Пролет плутона – все о космосе

Пост-фактум: всё о Плутоне и миссии «Новые горизонты»

Пролет плутона – все о космосе

Впервые (и единственный раз) в истории космической эры NASA обратилось за разрешением на посещение окрестностей планеты к ее первооткрывателю. Разрешение было дано, и сейчас мы можем наблюдать удивительные картины далекого мира — бывшей планеты Плутон, самой далекой от Солнца.

Американский астроном Клайд Томбо, еще молодым человеком открывший Плутон в 1930 году, вряд ли предполагал в тот момент, что когда-нибудь люди смогут послать космический аппарат к его новой находке. Идея миссии к девятой планете возникла в начале 1990-х годов, когда ее первооткрыватель был еще жив.

В результате в 1992 году 86-летний Томбо получил неожиданное сообщение из Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, в котором у него просили разрешения на посещение Плутона.

Разумеется, никакого юридического статуса это разрешение не имело, но это был очень красивый жест — дань уважения к человеку, открывшему самый дальний рубеж Солнечной системы.

Томбо умер в 1997 году, не дожив менее десяти лет до старта миссии к его планете. Однако он удостоился самых, вероятно, престижных, необычных и уж точно самых далеких похорон в истории человечества: примерно унция (31 г) его праха была помещена в космический аппарат, отправившийся к Плутону и далее.

Вместе с прахом Томбо к Плутону отправились еще несколько символических вещей: компакт-диск с записанными именами почти полумиллиона человек, которые приняли участие в акции «Пошли свое имя на Плутон», часть обшивки первого частного космического корабля SpaceShipOne и марка 1991 года со слоганом «Плутон.

Еще не исследовано».

Далекие миры Плутон-Харон — единственная двойная планета в Солнечной системе. Спутник карликовой планеты Харон довольно массивен, так что они обращаются вокруг общего центра масс, который находится за пределами поверхности Плутона.

Первые крупномасштабные изображения Плутона позволили астрономам сделать вывод, что он похож на Тритон (спутник Нептуна), — это стало одним из подтверждений того, что Тритон является одним из «уроженцев» пояса Койпера.

Фотографии позволили создать первые карты Плутона, два самых крупных образования получили названия «равнина Томбо» в честь первооткрывателя планеты и «ледниковый щит Спутник» в честь первого советского космического аппарата.

После пролета аппарат сделал снимок солнечного затмения Плутоном (структура сияния может рассказать о составе и динамике плутонианской атмосферы). И наконец, впервые сделаны крупномасштабные снимки спутников — Харона, а также гораздо более мелких Никты и Гидры.

Анатомия миссии

Работа над миссией New Horizons («Новые Горизонты») по‑настоящему началась в 2000 году под руководством Алана Штерна, директора Отдела космических исследований в Юго-Западном исследовательском институте (Southwest Research Institute, SwRI).

Предшественниками New Horizons были проекты Pluto 350 и Pluto Kuiper Express, запуск последнего даже был первоначально намечен на 2000 год с достижением планеты в 2012—2013 годах.

Но проекту не повезло — в том самом 2000 году бюджет урезали, поскольку стоимость полета оценивалась в миллиард долларов, и в итоге миссию просто отменили.

Новый проект был осуществлен в весьма сжатые сроки — от создания научно-инженерной команды до готового аппарата прошло всего пять лет: к зиме 2005−2006 годов собранный и укрытый термоизоляцией зонд уже находился на мысе Канаверал, готовый к запуску.

При взгляде на этот космический аппарат сразу становится очевидной одна важная деталь: по силуэту он не похож на современные спутники — у него отсутствуют солнечные батареи. Это неудивительно, поскольку солнечного света у Плутона очень мало. Самая далекая планета, куда посылали космический аппарат с питанием от солнечных батарей, — это Юпитер.

Треугольная платформа с остронаправленной антенной на одной из плоскостей завершается странным выступающим из одного из углов цилиндром. Это — РИТЭГ, радиоизотопный термоэлектрический генератор. В нем электричество вырабатывается напрямую преобразованием тепла распада радиоактивного изотопа.

Такой же источник питания используется в знаменитом аппарате Cassini, более десяти лет работающем в системе Сатурна, и в марсоходе Curiosity.

Внутри РИТЭГа находятся 11 кг плутония-238. Это очень удобный для таких целей изотоп: при его распаде выделяется много тепла, причем этот плутоний испускает только тяжелые альфа-частицы, от которых достаточно легко защититься.

Главный недостаток данного изотопа состоит в его дефицитности: он был побочным продуктом при производстве оружейного плутония, а в настоящее время этот процесс остановлен и в США, и в России.

Поэтому на New Horizons плутония (и запаса энергии) втрое меньше, чем, скажем, на Cassini.

Девять с половиной лет пути

Российские двигатели РД-180, установленные на ракете-носителе Atlas V, унесли аппарат с космодрома на мысе Канаверал. New Horizons стал самым быстрым космическим аппаратом «на старте»: после того как разгонные двигатели были выключены, скорость зонда относительно Земли оказалась равной 16,26 км/с, а скорость относительно Солнца — 45 км/с.

Впрочем, сейчас относительно Солнца аппарат летит со скоростью 14,5 км/с, так что звание самого быстрого космического аппарата вернулось к знаменитому Voyager-1, который удаляется от нашей звезды со скоростью более 17 км/с. Но даже с такими скоростями добираться до Плутона придется долго. Сейчас сигнал от аппарата идет до Земли почти пять часов.

Попутно New Horizons установил мировой рекорд не только по скорости удаления от Земли, но и по скорости путешествия к Луне: всего лишь 8 часов 35 минут. Через год с небольшим аппарат совершил гравитационный маневр около Юпитера.

В это время были протестированы все научные инструменты и изучены удивительные галилеевы спутники Юпитера и самая большая планета Солнечной системы. К примеру, удалось получить прекраснейшие снимки вулканов на спутнике Ио.

В начале полета New Horizons сумел пофотографировать еще и небольшой астероид — для проверки систем захвата изображений. Первый снимок Плутона аппарату удалось сделать уже на первом году полета, в сентябре 2006 года. Никакой научной ценности снимок не имел, однако продемонстрировал возможности камеры LORRI.

Но большую часть времени, две трети всего полета, аппарат «спал» или, по‑научному, находился в режиме гибернации — 1837 дней, разбитых на 18 периодов длиной от 36 до 202 дней, аппарат не выходил на связь, а просто летел, экономя энергию.

Разжалованная планета

Летом 2006 года, когда аппарат уже летел к своей цели, произошло эпохальное событие, вызвавшее бурные дебаты. Дело в том, что очередная Генеральная ассамблея Международного астрономического союза (МАС) решила, наконец, навести порядок в планетной терминологии.

Ведь за последние десятилетия в поясе Койпера за Нептуном было открыто множество самых разных объектов, и кое-какие из них были сравнимы по размерам с Плутоном, а то и больше его.

Неужели и их тоже нужно записывать в планеты? В результате жестких дебатов астрономы решили изменить формулировки и считать планетой лишь то тело, которое удовлетворяет следующим трем условиям. Во‑первых, оно само вращается вокруг Солнца.

Во‑вторых, оно достаточно массивно, чтобы под действием гидродинамического равновесия приобрести форму, близкую к шарообразной. И в-третьих, оно достаточно массивно, чтобы окружающее его пространство оказалось очищенным от других небесных тел.

Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун новый тест от МАС прошли, а Плутон «срезался» на третьем условии. Теперь он, как и Церера из пояса астероидов, а также Хаумеа, Макемаке и Эрида из пояса Койпера, считается карликовой планетой. Впрочем, сейчас снова развернулось движение «Верните Плутон в семью!». Семью классических планет, разумеется.

Научный груз На аппарате размещены семь основных научных приборов. Конечно, для простых любителей астрономии главный — это камера LORRI (Long-Range Reconnaissance Imager), основной инструмент для получения фотографий Плутона в высоком разрешении.

Два прибора — ультрафиолетовый спектрометр и обзорная фотокамера для съемки в видимом и инфракрасном спектре — носят имена героев телесериала 1950-х годов: The Honeymoons, Alice и Ralf. LORRI — камера более высокого разрешения, но монохромная, разрешение камеры Ralf ниже, зато она цветная.

Прибор SWAP — анализатор солнечного ветра у Плутона — должен изучить атмосферу Плутона и установить, есть ли у него магнитосфера. Будет изучать атмосферу Плутона и ее взаимодействие с солнечным ветром и спектрометр энергетических частиц PEPSSI, а также радиоспектрометр REX. Последний инструмент — детектор пыли VB-SDC — тоже весьма оригинален.

Он представляет собой веер радиусом 42 см, на который натянута тонкая пленка. Этот прибор должен собирать данные о пылевых частицах в поясе Койпера.

22 часа молчания

Тем не менее, несмотря на то что главная цель миссии оказалась пораженной в правах, полет продолжался. С января 2015 года астрономы уже постоянно наблюдали приближающийся Плутон. Весной же были пройдены два важных рубежа. 12 марта до Плутона осталось меньше одной астрономической единицы (1 а.е.

— это расстояние от Земли до Солнца), а 5 мая разрешение снимков системы Плутона и его спутников превысило максимальное значение, которое можно получить при помощи телескопа Hubble. Чуть позже были опубликованы фотографии и анимации, на которых видно движение всех пяти спутников Плутона — крупного Харона и совсем мелких Никты, Гидры, Кербера и Стикса.

Эти снимки подтвердили расчеты, основанные на наблюдениях телескопа Hubble: из-за гравитационных возмущений, вызванных Хароном, остальные спутники (маленькие дынеобразные тела) кувыркаются в полете и летят по неправильным орбитам. С каждым днем Плутон и Харон были виднее все отчетливее, на них можно было разглядеть все больше и больше деталей.

Все ждали дня максимального сближения 14 июля, как вдруг…

Большую часть времени из девяти с половиной лет космический аппарат «Новые горизонты» провел в глубоком сне. Вот основные этапы полета. 19 января 2006 года. Запуск космического аппарата New Horizons с мыса Канаверал во Флориде. 28 февраля 2008 года.

Пролет около Юпитера для совершения гравитационного маневра позволил сэкономить около трех лет полетного времени и заодно проверить научные приборы аппарата. 2007−2014.

Большую часть времени при перелете от Юпитера к Плутону аппарат находился в состоянии гибернации (глубокого сна), еженедельно посылая лишь дежурные отчеты о функционировании «во сне». Но около 50 дней в году аппарат бодрствовал, выполняя проверки научных приборов и навигационные измерения для уточнения курса.

Декабрь 2014. Последний плановый период гибернации закончен, и аппарат просыпается для интенсивной подготовки к встрече с Плутоном. 14 июля 2015 года. «Новые горизонты» проходят точку наибольшего сближения с Плутоном.

2017−2020. Космический аппарат будет направлен к одному из объектов пояса Койпера, чтобы продолжить научную программу.

За десять дней до даты максимального сближения, 4 июля, в работе бортового компьютера аппарата произошел сбой. Связь с центром управления на Земле прервалась на 81 минуту.

В условиях, когда сигнал в одну сторону идет четыре с половиной часа, а ответа нужно ждать все девять, это заставило ученых несколько поволноваться.

Тем не менее со сбоем справились сами компьютерные системы аппарата, и подготовка к сближению продолжилась.

И вот настал «день Х для планеты Х» — 14 июля 2015 года, день, которого все астрономы ждали более девяти лет. Аппарат передал на Землю первый подробный снимок поверхности Плутона… и замолчал, на этот раз — на долгих 22 часа.

Но это было плановое молчание, на время основной научной миссии радиосвязь с Землей была отключена.

Зонд пролетел сквозь систему Плутона на расстоянии 12 500 км от его поверхности, сумел развернуть камеры и успел сфотографировать темную сторону Плутона, увидев ореол атмосферы вокруг темного диска. А потом началось самое интересное.

Те, кто застал зарождение интернета в 1990-х, помнят, сколько времени требовалось, чтобы закачать коротенький видеофайл с помощью телефонного модема со скоростью 16 600 бит/с на домашний компьютер. Так вот, на Плутоне ситуация еще хуже. Скорость передачи информации едва достигает 1000 бит/с.

А за время пролета мимо Плутона зонд собрал около 50 ГБ научной информации, которые нужно передать на Землю, — именно в этом состоит цель миссии. Передача этих данных займет… почти два года, до марта 2017-го. Разумеется, первые снимки и важнейшие научные данные уже были переданы в первые дни.

А сейчас передача новых изображений приостановлена на целых два месяца.

Виды Плутона

Главные снимки, которые уже получены, — это изображения Плутона и Харона в высоком разрешении. Система Плутон-Харон вообще уникальна — это единственная двойная планета в Солнечной системе.

Именно двойная: Харон настолько большой, что они с Плутоном вращаются вокруг общего центра масс, который находится за поверхностью Плутона. Чтобы проще это представить себе, вообразите молотобойца, раскручивающего молот.

Здесь не молот вращается вокруг спортсмена, а они вдвоем «танцуют» вокруг какой-то точки.

Сам Плутон поразил астрономов. Во‑первых, он оказался весьма похож на Тритон: это подтверждает догадку, что самый большой спутник Нептуна был захвачен из пояса Койпера.

Во‑вторых, никто не ожидал увидеть на Плутоне сердце. Однако именно на символ сердца оказался похож светлый регион на первом же крупном снимке карликовой планеты.

Впрочем, шутники удачно вписали в него портрет диснеевского пса Плуто.

Началась и плутонианская картография. Два самых крупных образования на Плутоне получили названия Томбо в честь первооткрывателя планеты и Спутник в честь первого советского космического аппарата.

К слову, Спутник стал главным сюрпризом Плутона — уже через несколько дней выяснилось, что это не равнина, а ледниковый щит с движущимися ледниками. Прибор Ralf подтвердил большое количество метанового и азотного льда на Плутоне.

На подробных снимках хорошо видно, как на северной границе ровного (без единого кратера!) Спутника ледник затекает в старый кратер. Ученые уже отметили, что снимки Спутника напоминают спутниковые снимки Антарктиды, и это было совершенно неожиданно.

Аппарат успел увидеть и обратную сторону Плутона и сделать снимок солнечного затмения в поясе Койпера. New Horizons сумел сфотографировать то, как Плутон закрывает Солнце, и увидеть сияние атмосферы вокруг карликовой планеты. По структуре сияния уже делаются первые выводы о составе и о динамике плутонианской атмосферы.

Очень необычными оказались и горы на Плутоне. По высоте — не меньше 3,5 км — это уже почти Уральские горы, но они молодые, на снимке гор почти не видно мелких кратеров. Фотографии пиков в высоком разрешении уже переданы на Землю. Возможно, это не просто горы, а криовулканы.

Есть первые данные и о спутниках — уже переданы снимки крошечных Никты (цветной) и Гидры (черно-белый). На Никте видно загадочное красное пятно, но что это такое — пока непонятно. Разумеется, не остался без внимания и Харон.

Одним из первых на Землю передали его детальный снимок, на котором хорошо видны многочисленные кратеры и следы геологической активности Харона — разломы и молодые горы. Предположительно удалось увидеть и растущий криовулкан (впрочем, пока без следов жизнедеятельности).

Огромное темное пятно, которое было видно еще на ранних снимках, оказалось странной впадиной, не очень похожей на ударный бассейн крупного кратера.

Далекие цели

На ближайшие два года задача аппарата — передавать полученные данные и радовать обывателей красивыми картинками, а ученых — новыми загадками. И просто лететь. Дело в том, что сейчас New Horizons представляет собой брошенный в небо камень. У него нет топлива для значительной смены курса.

Максимум, что может себе позволить команда аппарата, — это отклонить его траекторию на небольшой угол, до одного градуса. Но вот куда именно отклонить? К моменту старта миссии в той области космического пространства не было известно ни одного объекта пояса Койпера.

Неужели все закончится Плутоном? Ведь энергии радиоизотопного генератора хватит еще на десяток лет. К счастью, в космосе уже давно работает ветеран астрономического флота телескоп Hubble. Специально для миссии New Horizons был проведен поиск подходящих кандидатов в нужном секторе неба.

Удалось найти три объекта — с разной вероятностью достижения их исследователем Плутона.

Объект 2014 MU69 (1110113Y) диаметром около 60 км представляется самым удачным — до него New Horizons долетит со 100%-ной вероятностью, потратив на маневры всего 35% оставшегося топлива. Вторым кандидатом стал астероид 2014 PN70 (G12000JZ).

Вероятность удачно добраться до него чуть меньше — 97%, при этом топливо будет израсходовано почти все, однако у данной цели есть и плюсы: этот объект вдвое больше первого, что повышает его научную ценность.

Поначалу рассматривался и третий открытый Hubble объект — астероид 2014 OS393 (e31007AI), но потом стало ясно, что вероятность его увидеть всего 7%. Сейчас его исключили из списка кандидатов.

Выбор цели будет сделан очень скоро — как только ученые получат небольшую передышку. А значит, скоро мы снова будем ждать фотографий мира, которого никто и никогда доселе не видел.

За время пролета мимо Плутона зонд собрал около 50 гигабайт научной информации, которые нужно передать на Землю, — именно в этом состоит цель миссии.

Статья «Новые горизонты» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2015).

Космический аппарат NASA «New Horizons» подобрался к Плутону ближе всех

Пролет плутона – все о космосе

14.07.2015 14:51:00

Программа визита к самой дальней планете Солнечной системы достигла кульминации

Изображение NASA

“Привет, Плутон! Мы подошли ближе всех. Наши всем поздравления!”, – сообщил Twitter NASA.

После 9,5 лет полета, пройдя расстояние более 5 миллиардов километров космический корабль «New Horizons» (Новые горизонты), приблизился к самой дальней планете Солнечной системы – Плутону – на минимальную дистанцию в 12500 км.

Сайт Американского агентства по аэронавтике и космическим исследованиям (NASA) устроил обратный отсчет времени до момента прохождения аппаратом ближайшей к Плутону точки.

На подлете к главной цели своего путешествия «New Horizons» уже передал на Землю массу информации, включая уникальные снимки Плутона и его окрестностей. Все время, которое потребуется аппарату на облет Плутона, NASA собирается в режиме реального времени освещать события, происходящие на окраине Солнечной системы.

Самый детальный и подробный снимок Плутона, когда-либо сделанныйв истории исследований планеты. Фото NASA – “New Horizons”.

Передача данных с аппарата в несжатом виде займет около полутора лет, однако ученые сначала получат «превью» в сжатом виде.

Это обусловлено, во-первых, гигантским расстоянием, а во-вторых, возможностями аппарата, который может передавать данные со скоростью 768 бит/с – это медленнее даже старого телефонного модема. «Превьюшки» уже начали поступать.

NASA опубликовала сегодня самый детальный и подробный снимок Плутона, когда-либо сделанный в истории исследований планеты.

Главный вопрос миссии, на который ответ уже получен, – размеры Плутона. Ученые установили, что диаметр планетоида 2370 км., что несколько больше, чем прежние оценки.

Для новой оценки размеров использовались данные, полученные при дальней разведке с помощью камеры «Lorri» (Long Range Reconnaissance Imager), установленной на «Новых горизонтах».

Результат подтверждает предположение о том, что Плутон – самое большое небесное тело за пределами орбиты Нептуна. Однако, пока «New Horizons» летел к своей цели, Плутон был лишен «почетного звания» планеты Солнечной системы.

Эта космическая миссия, возможно, закончится к 2026 году. После пролета системы Плутон–Харон аппарат направится вглубь Пояса Койпера. Некоторые ученые считают, что и сам Плутон со спутниками является частью этого пояса астероидов. Если получится и позволит запас топлива, то «Новые Горизонты» исследуют небесные тела в Поясе Койпера.

Успешный полет «New Horizons» сравним с успехом исследований глубокого космоса, который провидит комплекс ESA «Rosetta», однако больше человечество пока не собирается отправлять космические аппараты так далеко от Земли, как улетели пара аппаратов «Voyager» и «New Horizons».

Стоимость подобных проектов очень велика, а новому поколению жителей Земли сложно понять, зачем нужно «выстреливать» в космос огромными суммами, поэтому с дальним космосом, похоже, покончено.

Даже если сейчас будет принята какая-то программа, то результаты этой миссии будут не ранее, чем через 15 лет (строительство и полет).

Сколько времени занимает путь до Плутона?

Пролет плутона – все о космосе

Путь до карликовой планеты Плутон – длинный путь. Так насколько быстро мы сможем добраться до него?

До Карликовой планеты непостижимо большое расстояние, более 5 миллиардов километров от Земли. Это бросает вызов воображению, что кто-либо сможет путешествовать на такое расстояние, и все же, зонд NASA «New Horizons» отправился к Плутону, и его путешествие завершится в июле 2015 года.

Возможно Вы впервые слышите эту новость. Но как только «New Horizons» тесно приблизится к Карликовой планете, эта новость будет повсюду. Вот некоторые передовые знания о том, насколько удивительно это путешествие, и что потребуется, чтобы пересечь это огромное расстояние в Солнечной системе.

Плутон движется по вытянутой эллиптической орбите вокруг Солнца. Ближайшая точка орбиты к Солнцу, известная как «перигелий», 4,4 миллиарда километров. Это почти 30 а.е., или 30-ти кратное расстояние от Земли до Солнца.

Последний раз Плутон достиг этой точки 5 сентября 1989 года. Наиболее удаленная точка орбиты, известной как «афелий», находится на расстоянии 7,3 миллиардов километров от Солнца, или 49 а.е.

В ней Карликовая планета будет находиться 23 августа 2113 года.

Путь света от Земли до Плутона занимает 4,6 часа. Если Вы хотите отправить сигнал к Плутону, то Вам потребуется 4,6 часов для того чтобы он дошел, а затем еще 4,6 часов, чтобы сообщение вернулось к нам.

Когда «New Horizons» оторвались от Земли, скорость космического корабля составляла 58 000 км/ч. Для сравнения, астронавты «прогуливаются» по орбите со скоростью 28 000 км/ч. Если к этому добавить скорость Земли, то получается, что зонд удаляется от Солнца со скоростью 160 000 км/ч.

К сожалению гравитационное поле Солнца замедлило зонд. К тому времени как «New Horizons» достигли Юпитера, его скорость была 68 000 км/ч, но он смог украсть немного скорости Юпитера и вернуть ее до 83 000 км/ч. Когда он, наконец, достигнет Плутона, его скорость будет 50 000 км/ч. Так как долго будет продолжаться это путешествие?

Космический аппарат «New Horizons» запущен 19 января 2006 года, достигнет же он Плутона 14 июля 2015 года, немного математики и Вы увидите, что путешествие продолжится 9 лет 5 месяцев и 25 дней. Космическому аппарату «Voyager» потребовалось 12,5 лет, чтобы преодолеть расстояние между Землей и Плутоном. А космический корабль «Pioneer» сделал это за 11 лет.

Смогли бы Вы добраться до Плутона быстрее? Конечно. С более мощной ракетой и более легким полезным грузом, Вы определенно сократили бы время путешествия. Но есть несколько проблем. Ракеты дорогие, по совпадению, большие ракеты – супердорогие. Другая проблема в том, что более быстрое достижение Карликовой планеты, означает трудности в научных исследованиях Плутона.

Зонд «New Horizons» проделал самый быстрый путь к Плутону, также космический аппарат пролетит вокруг планеты со скоростью 50 000 км/ч. Это даст меньше времени, чтобы сделать снимки с высоким разрешением.

И если бы Вы хотели фактически зайти на орбиту Плутона, Вам потребовалось бы больше ракет, чтобы потерять скорость. Таким образом, сколько времени занимает путь до Плутона? Примерно 9-12 лет.

Вы могли бы сделать это быстрее, но тогда Вы получите меньше научных знаний, и это вероятно, не стоило бы прорыва.

Космический аппарат “Новые горизонты”: миссия на Плутон | Мир Знаний

Пролет плутона – все о космосе

Долгое время Плутон особенно не интересовал ни астрономов, ни планетологов, уж больно далеко он находится от Земли.

Однако в XXI веке ученые из НАСА все же решили, что дошла очередь и до Плутона, и направили к нему космический аппарат «Новые горизонты».

Он преодолел огромное расстояние и переслал нам фотоснимки далекой планеты. Плутон дождался своего звездного часа — его портрет увидели миллиарды жителей Земли.

Почти до самого конца XX века астрономы и планетологи практически не обращали внимания на далекий Плутон, их интересовали более близкие и гораздо более интересные на их взгляд планеты.

Плутон оставался единственной из планет Солнечной системы, к которой еще не приближался земной космический аппарат.

Наконец в 90-х годах НАСА все же приступило к разработке автоматической межпланетной станции (АМС) New Horizons Pluto-Kuiper Belt для исследования Плутона.

В самом начале нового тысячелетия из-за сокращения финансирования проект какое-то время находился под угрозой полного закрытия, однако в его защиту активно выступила научная общественность, и средства на него выделили.

С конца февраля 2003 года в НАСА начали подготовку первой экспедиции к Плутону. Поддержку руководства агентства получил малобюджетный проект «Новые горизонты», разработкой которого занималась группа под руководством Алана Штерна.

Стоимость проекта оценивалась в 2006 году примерно в 650 млн долларов.

19 января 2006 года только с третьей попытки ракетоноситель «Атлас-5» вывел аппарат в космическое пространство, старт с мыса Канаверал два раза откладывался, один раз из-за сильного ветра, другой — из-за аварийного отключения электроэнергии. Стоит отметить, что на первой ступени «Атласа-5» был установлен российский двигатель РД-180. Так что в какой-то мере и с нашей помощью аппарат «Новые горизонты» отправился в свое долгое и опасное межпланетное путешествие.

Масса аппарата достигала 478 кг (из них — 77 кг топлива), а размеры — 2,2 x 2,7 x 3,2 метра. Источником электроэнергии служил радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), работающий на плутонии-238. Всего в РИТЭГ было загружено около 11 кг радиоактивного топлива. Любопытно, что плутоний был назван в честь планеты Плутон, к которой и направлялся аппарат.

Вычислительный комплекс на борту аппарата был представлен двумя системами — системой обработки команд и данных и системой навигации и управления. Каждую из систем продублировали, в сумме получилось четыре компьютера.

Кроме самого различного научного оборудования на борту аппарата находились: капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, первооткрывателя Плутона; компакт-диск с 434 738 именами людей, участвовавших в акции НАСА «Пошли своё имя на Плутон»; еще один диск с фотографиями аппарата и его разработчиков; два флага США и др.

Стоит отметить, что у руководства миссии из-за ограниченности современных технологий не было возможности вывести аппарат на орбиту Плутона и снизить его скорость. Заранее предполагалось, что он пройдет мимо планеты, надо было использовать это короткое время, чтобы получить максимум данных о Плутоне и его окружении.

Долгий и опасный путь к цели

Аппарат «Новые горизонты» покинул окрестности нашей планеты с самой большой скоростью из всех когда-либо стартовавших космических аппаратов. В момент выключения двигателей относительно Земли она составила 16,26 км/с. В январе 2006 года была осуществлена плановая коррекция траектории полета аппарата перед предстоявшим гравитационным маневром около Юпитера.

Уже 7 апреля 2006 гола аппарат пересек орбиту Марса на расстоянии 243 млн км от Солнца, его скорость составляла около 21 км/с. Надо отметить, что путешествие аппарата было весьма рискованным. «Да.

частицы размером с рисовое зерно могут быть смертельными для аппарата «Новые горизонты» поскольку движемся мы очень быстро», — рассказывал Алан Штерн, главный исследователь миссии.

28 февраля 2007 года был совершен гравитационный маневр в окрестностях Юпитера. Аппарат приблизился к планете на расстояние 2,305 млн км и произвел фотосъемку планеты и ее спутников с высоким разрешением. 8 июня 2008 года аппарат «Новые горизонты» пересек орбиту Сатурна.

29 декабря 2009 года ознаменовалось пересечением условной границы, которая отмечала половину расстояния от Земли до Плутона. В конце июля 2010 года прошло успешное опробование камеры дальней съемки LORRI на Нептуне и его спутнике Тритоне с расстояния примерно 23,2 а. е.

от Нептуна.

В июне 2014 года команда миссии провела последнюю проверку систем перед прибытием к Плутону. 25 августа 2014 года аппарат пересек орбиту Нептуна.

Уже в январе 2015 года началось наблюдение Плутона с большого расстояния, а 12 марта аппарат приблизился к планете на расстояние менее 1 а. е.

С 25 апреля по 1 мая «Новые горизонты» провели фотосъемку, в результате которой на снимках были зафиксированы все известные на данный момент спутники Плутона, 12 мая эти снимки были опубликованы.

30 июня 2015 года аппарат «Новые горизонты» с помощью инструмента Ralph подтвердил наличие на планете метанового льда, открытого на Плутоне ещё в 1976 году учеными из обсерватории Китт-Пик.

А вот 4 июля миссия оказалась под угрозой из-за сбоя компьютера, в результате произошел перерыв связи с центром управления полетом длительностью в 81 минуту. Стоит отметить, что в этот момент пакет команд от Земли до зонда шел 4 часа 30 минут.

Однако специалисты из НАСА заверили, что сбой не окажет влияния на ход миссии.

Главную цель удалось достигнуть!

14 июля 2015 года начался пролет аппарата на расстоянии около 12,5 тысячи километров от поверхности Плутона. Это была кульминация уникальной миссии. В ход пошли все семь научных приборов и инструментов, находящихся на борту. В целом «Новые горизонты» проводили наблюдения всего 9 дней, за эти дни удалось собрать около 50 гигабит информации.

20 июля 2015 года завершилась передача на Землю первого пакета изображений системы Плутона с пролетной траектории. Передача данных продолжилась и в последующее время. 22,25,28 октября и 4 ноября 2015 года были проведены четыре коррекции траектории космического зонда.

А 25 октября 2016 года завершилась передача на Землю научных данных, собранных во время пролета Плутона в июле 2015 года.

https://www.youtube.com/watch?v=4pHl9vZFCow

На 1 января 2019 года планируется пролет аппарата вблизи объекта 2014 MU69 из пояса Койпера на расстоянии 43,4 а. е. от Солнца.

Подходящие цели для аппарата в поясе Койпеpa были найдены с помощью телескопа «Хаббл»; кроме 2014 MU69, это астероиды 2014 PN70 и 2014 OS393.

Однако из-за отсутствия достаточного количества топлива последние две цели были отклонены. Окончание миссии «Новые горизонты» планируется в 2026 году.

Материалы этой уникальной миссии до сих пор обрабатываются учеными, однако о некоторых ее достижениях уже можно сказать. При сближении с Юпитером зонд «Новые горизонты» сделал ряд снимков Ио, которые запечатлели вулканические всплески на поверхности спутника.

После обработки снимки позволили создать первое видео извержения вулкана за пределами нашей планеты. Зонд НАСА впервые показал всем людям, как выглядит далекий Плутон, кстати, уже в ходе миссии разжалованный из числа планет Солнечной системы.

Сейчас это небесное тело считают карликовой планетой.

Пожалуй, наиболее озадачило ученых обнаружение азота, который доминирует в атмосфере Плутона. Сотни тонн атмосферного азота каждый час улетучиваются в космическое пространство; откуда берется этот азот, ученые пока не знают.

Неожиданностью для ученых стали геологическая активность и молодой возраст ряда участков карликовой планеты, обнаружение тумана в атмосфере Плутона и низкая скорость истекания газов из нее.

Получены данные, позволяющие предположить существование в древности океана под поверхностью Харона. Ученые не исключают и наличие жидкого водоема в недрах Плутона. Удалось обнаружить слоистую структуру атмосферы планеты и наличие в ней гидродинамических гравитационных волн.

Попытки найти у Плутона новые спутники, кроме ранее обнаруженных, оказались тщетными.

Миссия «Новые горизонты» является крупным технологическим достижением, ведь для достижения Плутона аппарат НАСА преодолел миллиарды километров в открытом космосе, проведя в пути девять лет.

    1184      

Поддержите проект Мир Знаний, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзен

Миссия длиной в 10 лет. Аппарат NASA приблизился к Плутону

Пролет плутона – все о космосе

Корреспондент.net, 22 июля 2015, 07:21

На следующей неделе (13 – 19 июля – ред.) зонд NASA New Horizons на скорости почти 15 км/с пройдёт в 10.000 км от Плутона и станет единственным космическим аппаратом, сумевшим приблизится к этой планете на такое расстояние, пишет Павел Сивоконь в №27 журнала Корреспондент от 10 июля 2015 года.

Он также станет одним из немногих рукотворных объектов, который должен вплотную приблизиться к границам Солнечной системы и даже уйти за её пределы.

Но это случится не ранее 2020 года, когда атомные батареи спутника почти разрядятся, а на то, чтобы передать сигнал на Землю, у него будет уходить не менее пяти часов.

Теперь же зонд готовится к своему звёздному часу. Он пройдёт у Плутона, а также его спутника Харона и сфотографирует оба небесных тела на высокочувствительные камеры. Это позволит ответить сразу на несколько вопросов — есть ли кольца у Плутона, которые невозможно увидеть в телескоп, обладает ли Харон атмосферой и существует ли там подо льдами океан воды.

Наконец, человечеству нужно понять, из каких объектов состоит пояс Койпера, который считают обломками несформировавшейся планеты или строительным мусором, оставшимся после того, как Солнечная система приобрела нынешние очертания. Но главное, аппарат призван доказать, что долгие полёты непилотируемых станций возможны. Он послужит ещё одним залогом того, что новая правительственная программа исследования космоса США имеет шанс на успех.

В этом году аппарат Европейского космического агентства Rosetta уже доказал свою эффективность в условиях длительного полёта. Тогда он сумел приблизиться к комете Чурюмова – Герасименко и спустить туда небольшой зонд.

New Horizons будет новым шагом в этих исследованиях. Он путешествовал почти десять лет и теперь пробудился от сна, чтобы выполнить свою главную миссию – дать ответ на вопрос, что такое Плутон, и доказать, что роботы могут бороздить космос без помощи человека. А потом пролететь рядом с астероидами и навсегда покинуть Солнечную систему.

Ядерный робот

Аппарат New Horizons запустили в январе 2006 года, и в тот момент он казался вершиной научной мысли. Тогда США и ЕС уже отправили в космос несколько аппаратов, которые не требовали пилотирования человеком и обеспечивались реакторами на ядерном топливе.

Пионером этой программы стал аппарат Cassini, который должен был исследовать Сатурн и его спутники. Запущенный в 2004-м, этот зонд всё ещё находится в строю и только к 2020 году может выработать весь свой запас энергии и рухнуть на поверхность Меркурия.

В силовой установке New Horizons более 10 кг радиоактивного изотопа плутония-238 в виде 72 таблеток, изолированных силовыми корпусами из иридия и графита

В силовой установке New Horizons более 10 кг радиоактивного изотопа плутония-238 в виде 72 таблеток, изолированных силовыми корпусами из иридия и графита. Они будут вырабатывать энергию, необходимую миссии, минимум до 2020 года и только тогда разрядятся.

Конечно, американская общественность сразу начала протестовать против запуска этого аппарата на орбиту из-за возможности аварии и радиоактивного загрязнения части территории США. Хотя, по словам Эрика Стерна из NASA, даже если бы ракета разбилась, загрязнению подверглись бы только 100 кв. км. Но в итоге ракета Atlas-5 нормально взлетела и доставила аппарат на заданную орбиту.

Интересно, что топливо для двигателя собирали почти по крупицам, так как данный изотоп является побочным продуктом создания ядерного оружия, а в США эти разработки давно законсервированы. Нужное его количество едва удалось собрать.

Несмотря на трудности и опасения экологов, New Horizons смог развить рекордную скорость на пути к Луне, 58.000 км/ч, и выйти на её орбите на гравитационный манёвр. После этого он на долгие годы ушёл в режим спячки, из которой его выводили только с целью получения данных телеметрии для проверки правильности работы всех систем.

В общей сложности более девяти лет он просыпался на короткое время, но работал нормально. И только в июле 2015-го астрономы разбудили его, так как он приблизился к точке назначения.

Уже не планета

Обнаружение новой планеты, девятой в Солнечной системе, предсказали ещё в начале ХХ века, но только в 1930-м астроном Клайд Томбо открыл её.

«Из-за большой удалённости от Солнца и вытянутой орбиты только к концу века мы сумели разглядеть очертания Плутона», — говорит Корреспонденту Стерн.

По его словам, вначале это небесное тело казалось намного большим, но потом учёные определили, что планетоид мало чем отличается по своим габаритам от Луны или других крупных спутников планет-гигантов. Поэтому постепенно сформировалось мнение, что Плутон — это не полноценная планета, а только планетоид. И его спутник Харон может быть таким же планетоидом, и вращаются они друг вокруг друга.

Главная проблема состояла в том, чтобы подтвердить эти гипотезы. Во-первых, орбита Плутона вокруг Солнца очень вытянутая. Свой первый полный оборот с момента открытия он закончит только в 2178 году, так что рассмотреть его в разных положениях сложно. Во-вторых, Плутон слишком далеко от Солнца, и даже сильные телескопы не могут тут помочь.

Сейчас наибольший интерес представляет атмосфера планетоида. За последние десять лет она выросла со 130 до 3.000 км и теперь тянется на половину расстояния до Харона

Сейчас наибольший интерес представляет атмосфера планетоида. За последние десять лет она выросла со 130 до 3.000 км и теперь тянется на половину расстояния до Харона.

Учёные считают, что это следствие нагревания одного из полюсов планетоида, который до того был в тени.

На его поверхности должно быть было много замёрзшего газа, который начал таять и выходить в космос, образуя своеобразную атмосферу.

New Horizons сфотографирует данный феномен и определит, из чего состоит газ. Пока в NASA считают, что там больше всего азота и метана, но точно это не известно.

Кроме того, аппарат должен составить подробную карту планеты и после этого уйти к поясу астероидов. Если ему хватит топлива на гравитационный манёвр, то вскоре после Плутона он достигнет одного из недавно открытых астероидов и сделает его карту. Тогда учёные смогут понять, насколько верна гипотеза о том, что астероиды — это остатки строительного материала, из которого созданы все планеты.

Если проект New Horizons окажется полностью успешным, в США планируют в скором времени запустить ещё несколько зондов, которые выйдут далеко за пределы Солнечной системы, хотя при нынешних скоростях для этого понадобятся многие годы.

***

Этот материал опубликован в №27 журнала Корреспондент от 10 июля 2015 года. Перепечатка публикаций журнала Корреспондент в полном объеме запрещена. С правилами использования материалов журнала Корреспондент, опубликованных на сайте Корреспондент.net, можно ознакомиться здесь. 

Миссия New Horizons: свидание с Плутоном

Пролет плутона – все о космосе

Так пролет New Horizons возле Плутона представляют себе художники NASA

Ученые и инженеры NASA планируют свою жизнь на десятилетия вперед. Еще летом 2005 г. они знали, чем будут заниматься в июле 2015 г. – наблюдать за пролетом космического аппарата New Horizons возле Плутона. Предлагаем и вам приобщиться к этому важному для исследования космоса событию.

New Horizons – первый аппарат, запущенный NASA в январе 2006 г. в рамках программы по исследованию отдаленных объектов Солнечной системы New Frontiers.

Основная цель New Horizons – система Плутон-Харон, но за 9,5 лет пути аппарат успел выполнить и ряд дополнительных заданий.

Плюс после посещения Плутона ему предстоит изучить как минимум один объект пояса Койпера, грубо говоря, второго пояса астероидов, находящегося за орбитой Нептуна.

Плутон и его команда

Вид на систему Плутон-Харон с поверхности Гидры. Художественный концепт

Хотя в августе 2006 г., всего через полгода после запуска New Horizons, Плутон и потерял статус девятой планеты Солнечной системы, он не стал менее интересным объектом для исследования.

Это десятый по массе, после восьми планет и карликовой планеты Эрида, объект Солнечной системы.

Орбита Плутона имеет значительный эксцентриситет и существенный наклон относительно плоскости эклиптики, что отличает его от настоящих планет. Плутон был официально открыт 13 марта 1930 г.

, хотя первые слабые изображение «планеты Икс» были получены еще в 1915 г., но, к сожалению, не идентифицированы.

Интересно, что название планеты предложила одиннадцатилетняя британская школьница Венеция Берни, интересовавшаяся астрономией и классической мифологией. Когда в 2006 г.

Плутон лишали статуса планеты, Венеция сказала в интервью: «В моем возрасте мне почти все равно, но я бы предпочла, чтобы он оставался планетой».

В честь женщины назван прибор Student Dust Counter на борту аппарата New Horizons.

По большому счету стоит говорить не о карликовой планете Плутон, а о двойной планете Плутон-Харон, т.к. центр масс данной системы находится вне поверхности большего тела, то есть объекты вращаются друг вокруг друга.

Нечто подобное происходит и в система Земля-Луна, только здесь центр масс пока еще находится под поверхностью Земли, а вращение Луны вызывает приливные явления. Т.к.

Луна удаляется от Земли со скоростью 3,74 см в год, в будущем центр масс системы переместится за пределы земного шара.

Семья Плутона

Кроме Харона, масса которого всего в 9 раз меньше массы Плутона (в система Земля-Луна соотношение 81 к 1), у карликовой планеты имеются еще 4 малых спутника. Харон был открыт почти через полстолетия после Плутона, в июне 1977 г.

Обнаружение же остальных спутников косвенная заслуга New Horizons. Гидра и Никс были открыты в 2005 году после повторного анализа фотографий сделанных телескопом Hubble в рамках подготовки к запуску зонда New Horizons. Кербер и Стикс тоже нашли на фотографиях Hubble в 2011 и 2012 г.

соответственно, при подготовке к коррекции траектории космического аппарата. Интересно, что Никс и Гидра скорей всего имеют форму неправильных эллипсоидов, то есть похожи на картофелины.

Диаметр Харона составляет 1207 км (Плутон всего в два раза крупней – 2368 км), размер меньших спутников оценивается в 16–140 км, эти цифры будут уточнены уже очень скоро.

Плутон является одним из крупнейших объектов пояса Койпера, располагающегося за орбитой Нептуна на расстоянии от 30 до 55 а.е. от Солнца. Пояса Койпера в 20 раз шире и в 20-200 раз массивней внутреннего пояса астероидов и состоит из малых тел оставшихся после формирования планет Солнечной системы.

В отличие от пояса астероидов, основную массу которого составляют горные породы и металлы, объекты пояса Койпера состоят преимущественно из льдов метана, аммиака и воды. С открытия пояса в 1992 г. число обнаруженных в нем объектов перевалило за тысячу, хотя предполагается, что за орбитой Нептуна находится до 70 тыс.

объектов с диаметром более 100 км.

Исследования транснептуновых объектов поможет пролить свет на процессы раннего этапа формирования Солнечной системы. Непосредственные же задачи зонда New Horizons: картографирование поверхности Плутона и Харона, исследование геологии и морфологии Плутона и Харона, исследование атмосферы Плутона, поиск атмосферы Харона, поиск колец и новых спутников, исследование объектов пояса Койпера.

New Horizons перед последним предполетным тестом в сентябре 2005 г.

Мечтать об исследовании Плутона с помощью космического зонда ученые стали еще в 1989 г., сразу после пролета аппарата Voyager 2 возле Нептуна, и уже в 1990 г. были проведены первые проработки подобной экспедиции. Но только в 2001 г. миссия New Horizons была утверждена окончательно.

Зонд New Horizons совсем небольшой аппарат. При массе 478 кг, 77 из которых приходится на топливо для коррекции курса и научных экспериментов, он похож по форме и сравним размерами с роялем, к крышке которого приделана параболическая антенна, а сзади прикреплен черный цилиндр РИТЭГ (радиоизотопного термоэлектрического генератора).

Тем не менее, чтобы забросить малыша на край Солнечной системы понадобилась ракета Lockheed Martin Atlas V в самой мощной конфигурации 551, с пятью твердотопливными ускорителями. Это был первый старт настолько тяжелой версии Atlas V. Кстати, Atlas V использует те самые российские жидкостные ракетные двигатели РД-180, замену которым NASA активно ищет.

New Horizons стал самым быстрым запущенным землянами космическим аппаратом, достигшим скорости 16,5 км/с после старта и сразу же легшим на траекторию ухода из Солнечной системы. При этом самым быстрым рукотворным объектом в космосе все же оставался Voyager 1, после гравитационных маневров возле Юпитера и Сатурна его скорость достигла 17,14 км/с.

New Horizons предстоял только один подобный разгон возле Юпитера.

Особенность New Horizons в том, что все научное оборудование жестко закреплено на корпусе зонда и для проведения измерений космический аппарат необходимо поворачивать. На земной орбите для этого применяются гироскопы ориентации, но энергооснащенность New Horizons не позволяет использовать данный метод, так что ориентация зонда будет проводится с помощью микродвигателей.

Питание аппарата осуществляется с помощью РИТЭГ, содержащего 11 кг оксида плутония-238. Символично, что химический элемент плутоний назван как раз в честь планеты Плутон и открыт через 10 лет после нее. Изотоп плутония-238 ранее получали как побочный продукт выработки оружейного плутония.

В рамках программы ядерного разоружения выработка оружейного плутония была прекращена в США и СССР в 1988 и 1994 гг. соответственно, что сделало изотоп крайне дефицитным, очень дорогим и серьезно затруднило жизнь NASA.

В частности, отсутствие достаточного количества плутония-238 привело к отказу от нескольких дальних миссий и к использованию на марсианских роверах Spirit и Opportunity солнечных батарей вместо РИТЭГ. Стоимость 1 кг плутония-238 составляет около $1 млн.

На текущий момент запас изотопа в США всего 12 кг, а возобновленная в Национальной лаборатории Оук-Ридж выработка не превышает 1,5 кг в год. Так что NASA приходится очень тщательно планировать каждую миссию.

Черный ребристый цилиндр слева – это и есть РИТЭГ

РИТЭГ New Horizons в момент старта в 2006 году вырабатывал 250 Вт энергии. Его мощность падает на 5% каждые 4 года, так что сегодня она составляет около 200 Вт. Это значительно меньше 470 Вт у РИТЭГ Voyager 1 и Voyager 2, запущенных в 1977 г. Именно в связи с недостатком энергии миссия New Horizons завершится около 2020 г., в то время как «Вояджеры» смогут проработать до 2025 г.

Четыре бортовых компьютера New Horizons, основные и резервные системы управления и обработки данных, значительно уступают по мощности компьютерам современных марсианских роверов . Системы построены на базе устойчивых к радиации чипов Mongoose-V, работающих на частоте 12 МГц.

Mongoose-V – это специальная версия RISC процессора MIPS R3000, разработанного еще в середине 80-х годов прошлого века. Например, на MIPS R3000A с частотой 33,8 МГц были построены консоли PlayStation (1994 г.), а в PlayStation 2 (2000 г.) такой же чип использовался в качестве I/O-процессора.

Для временного хранения полученной научной информации на New Horizons используются два блока защищенной флэш-памяти по 8 ГБ.

Стоимость процессора Mongoose-V с системной платой составляет $23 000 в партиях от 50 штук

Компьютеры New Horizons уже дважды серьезно сбоили. Первый раз в марте 2007 г., когда из-за некорректируемой ошибки памяти система перезагрузилась, отправив зонд в спящий режим. Через два дня космический аппарат пришел в норму, но часть данных о магнитосфере Юпитера была утеряна. Вторая ошибка произошла неделю назад. 4 июля 2015 г.

New Horizons снова перешел в safe mode, на этот раз из-за программной ошибки. За сутки специалистам удалось привести аппарат в чувство, но потерянное время не позволит ученым получить 30 из 500 запланированных фотографий Плутона. Сложность в диагностике и управлении зондом обусловлена огромным расстоянием до него.

Радиосигнал идет от Земли до Плутона 4,5 часа, общее же время задержки составляет около 9 часов.

Большое расстояние влияет и на скорость связи. В районе Плутона скорость обмена данным с New Horizons составляет не более 1 кбит/с, в то время как в районе Юпитера она равнялась 38 кбит/с. На Земле сигнал принимают 70-метровые антенны сети NASA Deep Space Network, антенна самого зонда имеет диаметр 2,1 м.

При такой низкой скорости передачи данных New Horizons понадобится 3 часа, чтобы переслать 1 МБ информации. Для того же, чтобы транслировать на Землю все собранные во время пролета возле Плутона данные уйдет более 3 месяцев. Вот здесь и пригодятся упомянутые выше банки данных временного хранения на 8 ГБ.

Монтаж длиннофокусной камеры LORRI

New Horizons несет на себе семь научных инструментов: ультрафиолетовый спектрометр для изучения состава атмосферы и структуры поверхности Плутона; длиннофокусную камеру с CCD-матрицей 1024×1024 точки; телескоп, работающий в оптическом и инфракрасном диапазоне; измеритель параметров частиц солнечного ветра для определения магнитосферы Плутона; спектрометр энергетических частиц; детектор космической пыли, разработанный студентами Колорадского университет в Боулдере; радиоспектрометр для исследования атмосферы Плутона.

Что успел изучить New Horizons

New Horizons во время пролета мимо Юпитера. Художественное изображение

Для экономии топлива на время подлета New Horizons к Плутону не планировалось дополнительных исследований.

Но ученые проекта смогли обнаружить небольшой астероид 132524 APL на расстоянии 101 867 км от которого проб прошел 13 июня 2006 г.

Событие позволило протестировать способность инструментов New Horizons отслеживать быстро перемещающиеся объекты. Сам 132524 APL ничем не примечательный астероид диаметром 2,5 км, совершающий оборот вокруг Солнца каждые 4,2 года.

Гравитационный маневр возле Юпитера позволил ученым более четырех месяцев изучать планету-гигант, а кроме того разогнал New Horizons до фантастической скорости 23 км/с, что позволило на 3 года сократить время полета к Плутону. Текущая скорость аппарата 14,56 км/с. Максимальное приближение, 2,3 млн.

км от самой большой планеты Солнечной системы, состоялось 28 февраля 2007 г.

Количество собранной информации о Юпитере и его лунах превосходит максимальный объем данных, который New Horizons сможет передать от Плутона, в том числе и из-за того, что скорость передачи информации на границе Солнечной системы упадет в 40 раз.

Извержение вулкана патеры Тваштара на Ио. Анимация на базе серии фотографий New Horizons

За 4 месяца зонд успел изучить знаменитое Красное пятно Юпитера, получить информацию о кольцах планеты (у Юпитера, как и у Сатурна есть кольца, только намного более тонкие), ее атмосфере и магнитосфере.

Наиболее интересными снимками, полученными аппаратом, являются фотографии колоссального извержения на спутнике Ио.

Выбросы вулкана патеры Тваштара достигли высоты 330 км и имели необычную волокнистую структуру.

New Horizons возле Плутона. Художественное изображение

2/3 времени полета до Плутона New Horizons провел в спящем режиме из которого вышел 6 декабря 2014 г. При текущей скорости аппарата выход на орбиту вокруг малой планеты невозможен, так что зонд просто пролетит возле Плутона.

Удаленное изучение Плутона началось в январе 2015 года, но только 5 мая 2015 года New Horizons смог получить фотографии малой планеты с разрешением выше, чем снимки телескопа Hubble. 12 мая аппарат сделал снимки всех известных на сегодня спутников Плутона, а 30 июня подтвердил наличие на планете метанового льда.

Максимально сближение New Horizons с Плутоном состоится 14 июля 2015 года, аппарат пролетит на расстоянии 12 500 км от малой планеты. Наблюдать за пролетом можно на официальном сайте миссии или на сайте NASA. Впрочем, учитывая задержку сигнала в 4,5 часа и низкую скорость загрузки фотографий основные научные данные появятся позже.

Предполагаемый вид одного из объектов пояса Койпера. Художественное изображение

После завершения миссии возле Плутона New Horizons углубится в пояс Койпера. В 2018-19 гг. зонд после коррекции траектории сможет встретиться с одним или двумя ОПК, объектами пояса Койпера.

На текущий момент, с учетом запаса топлива, отобраны три кандидата с невзрачными именами – 2014 MU69, 2014 OS393 и 2014 PN70.

Для достижения астероида 2014 MU69 диаметром 40-70 км понадобится около 30 % оставшегося топлива, пролет возле чуть более крупного 2014 PN70 съест все топливо. Решение ученые NASA должны принять уже в августе 2015 г.

Теоретически миссия New Horizons продлится до 2020 г., пока хватит энергии РИТЭГ.

За горизонтом

Космический аппарат Juno возле Юпитера. Художественное изображение

На сегодня в рамках программы New Frontiers проводятся одновременно три миссии по исследованию дальнего космоса. Первая из них – New Horizons.

Вторая стартовала 5 августа 2011 г. с запуском аппарата Juno к Юпитеру. Juno выйдет на полярную орбиту вокруг Юпитера через год, в июле 2016 г. Задачи зонда – исследование полюсов, атмосферы и магнитосферы крупнейшей планеты. В конце миссии аппарат будет сведен с орбиты и погрузится в атмосферу гиганта.

Третьим аппаратом программы New Frontiers станет зонд OSIRIS-REx, запуск которого намечен на 2016 г. Перед OSIRIS-REx стоит фантастическая задача сблизиться с астероидом 101955 Bennu и в 2023 г. вернуть образец его грунта на Землю.

Выбор объекта для четвертой миссии New Frontiers состоится в 2016 г., а запуск аппарата намечен на 2021 г. Среди рассматриваемых вариантов: посадка спускаемого аппарата с аэростатом на Венеру; возвращение образца грунта глубокого залегания с Луны; исследование троянских астероидов Юпитера; возврат образца грунта с кометы; изучение атмосферы Сатурна с помощью проба.

Миссия New Frontiers 5 пока еще обсуждается. Возможные варианты в дополнение к названным выше: исследование вулканов на спутнике Юпитера Ио; создание геофизической сети из нескольких посадочных модулей на Луне для исследования внутренней структуры спутника.

Как и говорилось в самом начале – ученые и инженеры NASA планируют свою жизнь на десятилетия вперед. Они умеют терпеливо ждать, и их тяга к знаниям впечатляет.

Как и то, что правительство США продолжает выделять деньги на фундаментальные исследования космоса, которые, казалось бы, не могут принести никакой сиюминутной выгоды.

Просто человечеству нужна мечта, нужны новые рубежи, чтобы зажигать сердца тех, кто готов смело идти туда, куда не ступала еще нога человека.

Adblock
detector