На этот момент аппарат отдалился от звезды на 243 млн. км. В июне промчался мимо астероида 132524 AP на дистанции в 101867 км. Прибор Ральф помог сделать снимки и определить диаметр в 2.5 км.
Первые снимки Плутона, добытые в сентябре 2006 года
В сентябре Новые Горизонты впервые сфотографировал далекую карликовую планету. В это время он тестировал LORRI. Снимки сделаны на отдаленности к 4 200 000 000 км.
Внешняя система
Первые кадры Юпитера появились то же в сентябре 2006 года на дистанции в 291 млн. км. В январе прибыли ИК-кадры Каллисто. В 2007 году механизм подошел на 2964860 км к Европе и использовал гравитацию Юпитера. Это помогло разогнаться на 4 км/с и сократить время полета на 3 года.
Юпитер стал генеральной репетицией, что помогло аппарату проверить всю аппаратуру, связь и буфер памяти.
Черно-белый кадр Юпитера в прибор LORRI, запечатленный в 2007 году
На Юпитере важнее всего было отследить атмосферные условия и проанализировать структуру и составляющие облачного покрова. Удалось рассмотреть радиационные удары, созданные тепловой энергией на полярных районах, а также мощные бури. Впервые вблизи запечатлели Большое Красное Пятно и слабые кольца.
Путешествие мимо Юпитера позволило изучить структуру и перемещение газовых струй Ио. Получилось вычислить выбросы вулкана Тваштар, простирающихся на 330 км от поверхности. ИК-обзор показал еще 36 вулканических формирований.
LEISA проанализировала поверхностный слой Каллисто, продемонстрировав, как именно освещение и условия обзора влияют на данные ИК-спектра поверхностной ледяной корки.
Миновав Юпитер, аппарат большую часть времени к Плутону провел в состоянии гибернации. Таким образом он промчался мимо Сатурна (2008) и Урана (2011). В 2014 году пробудился, и команда активировала калибровку приборов и корректировку маршрута. 24 августа он прошел мимо Нептуна.
LORRI поймал два снимка крупнейшей луны Юпитера Каллисто в 2007 году
Встреча с Плутоном
В 2015 году нас ожидало долгожданное свидание с крошечным карликом. 31 января зонд сделал несколько снимков на удаленности в 203 000 000 км, где отобразилась планета и Харон. Далее последовали кадры Никты и Гидры (201 000 000), а после – Кербер и Стикс.
4 июля связь прервалась из-за аномалии в программном обеспечении и аппарат перешел в безопасный режим. На следующий день глюк удалось исправить, и зонд продолжил сближение. Самый близкий проход аппарат выполнил 14 июля. В этот момент ученые сделали наиболее качественные и детальные снимки и собрали огромный информационный массив.
Теперь зонд пребывает на своем пути к поясу Койпера. Его задание – изучить один/два объекта, лежащих на пути траектории. Уже выбрано три потенциальных цели: PT1, PT2 и PT3. Все они в диаметре охватывают 30-55 км и слишком крошечные, чтобы отследить в телескопическом наблюдении. Отдалены на 43-44 а.е. от Солнца. Это морозные объекты и существенно расходятся в показателях с Плутоном.
Несмотря на свою скорость, аппарату никогда не догнать Вояджеры. Но это и не нужно, ведь остается еще много неизученных объектов внутри системы. С его помощью удалось получить огромное количество сведений о солнечных планетах и заглянуть в наиболее отдаленные места.
Читайте также:
Строение Плутона
Положение и движение Плутона
Поверхность Плутона
v-kosmose.com
Почему миссия к Плутону «Новые горизонты» так важна для человечества. «Бумага»
«Бумага» выяснила, почему события на другом конце Солнечной системы так важны для человечества.
Плутон. Снимок, сделанный «Новыми горизонтами»
«Новые горизонты» впервые показали миру, как выглядит Плутон
До полета автоматической станции к Плутону и передачи на Землю первых фотографий карликовой планеты человечество никогда не видело ее. На изображении, полученном в 2010 году благодаря телескопу Хаббл, Плутон выглядел желто-серым пятном. «Горизонты» передали на Землю первый четкий снимок планеты утром 14 июля 2015 года. В сообществе «ВКонтакте» AstroAlert фотографию Плутона и его спутника Харона сделали цветной (правда, основываясь скорее на воображении, чем на точных данных). За миссией живо следили не только в центре NASA: о перемещении автоматической станции «Новые горизонты» писали все крупнейшие СМИ, в том числе и российские издания. Появился даже проект Where Is Pluto, где в режиме реального времени можно следить за местоположением «Новых горизонтов». Администратор сайта Игорь Тирский рассказал «Бумаге» о важности миссии в масштабах глобального изучения космоса.Игорь Тирский
Инженер-программист, основатель проекта Where Is Pluto
Миссия «Новые горизонты» столь же важна для развития науки, как изучение океанского дна в Марианской впадине или породы Кольской сверхглубокой скважины. Все это чертовски захватывающе, такую информацию невозможно описать словами и придать ей строго практический смысл. Но это пока, никогда не знаешь, откуда придет ответ. Я уверен, что мы должны изучать все, что нас окружает, всеми доступными способами. Потому что людям важно знать, что находится вокруг них, в Солнечной системе, иметь представление о тех уголках, в которых мы еще не были. «Новые горизонты» — относительно недорогая, но очень важная миссия, которая поможет нам заглянуть на задворки Солнечной системы и понять, каким образом сформировались ближайшие к нам космические тела.
Плутон, возможно, последняя планета, новые фотографии которой мы увидим
Споры о том, считать Плутон планетой или нет, велись довольно давно, и вот, наконец, небесное тело признали карликовой планетой. Как бы там ни было, миссия «Новых горизонтов» позволила получить фотографию последней планеты в Солнечной системе, которой до этого у нас не было. Издание The New York Times опубликовало грустную заметку под названием Reaching Pluto, and the End of an Era of Planetary Exploration («Долететь до Плутона. Закат эры планетарной разведки»). Возможно, полет к Плутону действительно ознаменует закат эры открытия планет в нашей Солнечной системе на долгие годы.Полет к Плутону — огромное технологическое достижение
Станция «Новые горизонты» летела к Плутону девять лет, преодолев миллиарды километров пути в открытом космосе. За это время контрольный центр успел едва ли не потерять станцию, сумел провести зонд мимо облаков обломков и рассчитать траекторию сближения станции с космическими телами, проведя «горизонты» по орбите Юпитера для придания зонду дополнительного ускорения.
Траектория полета станции «Новые горизонты»
Данные с поверхности Плутона позволят ученым лучше изучить историю Земли
Оперируя доступными на сегодняшний день данными, ученые считают, что Плутон сформировался значительно раньше нашей планеты и проходил все те же циклы «развития», что и Земля, до того как оказаться на краю Солнечной системы.
Целью миссии «Новые горизонты» является картографирование Плутона и Харона, исследование геологии и морфологии космических тел, изучение нейтральной атмосферы Плутона и скорости ее рассеивания в окружающую среду, попытка найти атмосферу Харона, создание карты температур космических тел и многое другое. Эти и другие данные, которые ученые соберут со спутников, помогут им лучше изучить историю возникновения нашей планеты.
Сейчас «Новые горизонты» двигается в сторону пояса Койпера — крупного скопления астероидов, сформировавшихся из «остаточного материала» Солнечной системы. Ученые предполагают, что зонд будет передавать данные еще около двадцати лет.
paperpaper.ru
Миссия Новые Горизонты: Компоненты
Миссия Новые Горизонты > Компоненты
Научно-исследовательская нагрузка станции Новые Горизонты состоит из семи инструментов. В их число входят три оптических прибора, два плазменных, датчик пыли и научный измерительный радиоприемник (радиометр). Эта полезная нагрузка была разработана для исследования геологического строения, состава и температуры поверхности, давления, температуры и скорости рассеивания атмосферы Плутона и его спутников.
Компоненты миссии Новые Горизонты
В случае одобрения расширенной миссии станции, эти инструменты будут использованы для исследования объектов Пояса Койпера, которых сможет достичь космический аппарат.
Полезная нагрузка является невероятно энергоэффективной. Все инструменты в совокупности потребляют менее 28 ватт. Применяется совершенно беспрецедентная в области исследования планет степень миниатюризации оборудования. Приборы разработаны специально для использования в условиях сверхнизких температур и плохой освещенности на Плутоне и в Поясе Койпера.
Alice
Масса: 4,5 кг (9,9 фунтов)
Средняя мощность: 4,4 Вт
Разработка: Юго-Западный научно-исследовательский институт
Ведущий исследователь: Алан Стерн из Юго-Западного научно-исследовательского института
Цель: Изучение состава и структуры атмосферы
Alice является чувствительным ультрафиолетовым отображающим спектрометром, предназначенным для исследования состава и структуры динамической атмосферы Плутона. Там, где обычный спектрометр подобно призме расщепляет свет на составляющие по длине волны, отображающий спектрометр одновременно разделяет свет на составляющие и создает изображение на каждой длине волны. Спектроскопический диапазон «Элис» включает экстремальное и дальнее ультрафиолетовое излучение с длиной волны в диапазоне 500–1800 Ангстрем.
Прибор способен находить различные важные химические вещества в атмосфере Плутона. Спектроскоп будет определять относительное содержание обнаруженных веществ, впервые показывая ученым полную картину состава атмосферы планеты. Alice задействуют для поисков ионосферы возле Плутона, а также атмосферы у его главного спутника Харона. Устройство также будет определять зависимость плотности и температуры атмосферы от высоты над поверхностью Плутона.
Alice состоит из спектрографа, компактного телескопа и высокочувствительного электронного детектора, имеющего по 1024 спектральных канала на каждом из 32 пространственных сегментов длинного прямоугольного поля обзора. Предусмотрено два режима работы. Режим «Свечение» позволяет измерять уровень ультрафиолетового излучения компонентов атмосферы. При режиме «Затемнение» происходит наблюдение Солнца или яркой звезды через атмосферу. Свойства атмосферных компонентов определяются путем измерения уровня поглощения ими солнечного излучения. Поглощение солнечного света атмосферой Плутона будет отображаться в виде характерных провалов или пиков в ультрафиолетовой части спектра. Подобный способ измерения достаточно мощный для изучения малейших следов атмосферного газа.
Облегченная и несколько упрощенная версия прибора Alice первого поколения установлена на борту космической станции Rosetta и используется для изучения поверхности комет и рассеивания их атмосфер.
Ralph
Масса: 10,3 кг (22,7 фунтов)
Средняя мощность: 6,3 Вт
Разработка: Болл Аэроспейс, Центр космических полетов NASA Годдард, Юго-Западный научно-исследовательский институт
Ведущий исследователь: Алан Стерн из Юго-Западного научно-исследовательского института
Цель: Изучение геологии и морфологии поверхности; получение сведений о составе поверхности и карты температуры поверхности
Ralph служит основными глазами Новых Горизонтов и занимается созданием карты Плутона, его спутников и в перспективе других объектов из Пояса Койпера за орбитой девятой планеты. Прибор в паре с ультрафиолетовым спектрометром составляет единый пакет дистанционного зондирования, вследствие чего и получил такое название (здесь содержится отсылка к популярному телесериалу «Новобрачные», главными персонажами которого являются молодожены Ральф и Элис).
Ralph состоит из трех высокочувствительных черно-белых панхроматических и четырех цветных мультиспектральных камер, конструктивно объединенных в блок MVIC (сокращение от Multispectral Visible Imaging Camera), а также спектрометра, работающего в инфракрасном диапазоне. Композиционный отображающий ИК-спектрометр называется LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) и работает в диапазоне волн длиной 1,25–2,50 микрон. Передовой миниатюрный коротковолновый ИК-спектрометр LEISA был разработан учеными Центра космических полетов Годдарда при NASA. Диапазон работы MVIC составляет 0,4–0,95 микрон.
Таким образом, «Ральф» состоит из восьми детекторов. Семь приборов с зарядовой связью (ПЗС) и один инфракрасный детектор запитаны от одного чувствительного увеличительного телескопа с разрешением в 10 раз выше, чем может увидеть глаз человека. Весь пакет потребляет в два раза меньше энергии, чем обычная бытовая электролампа.
Ральф будет принимать и обрабатывать изображения дважды в день, пока Новые Горизонты будут приближаться к Плутону, пролетать мимо него, а затем удаляться. В конечном счете, MVIC сможет создать карту рельефа Плутона в черно-белом либо цветном вариантах с разрешением порядка 820 футов или 250 метров на пиксель. Для определения топографии поверхности будут использоваться стереоизображения. Ученые также смогут измерить точные значения радиусов и орбит Плутона и его лун.
Блок камер также будет получать изображения ночной стороны Плутона, подсвеченные Хароном. Одновременно LEISA будет отображать количество азота, метана, окиси углерода, замерзшей воды и других материалов, включая органические соединения, на освещенной поверхности Плутона и спутников.
Прибор также позволит ученым составить карту температур поверхности Плутона и Харона посредством изучения спектра замороженных азота, воды и окиси углерода.
REX
Масса: 100 грамм (3,5 унции)
Средняя мощность: 2,1 Вт
Разработка: Лаборатория прикладной физики университета Джона Хопкинса, Стэнфордский университет
Основные исследователи: Лен Тайлер и Иван Линскотт, Стэнфордский университет
Цель: Измерение температуры и давления атмосферы вплоть до поверхности Плутона; измерение плотности ионосферы; поиск атмосферы вокруг Харона и других небесных тел
REX (расшифровывается как Radio Science Experiment) собран на небольшой высокотехнологичной печатной плате с цепями обработки сигналов, интегрированными в систему телекоммуникаций Новые Горизонты. Так как телекоммуникационная система является резервированной, на корабле имеются две копии REX. Обе могут работать одновременно, повышая устойчивость передачи данных.
Для исследования атмосферы Плутона будет использоваться техника сокрытия, или затемнения. Аналогичным образом запланировано выполнять поиски атмосферы вокруг Харона. После пролета станции над Плутоном, ее 2,1-метровая (83-дюймовая) спутниковую антенну развернут на Землю. На Земле мощные передатчики NASA начнут посылать пучки излучения вслед за космическим кораблем. Радиоволны станут изгибаться в атмосфере Плутона в соответствии со средним молекулярным весом атмосферного газа и величиной температуры атмосферы. Такой же способ будет примененим для поисков атмосферы Харона, наличие которой сегодня считается маловероятным.
Как правило, описанный тип эксперимента осуществляется космическими миссиями в обратном направлении: сигнал посылается со стороны корабля через атмосферу планеты на Землю. Такой радио-эксперимент называется «нисходящим» (Downlink). АМС Новые Горизонты будет первой, которая использует сигнал Земли. Это связано с очень большим расстоянием, настолько большим, что только стационарные земные радиостанции смогут обеспечить необходимую мощность сигнала. Новая технология проведения эксперимента называется «восходящей» (Uplink) и является значимым достижением.
REX также будет измерять слабые радиоизлучения от космических объектов, мимо которых будет пролетать станция (помимо Плутона это Юпитер и Харон). Ученые собираются использовать эти данные для получения точных значений температуры, как на дневной, так и ночной стороне небесных тел. Кроме того, с помощью REX можно будет отслеживать незначительные изменения в пути космического корабля, которые позволят измерить массу Плутона, Харона и вероятно некоторых иных объектов Пояса Койпера. Также REX даст возможность улучшить измерения радиусов для каждого тела по времени продолжительности радио покрытий Плутона и Харона.
LORRI
Масса: 8,8 кг (19,4 фунтов)
Средняя мощность: 5,8 Вт
Разработка: Лаборатория прикладной физики Университет Джонса Хопкинса
Ведущий исследователь: Энди Чэн, Лаборатория прикладной физики
Цель: Изучение геологии; обеспечение максимально высокого разрешения сближения и точки встречи
LORRI (сокращение от Long Range Reconnaissance Imager) – это поистине «орлиные глаза» Новых Горизонтов. Панхроматическая камера с высоким увеличением включает телескоп с размером апертуры 20,8 см (8,2 дюйма) и блок устройств с зарядовой связью. Фактически это цифровая камера с большим фото телескопом, только приспособленная работать во враждебных условиях окрестностей Плутона со сверхнизкими температурами.
Во время полета именно снимки LORRI будут первыми изображениями системы Плутона, снятыми станцией Новые Горизонты. Съемка начнется примерно за 180 дней до максимального сближения. Плутон со спутниками в этот момент будут выглядеть как яркие точки, однако эти первые снимки помогут навигаторам удержать корабль на курсе. Они также позволят усовершенствовать расчеты орбит Плутона и спутников. В середине мая, примерно за 60 дней до точки встречи, изображения LORRI превзойдут по качеству разрешения снимки телескопа Хаббл. Ученые смогут увидеть детали, которые еще никогда не были доступны человеческому глазу. В точке максимального сближения камера будет передавать изображение поверхности Плутона с разрешением половины футбольного поля – 50 метров в поперечнике.
Такое качество изображений обеспечит беспрецедентный взгляд на геологию Плутона и его лун. Ученые смогут определить количество и размер кратеров на поверхности каждого небесного тела, что откроет историю столкновений объектов в этом отдаленном от нас районе Солнечной системы. LORRI также предоставит важную информацию по истории поверхности Плутона, позволит искать активность на планете (например, гейзеры) и помутнения в атмосфере. В случае расширения миссии Новых Горизонтов именно LORRI обеспечит высокое разрешение изображений других объектов из Пояса Койпера.
В составе камеры нет цветовых фильтров или движущихся частей. Операторы принимают изображения, направляя оборудование непосредственно на цель. Надежную работу в условиях экстремально низких температур обеспечивает инновационная конструкция устройства зеркал, основанная на использовании карбида кремния.
SWAP
Масса: 3,3 кг (7,3 фунтов)
Средняя мощность: 2,3 Вт
Разработка: Юго-Западный научно-исследовательский институт
Ведущий исследователь: Дэвид Маккомас из Юго-Западного научно-исследовательского института
Цель: Изучение солнечного ветра и скорости утечки атмосферы Плутона
SWAP (сокращение от Solar Wind Around Pluto) предназначен для измерения взаимодействия Плутона с солнечным ветром (потоком заряженных частиц, истекающих из светила). Невероятно большое расстояние от Плутона до Солнца определяет высокие требования к инструменту измерений. SWAP имеет крупнейшую апертуру из всех приборов, когда-либо применявшихся для измерения параметров солнечного ветра.
Гравитация на Плутоне примерно в 16 раз меньше земной. На основании этого ученые рассчитали, что каждую секунду покидают атмосферу Плутона примерно 75 килограммов (165 фунтов) вещества. Атмосферные газы покидают планету в виде нейтральных молекул или атомов, ионизирующихся в верхних слоях под воздействием ультрафиолета солнечного ветра. Электрически заряженные ионы и электроны значительно легче уносятся этим солнечным ветром. В ходе данного процесса ионы и электроны приобретают энергию уровня тысяч электронвольт. Энергия приходит от солнечного ветра, который замедляется и закручивается вокруг Плутона.
SWAP измеряет низкоэнергетические взаимодействия, в частности вызванные солнечным ветром. Посредством измерения возмущений солнечного ветра прибор будет определять скорость утечки компонентов атмосферы Плутона.
В верхнем диапазоне энергий можно обнаружить ионы, имеющие энергию до 6,5 кэВ. SWAP сочетает в себе анализатор задерживающего потенциала с электростатическим анализатором. Это позволяет выполнять очень тонкие и точные измерения энергии солнечного ветра. Станция Новые Горизонты может определять мгновенные изменения солнечного ветра. Знание количества вещества, покидающего пределы Плутона, обеспечивает понимание структуры и плотности атмосферы планеты.
PEPSSI
Масса: 1,5 кг (3,3 фунтов)
Средняя мощность: 2,5 Вт
Разработка: Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса
Ведущий исследователь: Ральф Макнатт младший, Лаборатория прикладной физики
Цель: Изучение плотности, состава и характера энергичных частиц и плазмы, образующейся в результате утечки атмосферы Плутона
PEPSSI (сокращение от Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) является самым компактным и наименее мощным направленным спектрометром энергичных частиц среди всех применявшихся ранее в составе космических миссий. Прибор будет осуществлять поиск нейтральных атомов, оставляющих атмосферу Плутона, заряжаясь при взаимодействии с частицами солнечного ветра. Таким образом, можно обнаружить покидающий атмосферу материал. Это может быть молекулярный азот, метан, окись углерода. При покидании атмосферы они могут распадаться в результате поглощения ультрафиолета и под воздействием ионов, перемещающихся с солнечным ветром.
Первые тесты будут получены за миллионы миль от Плутона. Зная расстояние до планеты, ученые смогут даже на такой большой дистанции получать важную информацию о скорости утечки вещества атмосферы и ее составе.
PEPSSI работает по классическому принципу измерения времени пролета частиц. Прибор измеряет промежуток времени между столкновениями и на основании этого определяет скорость частиц, попадающих в камеру детектора, а также их массу и энергию. Этого достаточно для ученых, чтобы получить полную картину о составе каждой частицы. PEPSSI может измерять поведение частиц с энергией до 1000 кэВ. Это на порядки больше, чем способен измерить SWAP. Оба прибора превосходно дополняют друг друга и позволяют ученым эффективно изучать параметры атмосферы Плутона и солнечного ветра.
SDC
Масса: 1,9 кг (4,2 фунтов)
Средняя мощность: 5 Вт
Разработка: Лаборатория космической и атмосферной физики из Университета Колорадо, Боулдер
Ведущий исследователь: Михай Гораньи, Университет Колорадо, Боулдер
Цель: Измерение концентрации частиц пыли во внешней области Солнечной системы
SDC (Venetia Burney Student Dust Counter) – это счетчик пыли, разработанный и построенный студентами из Университета Колорадо. Прибор способен находить микроскопические зерна пыли, возникающие вследствие столкновений астероидов, комет и объектов Пояса Койпера. SDC был создан в ходе официального агитационно-образовательного проекта и стал первым научным инструментом на планетарной миссии NASA, спроектированным и созданным студентами. Устройство считает и измеряет размеры частиц пыли, сообщая тем самым информацию о темпах столкновения объектов внешней Солнечной системы. Прибор также будет использоваться для поиска пыли в окрестностях Плутона.
SDC включает две основные части: устанавливаемый на внешней стороне корабля детектор пыли (в сборке размером 12 на 18 дюймов) и электронный блок внутри космической станции. При попадании пыли на детектор внутренний блок производит все необходимые вычисления, определяя массу и скорость частицы. Детекторы пыли никогда ранее не отправлялись в такие далекие путешествия (1,7 млрд миль от Солнца, или 18 астрономических единиц). Поэтому данные измерений посредством SDC дадут возможность ученым взглянуть на источники возникновения и переноса пыли в Солнечной системе с принципиально новых позиций.
При поддержке факультета студенты Университета Колорадо распространяют и архивируют данные, получаемые от прибора в ходе миссии. Созданный ими детектор получил свое название в июне 2006 года в честь Венеции Берни, которая в 1930 году в возрасте 11 лет предложила имя «Плутон» недавно открытой девятой планете.
v-kosmose.com
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).
КонструкцияОсновная, 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 данныхМозговой 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 системыДвигательные 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 контрольГлавные 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
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. | |
Полет осуществляется благодаря радиоизотопному термоэлектрическому генератору (РИТЭГ).o-kosmose.net
11 невероятных фактов о миссии «Новых горизонтов» к Плутону (12 фото)
На протяжении этой недели, начиная с 14 июля, нас засыпали данными о невероятном по своей эпичности событии: космический аппарат NASA «Новые горизонты» пролетел мимо одного из последних рубежей нашей Солнечной системы, Плутона.
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.
Другие статьи:
nlo-mir.ru
