Что узнала станция New Horizons об окраинах Солнечной системы. Космонавтика Что нового мы узнали о Плутоне благодаря New Horizons Космический зонд новые горизонты достиг плутон

> Миссия Новые Горизонты к Плутону

Миссия Новые Горизонты – полет космического аппарата к карликовой планете Плутон: исследование и первые фото, внешняя система, обзор спутников, пояс Койпера.

Сейчас никого не удивишь отправкой зонда на другую планету Солнечной системы, 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 – посетил карликовую планету Плутон.

Предыстория миссии Новые горизонты

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.

Исследователи решили найти новый вариант, потому что ранее никто не заглядывал так далеко. Тем более, что там ждал пояс Койпера и его драгоценные объекты.

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-нептуновых объектов и участок вызывал все больше интереса.

После отмены миссии в 2000-м году решили создать космический корабль 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.

Миссия Новые Горизонты к Плутону

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, которому принадлежит открытие Плутона.

Инструменты миссии к Плутону

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.

Запуск миссии на Плутон

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 Солнечная 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. На нижнем фото можно найти Плутон.

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 Солнечная система

Первые фото 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.

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 спутника 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.

Встреча миссии Новые Горизонты с Плутоном

В 2015 году нас ожидало долгожданное свидание с крошечным карликом Плутоном. 31 января зонд сделал несколько фото 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 фотографии 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.

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

Планы и задачи миссии

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

Космический аппарат "New Horizons"

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

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

(Схематический вид космического аппарата "Новые Горизонты")

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

Маршрут "New Horizons"

(Траектория полета космического аппарата "Новые Горизонты")

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

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

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

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

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

(Снимок аппаратом "New Horizons" планеты Нептун)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

«Новые горизонты» (New Horizons) - космический аппарат NASA, запущенный в рамках программы «Новые рубежи» и предназначенный для изучения Плутона и его спутника Харона. «Новые горизонты» первым в истории передал цветные снимки карликовой планеты и первым займется тщательным ее изучением. Окрестности Земли аппарат покинул с самой быстрой скоростью среди известных аппаратов. Аппарат был запущен в январе 2006 года и почти через десять лет, к лету 2015 года, доберется до Плутона. Всего миссия рассчитана до 2026 года.

В начале 2019 года космический аппарат New Horizons пролетел мимо самого отдаленного объекта, изучаемого людьми - . В конце января исследователи показали качественный из которого у всех сложилось впечатление, что он имеет форму гантели. Оказалось, что это представление было ошибочным - новые фото показали, что объект имеет сплющенную форму, причем одна из частей намного тоньше другой.

Несмотря на то, что аппарат находится на расстоянии более 160 миллионов километров от своей цели – карликовой планеты Ультима Туле (2014 MU69) диаметром 15-20 километров – межпланетная автоматическая станция « » предоставила первую фотографию интересуемого объекта. Изображение карликовой планеты было получено с помощью установленной на аппарат телескопической камеры Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) 16 августа и опубликовано аэрокосмическим агентством

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 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 . 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.