Космический аппарат «Новые горизонты»

Новые горизонты — это миссия НАСА по изучению карликовой планеты Плутон, ее спутников и других объектов в поясе Койпера. Этот регион Солнечной системы простирается примерно от 30 а.е., вблизи орбиты Нептуна и до 50 а.е. от Солнца.

Это была первая миссия в программе НАСА «Новые горизонты» — серия миссий среднего класса, отобранных на конкурсной основе и возглавляемых главным исследователем. (В программу также входят Юнона и Осирис-Рекс.)

Запуск космического аппарата осуществлён 19 января 2006 года. Новые горизонты был первым космическим аппаратом, который встретился с Плутоном. Миссия космического аппарата рассчитана на 15-17 лет.

История полета миссии Новые горизонты

Случайная возможность проверить некоторые из приборов космического аппарата — особенно Ralph (видимый и инфракрасный тепловизор и спектрометр) представилась 13 июня 2006 года, когда аппарат Новые горизонты прошел мимо крошечного астероида под названием 132524 APL на расстоянии около 101 867 км.

Космический аппарат пролетел мимо самой большой планеты Солнечной системы, Юпитера, для гравитационного маневра в 2007 году. Этот пролет позволил увеличить скорость космического аппарата примерно на 14 000 км/ч, сократив его полет к Плутону на три года.

В ходе этого облета в начале 2007 года миссия «Новые горизонты» провела детальные наблюдения в течение четырех месяцев. Эти наблюдения были предназначены для сбора новых данных об атмосфере Юпитера, кольцевой системе и спутниках, а так же для тестирования приборов аппарата Новые горизонты.

Хотя наблюдения за спутниками велись с расстояния гораздо большего, чем у Галилея, космическому аппарату все же удалось получить впечатляющие снимки Ио (включая извержения на его поверхности), Европы и Ганимеда.

После прохождения Юпитера «Новые горизонты» устремились к поясу Койпера.

Космический аппарат был переведен в режим гибернации с 28 июня 2007 года, в течение которого бортовой компьютер корабля следил за системами полета, передавая специальные коды, указывающие, что операции были либо номинальными, либо аномальными. Во время зимней спячки большинство основных систем «Новых горизонтов» были деактивированы и оживали только около двух месяцев в году. Второй, третий и четвертый циклы зимней спячки приходились на декабрь, 2008, август 2009, и август 2014.

26 февраля 2010 «Новые горизонты» прошли полпути до Плутона.

Встреча аппарата Новые горизонты с Плутоном

Открытие новых спутников Плутона Кербер и Стикс во время миссии добавило опасений, что вокруг Плутона могут быть обломки или пыль. 

6 декабря 2014 года, наземные контроллеры вывели «Новые горизонты» из спячки в последний раз, чтобы начать свое активное сближение с Плутоном. В это время сигнал с космического аппарата достиг Земли за четыре часа и 25 минут.

Космический аппарат начал свою фазу приближения к Плутону 21 января 2015 года. Его траектория была скорректирована с помощью 93-секундного подруливающего устройства 10 марта.

Фотографии Плутона начали выявлять четкие особенности к 29 апреля 2015 года, с детализацией, увеличивающейся с каждой неделей. Последний 23-секундный двигатель ожил 29 июня 2015 года, ускорил аппарат Новые горизонты к своей цели примерно на 27 см/с и точно настроил свою траекторию. 

Три дня спустя данные из миссии Новые горизонты были использованы для окончательного ответа на одну из самых главных загадок Плутона: его размер. Ученые миссии пришли к выводу, что Плутон имеет около 2 370 км в диаметре, что немного больше, чем предыдущие оценки. Было подтверждено, что диаметр его спутника Харон составляет около 1 208 км.

Наконец, 14 июля 2015 года космический аппарат Новые горизонты пролетел около 7 800 км над поверхностью Плутона. Примерно через 13 часов,  15 июля, в ходе операций миссии была получена 15-минутная серия сообщений о состоянии, подтверждающих, что полет был полностью успешным.

Назад
Врерёд

Помимо сбора данных о Плутоне и Хароне (облет Харона составил около 28 800 км), космический аппарат также наблюдал другие спутники Плутона  Никту, Гидру, Кербер и Стикс.

Загрузка всего набора данных, собранных во время встречи с Плутоном и Хароном составила около 6,25 гигабайт и заняла более 15 месяцев. Миссия была официально завершена в 25 октября 2016. Такой длительный период был необходим, потому что космический аппарат находился примерно в 4,5 световых часах от Земли и мог передавать всего 1-2 килобита в секунду.

Новые цели для миссии Новые горизонты

Осенью 2015 года, после встречи с Плутоном, планировщики миссии начали перенаправлять Новые горизонты на 2014 MU69, объект пояса Койпера, который находится примерно в 6,4 млрд км от Земли. Цель встречи заключалась в изучении геологии поверхности объекта, измерении температуры поверхности, составлении карты поверхности, поиске признаков активности, измерении ее массы и обнаружении любых спутников или колец.

3 апреля 2017 года космический аппарат был на полпути от Плутона до своей новой цели. Вскоре после этого, 10 апреля, космический аппарат вошел в режим гибернации, когда большая часть аппарата оставалась в режиме без питания для “долгого летнего сна”, который продолжался до 11 сентября 2017. В течение этого времени бортовой компьютер еженедельно передавал на Землю сигнал состояния радиомаяка и еще один поток данных раз в месяц о состоянии здоровья и безопасности космического аппарата.

1 января 2019, Новые горизонты пролетел мимо 2014 MU69 — самой дальней цели в истории.

Первоначальные изображения намекали на красноватую, похожую на снеговика форму. Дальнейший анализ изображений, сделанных вблизи самого близкого подхода  около 3 500 км показал, насколько необычна форма 2014 MU69 на самом деле.

Этот объект примерно в 35 км длиной. Состоит из большого, плоского лепестка (прозванного “Ultima”), соединенного с меньшим, более круглым лепестком (прозванным “Thule”). Эта странная форма была самой большой неожиданностью полета. Не было видно ни колец, ни лун.

Главный исследователь Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо сказал:

“Мы никогда не видели ничего подобного нигде в Солнечной системе. Он посылает планетарное научное сообщество обратно к чертежной доске, чтобы понять, как формируются планетезимали — строительные блоки планет.”

По состоянию на март 2019 года Новые горизонты находился примерно в 6,6 млрд км от Земли, работая нормально и ускоряясь вглубь пояса Койпера почти на 53 000 км/ч.

Миссия Новые горизонты в настоящее время продлена до 2021 года для изучения дополнительных объектов Пояса Койпера.