Новые горизонты

Новые горизонты
New Horizons
«Новые горизонты» в сборочном цехе
Заказчик	НАСА
Производитель	APL, SwRI
Задачи	изучение Плутона, Харона
Пролёт	Юпитер, Плутон
Запуск	19 января 2006 г., 19:00:00 UTC
Ракета-носитель	«Атлас-5» 551
Стартовая площадка	SLC-41, мыс Канаверал
Длительность полёта	в полёте 7 лет, 3 месяца, 25 дней
NSSDC ID	2006-001A
SCN	28928
Технические характеристики
Масса	478 кг (топливо — 80 кг)
Размеры	2,2×2,7×3,2 м
Мощность	228 Вт
Срок активного существования	15—17 лет
Сайт проекта
Новые горизонты на Викискладе

«Новые горизонты» (англ. New Horizons) — автоматическая межпланетная станция НАСА, запущенная в рамках программы «Новые рубежи» (New Frontiers) и предназначенная для изучения Плутона и его естественного спутника Харона. Запуск осуществлён 19 января 2006 года, с пролётом Юпитера в 2007 году и Плутона в 2015 году. Пролетев мимо Плутона, аппарат, возможно, изучит один из объектов пояса Койпера. Полная миссия «Новых горизонтов» рассчитана на 15—17 лет.

«Новые горизонты» покинул окрестности Земли с самой большой из всех космических аппаратов скоростью. В момент выключения двигателей она составила 16,21 км/сек. Однако текущая скорость аппарата, 15,627 км/сек (на 25 сентября 2011 года), меньше, чем скорость «Вояджера-1» — 17,055 км/сек («Вояджер-1» набрал дополнительную скорость за счёт гравитационных манёвров).

Описание аппарата

Запуск ракеты «Атлас-5» 551 с аппаратом «Новые горизонты»

Радиоизотопный источник электропитания

Масса аппарата — 478 кг, включая около 80 кг топлива. Размеры — 2,2×2,7×3,2 метра. Для запуска использовалась американская ракета-носитель «Атлас-5» в конфигурации «551», что было обусловлено необходимостью значительного ускорения аппарата и является наиболее тяжёлым вариантом этой ракеты из использованных на 2012 год.

На самом аппарате установлены следующие приборы:

• ультрафиолетовый спектрометр Alice (не расшифровывается — это имя собственное), который будет изучать состав атмосферы и структуру поверхности Плутона. Разработан Юго-западным исследовательским институтом^[en]. Аналогичный прибор был подготовлен для АМС «Розетта» Европейского космического агентства;
• обзорная фотокамера Ralph, работающая в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн;
• камера LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) с разрешением в 5 микрорадиан для детальной съёмки и съёмки с большого расстояния, разработанная в APL;
• измеритель параметров частиц солнечного ветра SWAP (Solar Wind Analyzer for Pluto), разработанный в Юго-западном исследовательском институте. С его помощью планируется определить, есть ли у Плутона магнитосфера, а также установить скорость утечки его атмосферы;
• спектрометр энергетических частиц EPSSI (Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) для поиска нейтральных атомов, покидающих атмосферу Плутона и превращающихся в заряженные частицы при взаимодействии с солнечным ветром;
• детектор пыли SDC (Student Dust Counter) для измерения концентрации пылевых частиц в поясе Койпера. Прибор представляет собой веерообразное устройство радиусом 42 см и толщиной 3 мм из алюминиевого сотового материала, покрытого тонкой плёнкой, соединённое кабелем с блоком электроники;
• радиоспектрометр REX (англ. Radio EXperiment), интегрированный с основной антенной зонда (с его помощью планируется исследовать структуру атмосферы Плутона, тепловые свойства его поверхности и измерять массу Плутона, Харона и ещё не выбранных объектов пояса Койпера.

Также в аппарате имеется система связи с Землёй, состоящая из передающих антенн и множества усилителей сигнала. Система связи имеет избыточную конструкцию — большинство ключевых устройств в системе связи продублировано, и в случае выхода из строя основных устройств их работу примут на себя запасные. Система позволит передавать данные на Землю со скоростью 38 кбит/с (4,75 килобайт в секунду) в районе Юпитера — скорость, сравнимая со скоростью устаревшего модема. По достижении Плутона аппарат сможет передавать данные со скоростью 768 бит/с (96 байт в секунду; 1 мегабайт будет передаваться примерно 3 часа). Это крайне маленькая скорость, но она позволит передать на Землю ценные научные данные и даже высококачественные фотографии.

Осуществление полёта неоднократно откладывалось из-за недостатка финансирования, а также задержек с изготовлением плутониевого термоэлектрического генератора (см. Радиоизотопные источники энергии), использующего 11 килограммов изотопа плутония-238. Мощность во время пролёта Плутона — 174 Вт (предположительно), что гораздо меньше мощности РИТЭГ «Вояджеров» (470 Вт — на старте, 290 Вт в 2006 году). Этим объясняется меньшая длительность миссии, которую планируется завершить в 2020-х годах, когда аппарат пройдёт 50—55 а. е.

Стоимость осуществления проекта оценивалась в 2006 году в 650 млн долл.

События

Прошедшие

Пять совмещённых изображений с КА «Новые горизонты», на которых видно, как вулкан Тваштар^[en] извергает выбросы на 330 км над поверхностью Ио

• 19 января 2006 года — космический аппарат «Новые горизонты» успешно запущен с мыса Канаверал;
• январь 2006 года — осуществлена плановая коррекция траектории полёта аппарата для предстоящего выполнения гравитационного манёвра около Юпитера. 28 и 30 января были проведены кратковременные включения двух маневровых двигателей зонда, в результате чего скорость аппарата изменилась в общей сложности на 18 м/сек;
• 7 апреля 2006 года — аппарат пересёк орбиту Марса на расстоянии 243 млн км от Солнца. Скорость аппарата составляла около 21 км/сек;
• 11 июня 2006 года — аппарат прошёл в 110 тыс. км от небольшого астероида 132524 APL (ранее известного под временным обозначением 2002 JF₅₆). Было проведено фотографирование и проверка систем захвата и сопровождения движущейся цели;
• к сентябрю 2006 года проверена работоспособность всех семи научных приборов;
• 28 февраля 2007 года — гравитационный манёвр в окрестностях Юпитера. В 05:43:40 по UTC аппарат приблизился к планете на расстояние 2,305 млн км. Получены фотографии планеты и её спутников, сделанные с высоким разрешением;
• 8 июня 2008 года — аппарат пересёк орбиту Сатурна;
• с 7 июля по 2 сентября 2009 года — третья плановая проверка (АСО-3). Комплексная проверка началась с выведением станции из режима ожидания 7 июля. В ходе неё было установлено, что бортовая аппаратура функционирует нормально. После проверки «Новые горизонты» снова перешёл в режим гибернации;
• 9 ноября 2009 года — проведена серия коррекций траектории, позволяющая обеспечить необходимую ориентацию диаграммы направленности антенны для связи с Землёй;
• 29 декабря 2009 года — зонд пересёк условную границу, которая отмечает половину расстояния от Земли до Плутона;
• 30 июля 2010 года — «Новые горизонты» успешно опробовал на Нептуне и его спутнике Тритоне камеру LORRI с расстояния примерно 23,2 а. е. от Нептуна.
• 18 марта 2011 года — аппарат пересёк орбиту Урана;
• 11 февраля 2012 года — аппарат находился на расстоянии 10 а. е. от Плутона;
• 10 января 2013 года — очередной сеанс связи с аппаратом, прохождение планового цикла проверки оборудования, загрузка обновлённого программного обеспечения.

Планируемые

Пролёт «Новых горизонтов» близ Плутона в представлении художника

Траектория полёта аппарата «Новые горизонты» (синяя линия) после пролёта Плутона (жёлтая точка в красном квадрате) относительно известных объектов в поясе Койпера (зелёные точки) и других объектов

• октябрь 2013 года — аппарат будет находиться в 5 а. е. от Плутона;
• май 2014 года — у аппарата будет отключен режим гибернации в целях приведения в готовность всех систем. До этого момента в режиме гибернации аппарат будет пребывать 80 % времени полета, остальные рабочие 20 % — дистанционные четырёхмесячные исследования Юпитера и его спутников, а также обновление прошивок полетного компьютера и тестирование всех систем;
• 25 августа 2014 года — аппарат пересечёт орбиту Нептуна;
• январь 2015 года — аппарат пролетит в 75 миллионах километрах от объекта VNH0004. Это небесное тело обращается на расстоянии около 30—40 астрономических единиц от Солнца;
• февраль 2015 года — начало наблюдений за Плутоном. Не исключено, что потребуется выполнить коррекцию траектории, чтобы избежать столкновения зонда с космическими объектами, расположенными вблизи Плутона (невидимыми пока спутниками, кольцами).
• 5 мая 2015 года — полученные изображения превысят разрешение фотографий, получаемых с космического телескопа «Хаббл».
• 14 июля 2015 года — пролёт мимо системы «Плутон — Харон». В целом аппарат будет проводить наблюдения всего 9 дней, за которые соберет примерно 4,5 гигабайта информации. Также предстоит проверить гипотезу о наличии на Плутоне океана воды (предполагается, что он находится под толщей льда на поверхности планеты).
• В 2016—2020 годах аппарат, возможно, исследует некоторые объекты пояса Койпера.
• 2026 год — ожидаемое окончание миссии.

Интересные факты

• На борту КА установлена капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, первооткрывателя Плутона.
• При условии непрерывной передачи информации после пролёта Плутона все научные данные будут переданы за 1,5 года. Но данные будут сжиматься и передаваться для предварительного ознакомления и выбора данных, наиболее приоритетных для полной передачи. Таким образом, основные данные будут переданы за 40 дней.
• Вскоре после пролёта мимо Плутона и Харона АМС попадёт последовательно в тень каждого из тел, что позволит проверить наличие даже слабой атмосферы в виде дымки.
• Помимо научного оборудования, на борту КА находится компакт-диск с 434 738 именами людей, участвовавших в акции НАСА «Send Your Name to Pluto» («Пошли своё имя на Плутон»).

См. также

• Ядерные реакторы на космических аппаратах
• Радиоизотопные источники энергии

Ссылки

• Официальный сайт
• Первая в истории миссия к Плутону — журнал «Новости космонавтики» № 2006/3
• Статья об аппарате
• Подробное описание (англ.): [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
• Александр Железняков. Звёздная пыль
• New Horizons до «свидания» с Плутоном посетит объект пояса Койпера