Пост-фактум: всё оплутоне имиссии новые горизонты

      Комментарии к записи Пост-фактум: всё оплутоне имиссии новые горизонты отключены

Пост-фактум: всё оплутоне имиссии новые горизонты

    Слева направо: Плутон, Солнечное затмение — Плутон закрывает Солнце, Харон

Американский астролог Клайд Томбо, еще молодым человеком открывший Плутон в первой половине 30-ых годов двадцатого века, вряд ли предполагал в тот момент, что когда-нибудь люди смогут отправить космический аппарат к его новой находке. Мысль миссии к девятой планете появилась в первой половине 90-х годов двадцатого века, в то время, когда ее первооткрыватель был еще жив. В следствии в первой половине 90-ых годов двадцатого века 86-летний Томбо взял неожиданное сообщение из Лаборатории реактивного перемещения (JPL) NASA, в котором у него просили разрешения на посещение Плутона.

Очевидно, никакого юридического статуса это разрешение не имело, но это был прекрасный жест — дань уважения к человеку, открывшему самый дальний предел Нашей системы.

Томбо погиб во второй половине 90-ых годов двадцатого века, не дожив менее десяти лет до старта миссии к его планете. Но он удостоился самых, возможно, респектабельных, необыкновенных и уж совершенно верно самых далеких похорон в истории : приблизительно унция (31 г) его праха была помещена в космический аппарат, отправившийся к Плутону и потом.

Вместе с прахом Томбо к Плутону отправились еще пара символических вещей: компакт-диск с записанными именами практически полумиллиона человек, каковые участвовали в акции «Пошли собственный имя на Плутон», часть обшивки первого частного космического корабля SpaceShipOne и марка 1991 года со слоганом «Плутон. Еще не изучено».

Анатомия миссии

Работа над миссией New Horizons («Новые Горизонты») по-настоящему началась в 2000 году под управлением Алана Штерна, директора Отдела космических изучений в Юго-Западном исследовательском университете (Southwest Research Institute, SwRI). Предшественниками New Horizons были проекты Pluto 350 и Pluto Kuiper Express, запуск последнего кроме того был первоначально намечен на 2000 год с достижением планеты в 2012—2013 годах.

Но проекту не повезло — в том самом 2000 году бюджет урезали, потому, что цена полета оценивалась в миллиард американских долларов, и в итоге миссию . Новый проект был осуществлен в очень 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 был на мысе Канаверал, готовый к запуску.

При взоре на данный космический аппарат сходу делается очевидной одна серьёзная подробность: по силуэту он не похож на современные спутники — у него отсутствуют солнечные батареи. Это неудивительно, потому, что солнечного света у Плутона мало. Самая далекая планета, куда отправляли космический аппарат с едой от солнечных батарей, — это Юпитер. Треугольная платформа с остронаправленной антенной на одной из плоскостей завершается необычным 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 употребляется в известном аппарате Cassini, более десяти лет трудящемся в совокупности Сатурна, и в марсоходе Curiosity.

В РИТЭГа находятся 11 кг плутония-238. Это весьма удобный для таких целей изотоп: при его распаде выделяется большое количество тепла, причем данный плутоний испускает лишь тяжелые альфа-частицы, от которых достаточно легко защититься. Основной недочёт данного изотопа пребывает в его дефицитности: он был побочным продуктом при производстве оружейного плутония, а на данный момент данный процесс остановлен и в Соединенных Штатах, и в Российской Федерации.

Исходя из этого на New Horizons плутония (и запаса энергии) в три раза меньше, чем, скажем, на Cassini.

Девять с половиной лет пути

Российские двигатели РД-180, установленные на ракете-носителе Atlas V, унесли аппарат со стартовой площадки на мысе Канаверал. New Horizons стал самым стремительным космическим аппаратом «на старте»: по окончании того как разгонные двигатели были отключены, скорость зонда относительно Земли была равной 16,26 км/с, а скорость относительно Солнца — 45 км/с.

Но, на данный момент относительно Солнца аппарат летит со скоростью 14,5 км/с, так что звание самого стремительного космического аппарата возвратилось к известному Voyager-1, что удаляется от отечественной звезды со скоростью более 17 км/с. Но кроме того с этими скоростями добираться до Плутона придется продолжительно. на данный момент сигнал от аппарата идет до Почвы практически пять часов.

Попутно New Horizons установил всемирный рекорд не только по скорости удаления от Почвы, но и по скорости путешествия к Луне: всего лишь 8 часов 35 мин.. Через год с маленьким аппарат совершил гравитационный маневр около Юпитера. Сейчас были протестированы все научные инструменты и изучены необычные галилеевы спутники Юпитера и самая громадная планета Нашей системы.

К примеру, удалось взять красивейшие снимки вулканов на спутнике Ио. В начале полета New Horizons сумел пофотографировать еще и маленький астероид — для проверки совокупностей захвата изображений. Первый снимок Плутона аппарату удалось сделать уже на первом году полета, в сентябре 2006 года.

Никакой научной ценности снимок не имел, но показал возможности камеры LORRI. Но солидную часть времени, две трети всего полета, аппарат «дремал» либо, по-научному, пребывал в режиме гибернации — 1837 дней, разбитых на 18 периодов длиной от 36 до 202 дней, аппарат не выходил на сообщение, а просто летел, экономя энергию.

Разжалованная планета

Летом 2006 года, в то время, когда аппарат уже летел к собственной цели, случилось эпохальное событие, привёдшее к бурным дебатам. Дело в том, что очередная Главная ассамблея Международного астрономического альянса (МАС) решила, наконец, навести порядок в планетной терминологии. Так как за последние десятилетия в поясе Койпера за Нептуном было открыто множество самых различных объектов, и кое-какие из них были аналогичны по размерам с Плутоном, в противном случае и больше его. Неужто и их также необходимо записывать в планеты?

В следствии твёрдых дебатов астрологи решили поменять формулировки и вычислять планетой только то тело, которое удовлетворяет следующим трем условиям. Во-первых, оно само вращается около Солнца. Во-вторых, оно достаточно массивно, дабы под действием гидродинамического равновесия купить форму, близкую к шарообразной.

И в-третьих, оно достаточно массивно, дабы окружающее его пространство выяснилось очищенным от вторых небесных тел.

Меркурий, Венера, Почва, Марс, Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран новый тест от МАС прошли, а Плутон «срезался» на третьем условии. Сейчас он, как и Церера из пояса астероидов, и Хаумеа, Макемаке и Эрида из пояса Койпера, считается карликовой планетой. Но, на данный момент опять развернулось перемещение «Отдайте Плутон в семью!».

Семью хороших планет, очевидно.

22 часа молчания

Однако, не обращая внимания на то что основная цель миссии была пораженной в правах, полет длился. С января 2015 года астрологи уже всегда наблюдали приближающийся Плутон. Весной же были пройдены два серьёзных предела. 12 марта до Плутона осталось меньше одной астрономической единицы (1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца), а 5 мая разрешение снимков совокупности Плутона и его спутников превысило большое значение, которое возможно взять при помощи телескопа Hubble.

Чуть позднее были опубликованы анимации и фотографии, на которых видно перемещение всех пяти спутников Плутона — большого Харона и совсем небольших Никты, Гидры, Кербера и Стикса. Эти снимки подтвердили расчеты, основанные на наблюдениях телескопа Hubble: из-за гравитационных возмущений, вызванных Хароном, остальные спутники (мелкие дынеобразные тела) кувыркаются в полете и летят по неправильным орбитам. С каждым днем Плутон и Харон были известный все отчетливее, на них возможно было рассмотреть все больше подробностей. Все ожидали дня большого сближения 14 июля, как внезапно

За десять дней до даты большого сближения, 4 июля, в работе бортового компьютера аппарата случился сбой. Сообщение с центром управления на Земле прервалась на 81 60 секунд. В условиях, в то время, когда сигнал в одну сторону идет четыре с половиной часа, а ответа необходимо ожидать все девять, это вынудило ученых пара поволноваться.

Однако со сбоем совладали сами компьютерные совокупности аппарата, и подготовка к сближению продолжилась.

И вот настал «сутки Х для планеты Х» — 14 июля 2015 года, сутки, которого все астрологи ожидали более девяти лет. Аппарат передал на Землю первый подробный снимок поверхности Плутона и замолчал, в этом случае — на продолжительных 22 часа. Но это было плановое молчание, на время главной научной миссии связь с Почвой была отключена.

Зонд пролетел через совокупность Плутона на расстоянии 12?500 км от его поверхности, сумел развернуть камеры и успел сфотографировать чёрную сторону Плутона, заметив ореол воздуха около чёрного диска. А позже началось самое увлекательное.

Те, кто застал зарождение интернета в 1990-х, не забывают, сколько времени требовалось, дабы закачать коротенький видеофайл посредством телефонного модема со скоростью 16 600 бит/с на домашний компьютер. Так вот, на Плутоне обстановка еще хуже. Скорость передачи информации чуть достигает 1000 бит/с.

А за время пролета мимо Плутона зонд собрал около 50 ГБ научной информации, каковые необходимо передать на Землю, — как раз в этом состоит цель миссии. Передача этих данных займет практически два года, до марта 2017-го. Очевидно, первые снимки и наиболее значимые научные эти уже были переданы в первые дни.

А на данный момент передача новых изображений приостановлена на целых два месяца.

Виды Плутона

Главные снимки, каковые уже взяты, — это изображения Плутона и Харона в высоком разрешении. Совокупность Плутон-Харон по большому счету неповторима — это единственная двойная планета в нашей системе. Как раз двойная: Харон такая большой, что они с Плутоном вращаются около центра масс, что находится за поверхностью Плутона. Дабы несложнее это представить себе, вообразите молотобойца, раскручивающего молот.

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

Сам Плутон поразил астрологов. Во-первых, он был очень похож на Тритон: это подтверждает предположение, что самый громадный спутник Нептуна был захвачен из пояса Койпера. Во-вторых, никто не ожидал заметить на Плутоне сердце. Но именно на знак сердца был похож яркий регион на первом же большом снимке карликовой планеты.

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

Началась и плутонианская картография. Два самых больших образования на Плутоне взяли заглавия Томбо в честь первооткрывателя Спутник и планеты в честь первого советского космического аппарата. К слову, Спутник стал главным сюрпризом Плутона — уже через пара дней стало известно, что это не равнина, а ледниковый щит с движущимися ледниками.

Прибор Ralf подтвердил много метанового и азотного льда на Плутоне. На подробных снимках прекрасно видно, как на северной границе ровного (без единого кратера!) Спутника ледник затекает в ветхий кратер. Ученые уже подчернули, что снимки Спутника напоминают спутниковые снимки Антарктиды, и это было совсем нежданно.

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

Весьма необыкновенными были и горы на Плутоне. По высоте — не меньше 3,5 км — это уже практически Уральские горы, но они юные, на снимке гор практически не видно небольших кратеров. Фотографии пиков в высоком разрешении уже переданы на Землю.

Быть может, это не просто горы, а криовулканы.

Имеется первые эти и о спутниках — уже переданы снимки маленьких Никты (цветной) и Гидры (черно-белый). На Никте видно таинственное красное пятно, но что это такое — до тех пор пока неясно. Очевидно, не остался без внимания и Харон.

Одним из первых на Землю передали его детальный снимок, на котором прекрасно видны следы и многочисленные кратеры геологической активности Харона — молодые и разломы горы. Предположительно удалось заметить и растущий криовулкан (но, пока без следов жизнедеятельности). Огромное чёрное пятно, которое было видно еще на ранних снимках, выяснилось необычной впадиной, не весьма похожей на ударный бассейн большого кратера.

Далекие цели

На ближайшие два года задача аппарата — передавать полученные эти и радовать обывателей прекрасными картинами, а ученых — новыми тайными. И просто лететь. Дело в том, что на данный момент New Horizons представляет собой кинутый в небо камень.

У него нет топлива для большой смены курса. Максимум, что может себе позволить команда аппарата, — это отклонить его траекторию на маленький угол, до одного градуса. Но вот куда как раз отклонить?

К моменту старта миссии в той области космического пространства не было известно ни одного объекта пояса Койпера. Неужто все закончится Плутоном? Так как энергии радиоизотопного генератора хватит еще на дюжина лет.

К счастью, в космосе уже давно трудится ветеран астрономического флота телескоп Hubble. Специально для миссии New Horizons был совершён поиск подходящих кандидатов в нужном секторе неба. Удалось отыскать три объекта — с различной возможностью успехи их исследователем Плутона.

Объект 2014 MU69 (1110113Y) диаметром около 60 км представляется самым успешным — до него New Horizons долетит со 100%-ной возможностью, израсходовав на маневры всего 35% оставшегося горючего. Вторым кандидатом стал астероид 2014 PN70 (G12000JZ). Возможность удачно добраться до него чуть меньше — 97%, наряду с этим горючее будет израсходовано практически все, но у данной цели имеется и плюсы: данный объект в два раза больше первого, что повышает его научную сокровище.

Сначала рассматривался и третий открытый Hubble объект — астероид 2014 OS393 (e31007AI), но позже стало ясно, что возможность его заметить всего 7%. на данный момент его исключили из перечня кандидатов.

Выбор цели будет сделан весьма не так долго осталось ждать — когда ученые возьмут маленькую передышку. Соответственно, не так долго осталось ждать мы опять будем ожидать фотографий мира, которого никто и ни при каких обстоятельствах доселе не видел.

Далекие миры

    Гидра и Никта

Плутон-Харон — единственная двойная планета в нашей системе. Спутник карликовой планеты Харон достаточно массивен, так что они обращаются около центра масс, что находится за пределами поверхности Плутона. Первые широкомасштабные изображения Плутона разрешили астрологам сделать вывод, что он похож на Тритон (спутник Нептуна), — это стало одним из подтверждений того, что Тритон есть одним из «уроженцев» пояса Койпера.

Фотографии разрешили создать первые карты Плутона, два самых больших образования взяли заглавия «равнина Томбо» в честь первооткрывателя ледниковый щит «и планеты Спутник» в честь первого советского космического аппарата. По окончании пролета аппарат сделал снимок солнечного затмения Плутоном (структура сияния может поведать о динамике и составе плутонианской атмосферы). И наконец, в первый раз сделаны широкомасштабные снимки спутников — Харона, и значительно более небольших Гидры и Никты.

Научный груз

На аппарате размещены семь главных научных устройств. Само собой разумеется, для несложных любителей астрономии основной — это камера LORRI (Long-Range Reconnaissance Imager), главный инструмент чтобы получить фотографии Плутона в высоком разрешении. Два прибора — обзорная фотокамера и ультрафиолетовый спектрометр для съемки в видимом и инфракрасном спектре — носят имена храбрецов телевизионного сериала 1950-х годов: The Honeymoons, Alice и Ralf.

LORRI — камера более большого разрешения, но монохромная, разрешение камеры Ralf ниже, но она цветная.

Прибор SWAP — анализатор солнечного ветра у Плутона — обязан изучить воздух Плутона и установить, имеется ли у него магнитосфера. Будет изучать ее взаимодействие и атмосферу Плутона с солнечным ветром и спектрометр энергетических частиц PEPSSI, и радиоспектрометр REX.

Последний инструмент — детектор пыли VB-SDC — также очень уникален. Он является веером радиусом 42 см, на что натянута узкая пленка. Данный прибор обязан собирать информацию о пылевых частицах в поясе Койпера.

За время пролета мимо Плутона зонд собрал около 50 гигабайт научной информации, каковые необходимо передать на Землю, — как раз в этом состоит цель миссии.

Статья «Новые горизонты» размещена в издании «Популярная механика» (№155, сентябрь 2015).

Новые горизонты. Миссия: Плутон (Встреча с Плутоном) \ National Geographic HD


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: