New Horizons

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук


Нові обрії (англ. New Horizons) — роботизований космічний зонд, створений Лабораторією реактивного руху NASA. Очікується, що апарат «Нові обрії» стане першим космічним апаратом, що пролетить повз карликову планету Плутон з її супутниками Хароном, Ніктою та Гідрою й дослідить їх. Спостереження здійснюватимуться в липні 2015 року протягом яких апарат збере близько 4,5 гігабайт інформації. Мінімальна відстань від поверхні Плутона становитиме близько 13 тис. км. NASA також може ухвалити продовження подорожі повз деякі об'єкти поясу Койпера.

Графік польоту[ред.ред. код]

«Нові обрії» було запущено 19 січня 2006 року безпосередньо на траєкторію виходу за межі Сонячної системи. Після завершення роботи останнього розгінного двигуна швидкість апарата відносно Землі становила 16,26 км/с[1](58 636 км/год або 1,2 млн кілометрів на день), що робить його найшвидшим не лише серед космічних апаратів, але й серед будь-яких створених людиною об'єктів. Він пролетів повз Юпітер 28 лютого 2007 року о 5:43:40 UTC та перетнув орбіту Сатурна 28 січня 2008 року о 10 UTC. Досягне Плутона 14 липня 2015 та продовжить політ у пояс Койпера[2].

Загальні характеристики апарата[ред.ред. код]

Загальна маса апарата з пальним становить близько 478 кг (1054 фунти). Більшість пристроїв дубльовано для забезпечення діяльності на випадок їх відмови. Апарат обладнано 16 гідразиновими двигунами для корекції курсу й здійснення маневрів у поясі Койпера та системою наведення й стабілізації. Джерелом енергії для космічного апарата є радіоізотопний термоелектрогенератор. Подібні генератори застосовувались на багатьох космічних апаратах, що здійснюють дослідження околиць Сонячної системи, оскільки застосування там сонячних батарей неефективне[3].

Опис апарата[ред.ред. код]

Запуск ракети«Атлас-5»551 з апаратом «Нові обрії»
Радіоізотопне джерело електроживлення

Маса апарата становила 478 кг, включаючи близько 80 кг палива. Розміри — 2,2 × 2,7 × 3,2 метри. Для запуску використовувалась американська ракета-носій «Атлас-5» із розгінним блоком Центавр (як другим ступенем) та твердопаливним прискорювачем Star 48B[en] (як третім ступенем)[2]. Конфігурація «551» є найважчим варіантом цієї ракети (станом на 2012 рік), використання саме такого варіанту було обумовлено необхідністю значного прискорення апарата.

На апараті встановлено такі прилади:

  • Ультрафіолетовий спектрометр Alice[прим 1]), який буде вивчати склад атмосфери й структуру поверхні Плутона. Розроблено Південно-західним дослідницьким інститутом[en] (Сан-Антоніо, Техас). Аналогічний прилад було підготовлено для АМС «Розетта» Європейського космічного агентства;
  • Оглядова фотокамера Ralph, що працює у видимому й інфрачервоному діапазонах довжин хвиль;
  • Камера LORRI ( Long-Range Reconnaissance Imager) із роздільною здатністю 5 мікрорадіан для детальної зйомки і зйомки з великої відстані, розроблена в APL[en];
  • Вимірювач параметрів частинок сонячного вітру SWAP ( Solar Wind Analyzer for Pluto), розроблений у Південно-західному дослідному інституті. За його допомогою планується визначити, чи є у Плутона магнітосфера, а також встановити швидкість витоку його атмосфери;
  • Спектрометр енергетичних частинок EPSSI ( Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) для пошуку нейтральних атомів, які залишають атмосферу Плутона й перетворюються на заряджені частинки внаслідок взаємодії з сонячним вітром;
  • Детектор пилу SDC ( Student Dust Counter) для вимірювання концентрації пилових частинок у поясі Койпера. Прилад являє собою віялоподібний пристрій радіусом 42 см і товщиною 3 мм з алюмінієвого стільникового матеріалу, вкритого тонкою плівкою, сполучений кабелем із блоком електроніки;
  • Радіоспектрометр REX (англ. Radio EXperiment), інтегрований з основною антеною зонда (за його допомогою планується досліджувати структуру атмосфери Плутона, теплові властивості його поверхні й вимірювати масу Плутона, Харона та ще не обраних об'єктів поясу Койпера).

Також в апараті є система зв'язку з Землею, що складається з передавальних антен і багатьох підсилювачів сигналу. Система зв'язку має надлишкову конструкцію — більшість ключових пристроїв у системі дубльовано, і в разі виходу з ладу основних пристроїв їх роботу виконуватимуть запасні. Система дозволить передавати дані на Землю зі швидкістю 38 кбіт/с (4,75 кбайт/с) поблизу Юпітера — швидкість, порівнянна зі швидкістю застарілого модема. Після досягнення Плутона апарат зможе передавати дані зі швидкістю 768 біт/с (96 байт на секунду), тобто 1 мегабайт передаватиметься приблизно 3 години. Це дуже низька швидкість, але вона дозволить передати на Землю цінні наукові дані й навіть високоякісні фотографії.

Здійснення польоту неодноразово відкладалося через нестачу фінансування, а також затримки з виготовленням плутонієвого термоелектричного генератора, котрий містить 9,75 кілограмів оксиду плутонію-238[4]. Планова його потужність під час прольоту Плутона — 174 Вт, що набагато менше потужності РІТЕГ «Вояджерів» (470 Вт — на старті, 290 Вт — 2006 року). Цим пояснюється менша тривалість місії, яку планується завершити в 2020-х роках, коли апарат здолає 50-55 а. о.

Вартість здійснення проекту 2006 року оцінювалася в 650 млн доларів[5].

Події[ред.ред. код]

Минулі[ред.ред. код]

П'ять суміщених зображень супутника Юпітера Іо з КА «Нові обрії», на яких видно, як вулкан у Патер Тваштара вивергає викиди на 330 км над поверхнею

.

  • 19 січня 2006 — космічний апарат «Нові обрії» успішно запущений з мису Канаверал[6];
  • Січень 2006 року — здійснено планову корекцію траєкторії польоту апарата для майбутнього виконання гравітаційного маневру поблизу Юпітера. 28 і 30 січня було короткочасно включено два маневрових двигуни зонда, внаслідок чого швидкість апарата змінилася на 18 м/с;
  • 7 квітня 2006 року — апарат перетнув орбіту Марса[1] на відстані 243 млн км від Сонця. Швидкість апарата становила близько 21 км/с;
  • 13 червня 2006 — апарат пролетів за 110 тис. км від невеликого астероїда 132524 APL (раніше відомого під тимчасовим позначенням 2002 JF 56). Було проведено фотографування й перевірка систем захоплення та супроводу рухомої цілі;
  • До вересня 2006 року перевірено роботоздатність усіх семи наукових приладів;
  • 28 лютого 2007 — гравітаційний маневр в околицях Юпітера. О 5:43:40 за UTC апарат наблизився до планети на відстань 2,305 млн км; зроблено фотографії планети та її супутників з високою роздільною здатністю[7];
  • 8 червня 2008 — апарат перетнув орбіту Сатурна;
  • З 7 липня по 2 вересня 2009 року — третя планова перевірка (АСО-3)​​. Комплексна перевірка почалася з виведенням станції з режиму сну 7 липня. Було встановлено, що бортова апаратура функціонує нормально. Після перевірки «Нові обрії» знову перейшли в режим глибокого сну;
  • 9 листопада 2009 року — проведено кілька корекцій траєкторії, що дозволяє забезпечити необхідну орієнтацію діаграми спрямованості антени для зв'язку із Землею;
  • 29 грудня 2009 року — зонд перетнув умовну межу, яка відзначає половину відстані від Землі до Плутона[8];
  • 30 липня 2010 року — «Нові обрії» успішно випробували камеру LORRI на Нептуні та його супутнику Тритоні з відстані приблизно 23,2 а. о. від Нептуна[9].
  • 18 березня 2011 — апарат перетнув орбіту Урана[10];
  • 11 лютого 2012 — апарат перебував на відстані 10 а. о. від Плутона;
  • 10 січня 2013 року — черговий сеанс зв'язку з апаратом, проходження планового циклу перевірки обладнання, завантаження оновленого програмного забезпечення[11];
  • 1 й 3 липня 2013 камера LORRI з відстані 880 млн км зняла Плутон і його найбільший супутник Харон. Харон, через 35 років після його відкриття Джеймсом Крісті, перебував у передбаченому розташуванні щодо Плутона. Камера зробила знімки Плутона й Харона з набагато більшого фазового кута (кут між Сонцем і спостерігачем, видимий з об'єкта спостереження), ніж можна спостерігати з Землі чи навколоземної орбіти. Це може дати важливу інформацію про властивості поверхні Плутона й Харона — наприклад, про наявність шару дрібних частинок, що вкривають поверхню;
  • Жовтень 2013 року — апарат перебував на відстані 5 а. о. від Плутона;
  • Наприкінці 2013 року апарат пролетів на відстані 1,2 а. о. від троянського астероїда Нептуна;
  • 5 січня 2014 апарат вивели зі сплячого режиму з метою перевірки антени, поновлення навігаційної карти зір і кількох інших технічних перевірок. 17 січня апарат знову введено в режим гібернації;
  • 17 червня 2014 — початок щорічної перевірки систем (останньої перед прибуттям до Плутона)[12].
  • 14 липня 2014 — вперше з 2010 року (і вшосте з моменту запуску) було проведено коригування курсу. Двигуни апарата працювали 87,52 секунди і забезпечили збільшення швидкості на 1,08 м/с, витративши близько 250 г палива з 53 кг, наявних на борту. Внаслідок маневру зонд прибуде до мети на 36 хвилин раніше — відповідно до розрахунків на основі уточнених даних про орбіти Плутона й Харона їх взаємне розташування в цей час дозволить провести спостереження згідно з планами. Виконання корекції на такій порівняно великій відстані від мети дозволяє уникнути серйозніших маневрів у майбутньому[13].
  • У понеділок, 25 серпня, космічний апарат New Horizons, який, згідно з планом, повинен наблизитися до Плутона 14 липня 2015, перетнув орбіту Нептуна. Зараз, через 8 років і 8 місяців після запуску, місія знаходиться на відстані майже 4,4 мільярда кілометрів від Землі і майже 4 мільярди кілометрів від Нептуна. Так вийшло, що перетинання орбіти, цей важливий етап, співпало з 25-ю річницею історичної зустрічі з Нептуном космічного апарату Voyager 2, — 25 серпня 1989 року.[14]

Очікувані[ред.ред. код]

Політ «Нових обріїв» поблизу Плутона (в уяві художника)
  • Січень 2015 — апарат пролетить в 75 млн км від об'єкта VNH0004. Це небесне тіло рухається на відстані близько 30-40 астрономічних одиниць від Сонця;
  • Лютий 2015 — початок спостережень за Плутоном. Не виключено, що потрібно буде виконати корекцію траєкторії, аби уникнути зіткнення зонда з космічними об'єктами, розташованими поблизу Плутона (невидимими поки супутниками, кільцями);
  • 5 травня 2015 — роздільна здатність отримуваних зображень перевищуватиме якість фотографій, одержаних космічним телескопом «Габбл»;
  • 14 липня 2015 — проліт повз систему «Плутон — Харон» на відстані 12 500 км від поверхні Плутона. У цілому апарат здійснюватиме спостереження лише 9 днів, за які збере приблизно 4,5 гігабайти інформації. Належить перевірити гіпотезу про наявність на Плутоні океану води (передбачається, що він розташований під товщею льоду на поверхні планети);
  • У 2016–2020 роках апарат, можливо, досліджуватиме деякі об'єкти поясу Койпера. Але через обмежений запас палива будь-які корекції траєкторії після прольоту Плутона будуть можливими у вкрай невеликому діапазоні (приблизно 1 градус), і тому від обраного маршруту залежить, чи відбудеться розширена частина місії;
  • 2026 — очікуване завершення місії.

Цікаві факти[ред.ред. код]

  • На борту космічного апарата встановлено ​​капсулу з частиною праху астронома Клайда Томбо, першовідкривача Плутона[15].
  • Швидкість передачі даних із відстані 4,5 млрд км становитиме 768 біт/с (для порівняння — «Вояджер-2», що перебуває на відстані 15 млрд км від Землі, передає дані зі швидкістю приблизно 160 біт/с). За умови безперервної передачі інформації всі наукові дані буде передано за півтора року після прольоту Плутона. Але дані будуть стискатися й передаватися для попереднього ознайомлення та вибору найпріоритетніших для повної передачі даних; таким чином, основні дані буде передано десь за 40 діб[16].
  • Незабаром після прольоту повз Плутон і Харон АМС послідовно потрапить у тінь кожного з цих тіл, що дозволить перевірити наявність навіть слабкої атмосфери (у вигляді імли).
  • Крім наукового обладнання, на борту КА є компакт-диск з іменами 434 738 людей, які брали участь в акції НАСА «Надішли своє ім'я Плутону» (Send Your Name to Pluto)[17].
  • Політ зонда від Землі до Місяця тривав 8 годин 35 хвилин й відбувався зі швидкістю 58 тис.км/год, що є рекордом швидкості для апарата, запущеного в напрямку Місяця. Однак, слід враховувати, що апарат не уповільнювався для виходу на місячну орбіту (на відміну від місій, націлених на супутник Землі).
  • На борту «Нових обріїв» вперше серед міжпланетних апаратів встановлено інструмент, який спроектовано та побудовано студентами. Це детектор космічного пилу SDO ( Student Dust Counter), який названо Венецією — ім'ям дівчинки, яка придумала назву для Плутона[18].

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Alice — це власна назва (не скорочення)

Посилання[ред.ред. код]

  1. а б New Horizons Mission to Pluto
  2. а б «Mission Timeline». New Horizons Web Site. Процитовано 23.08.2014. (англ.)
  3. «New Horizons: Spacecraft: Overview». Архів оригіналу за 2013-06-25. 
  4. The New Horizons Spacecraft, 2007, Figure 9, p. 29
  5. Physorg.com: New Horizons probe on its way to Pluto
  6. РИА Новости: Космический аппарат НАСА «Новые горизонты» стартовал к Плутону
  7. Astronet: Облака Юпитера: вид с аппарата «Новые горизонты»
  8. «Самый быстрый космический аппарат прошел половину пути до Плутона». Lenta.ru. 30 декабря 2009 года. Архів оригіналу за 2011-08-27. Процитовано 2010-08-12. 
  9. «На Тритоне и Нептуне опробовали новейшую камеру LORRI». Lenta.ru. 05 сентября 2010 года. Архів оригіналу за 2011-08-27. Процитовано 2010-09-05. 
  10. Later, Uranus: New Horizons Passes Another Planetary Milestone(англ.)
  11. New Horizons Gets a New Year's Workout(англ.)
  12. «Final ‘Pre-Pluto’ Annual Checkout Begins» (en). JHU/APL. 17 июня 2014. Процитовано 2014-06-18. 
  13. «New Horizons Marks a ‘Year Out’ with a Successful Course Correction». 15.07.2014. 
  14. [Астрономічні новини]
  15. Happy 100th Birthday, Clyde Tombaugh
  16. О передаче данных
  17. «Send Your Name to Pluto». New Horizons website. Johns Hopkins APL. Архів оригіналу за 2011-03-09. Процитовано January 30, 2009. 
  18. «New Horizons: Fast Facts». Solar System Exploration: Missions: By Target: Dwarf: Present: New Horizons. NASA. Процитовано 23.08.2014.  (англ.)

Джерела[ред.ред. код]