Новые горизонты

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Новые горизонты
New Horizons
New Horizons 1.jpg
«Новые горизонты» в сборочном цехе
Заказчик

Соединённые Штаты Америки НАСА

Производитель

Соединённые Штаты Америки 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

Соединённые Штаты Америки SLC-41, мыс Канаверал

Длительность полёта

в полёте 8 лет, 2 месяца, 22 дня

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
Commons-logo.svg 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 ускорения в поле его тяготения) 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/с[1]. Однако текущая скорость аппарата, 14,95 км/с (на 11 июня 2013 года)[2], меньше, чем скорость «Вояджера-1» — 17,055 км/с («Вояджер-1» набрал бо́льшую скорость за счёт дополнительного гравитационного манёвра у Сатурна).

Описание аппарата[править | править исходный текст]

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 (4,75 кбайт/с) 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 долларов[3].

События[править | править исходный текст]

Прошедшие[править | править исходный текст]

Пять совмещённых изображений спутника Юпитера Ио с КА «Новые горизонты», на которых видно, как вулкан в патерах Тваштара извергает выбросы на 330 км над поверхностью
  • 19 января 2006 года — космический аппарат «Новые горизонты» успешно запущен с мыса Канаверал[4];
  • 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/с;
  • 7 апреля 2006 года — аппарат пересёк орбиту Марса[1] на расстоянии 243 млн км от Солнца. Скорость аппарата составляла около 21 км/с;
  • 13 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[5];
  • 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[6];
  • 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[7].
  • 18 марта 2011 года — аппарат пересёк орбиту Урана[8];
  • 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[9];
  • 1 и 3 июля 2013 года камера LORRI с расстояния 880 млн км сняла Плутон и его крупнейший спутник Харон. Прекрасная чувствительность и угловое разрешение LORRI показало Харон точно в предсказанном положении относительно Плутона, спустя 35 лет после его открытия Джеймсом Кристи. Камера сделала снимки Плутона и Харона при гораздо большем фазовом угле (углом между Солнцем, Плутоном и космическим аппаратом), чем можно достигнуть с Земли или околоземной орбиты. Это может дать важную информацию о свойствах поверхности Плутона и Харона — например, о наличии слоя мелких частиц, покрывающих поверхность;
  • октябрь 2013 года — аппарат находился на расстоянии 5 а. е. от Плутона.
  • в конце 2013 года аппарат прошел в 1,2 а. е. от троянского астероида Нептуна 2011 HM102 [en].
  • 5 января 2014 аппарат вывели из режима гибернации в целях проверки антенны, обновления навигационной карты звезд и ряда других технических проверок. 17 января аппарат был снова введен в режим гибернации.

Планируемые[править | править исходный текст]

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
  • май 2014 года — у аппарата будет отключен режим гибернации в целях приведения в готовность всех систем, проведения коррекции курса, а также слежения за изменением яркости во время вращения Плутона и Харона. 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[8];
  • 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» на расстоянии 12 500 км от поверхности Плутона. 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. Но из-за крайне ограниченного запаса топлива любые коррекции траектории после пролёта Плутона будут возможны в крайне небольшом диапазоне (примерно 1 градус), и поэтому, от выбранного маршрута во многом зависит, состоится ли расширенная часть миссии.
  • 2026 год — ожидаемое окончание миссии.

Интересные факты[править | править исходный текст]

  • На борту КА установлена капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, первооткрывателя Плутона[10].
  • Скорость передачи данных с расстояния в 4,5 млрд км будет составлять 768 бит/с (для сравнения, находящийся на расстоянии в 15 млрд километров от Земли зонд «Вояджер-2» передаёт данные со скоростью примерно 160 бит/с). 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[11].
  • 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»)[12].
  • Полет от Земли до Луны занял у зонда 8 часов 35 минут и проходил со скоростью 58 тыс. км/ч, что является рекордной скоростью для аппарата, запущенного по направлению к Луне (однако следует учитывать, что скорость аппарата, в отличие от миссий, ориентированных на спутник Земли, не замедлялась для выхода на окололунную орбиту).

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]