Новые горизонты

Новые горизонты

Космический зонд New Horizons
Тип миссии	Пролет ( 132524 APL  · Юпитер  · Плутон  · 486958 Аррокот )
Оператор	НАСА
COSPAR ID	2006-001A
SATCAT нет.	28928
Интернет сайт	плутон .jhuapl .edu nasa.gov/newhorizons
Продолжительность миссии	Основная миссия: 9,5 лет Прошло: 15 лет, 1 месяц, 17 дней
Свойства космического корабля
Производитель	APL  / SwRI
Стартовая масса	478 кг (1054 фунта)
Сухая масса	401 кг (884 фунтов)
Масса полезной нагрузки	30,4 кг (67 фунтов)
Размеры	2,2 × 2,1 × 2,7 м (7,2 × 6,9 × 8,9 футов)
Мощность	245 Вт
Начало миссии
Дата запуска	19 января 2006 г., 19: 00: 00.221  UTC [1] (2006-01-19UTC19)
Ракета	Атлас В (551) АВ-010 [1] + Star 48 B 3-я ступень
Запустить сайт	Мыс Канаверал SLC-41
Подрядчик	Международные службы запуска [2]
Параметры орбиты
Эксцентриситет	1,41905
Наклон	2,23014 °
Эпоха	1 января 2017 г. ( JD 2457754.5) [3]
Облет 132524 APL (случайный)
Ближайший подход	13 июня 2006 г., 04:05 UTC
Расстояние	101867 км (63,297 миль)
Облет Юпитера (с помощью гравитации)
Ближайший подход	28 февраля 2007 г., 05:43:40 UTC
Расстояние	2,300,000 км (1,400,000 миль)
Облет Плутона
Ближайший подход	14 июля 2015 г., 11:49:57 UTC
Расстояние	12,500 км (7,800 миль)
Пролет из 486958 Arrokoth
Ближайший подход	1 января 2019 г., 05:33:00 UTC
Расстояние	3500 км (2200 миль)
Инструменты Алиса Спектрометр ультрафиолетового изображения ЛОРРИ Разведывательный тепловизор дальнего действия ЗАМЕНА Солнечный ветер вокруг Плутона PEPSSI Исследования на основе спектрометра энергетических частиц Плутона REX Радионаучный эксперимент Ральф Телескоп Ральфа SDC Счетчик пыли для студентов Venetia Burney
Программа New Frontiers Юнона  →

New Horizons является межпланетным космическим зондом , который был запущен в рамках НАСА «s программы New Frontiers . ^[4] спровоцирован Университета Джона Хопкинса Лаборатории прикладной физики (APL) и Научно - исследовательского института Юго - Запад (SwRI), с командойглаве с С. Алан Стерн , ^[5] космический аппарат был запущен в 2006 году с основной миссией выполнить Облетное исследование системы Плутона в 2015 году и вторичная миссия по пролету и изучению одного или нескольких другихобъектов пояса Койпера (KBO) в следующем десятилетии, которая стала миссией486958 Аррокот . Это пятый космический зонд, достигший космической скорости, необходимой для выхода из Солнечной системы .

С 19 января 2006 года New Horizons был запущен от станции ВВС на мысе Канаверал Space с помощью Atlas V ракеты непосредственно в-и-солнечной Земли траектории убегания со скоростью около 16,26 км / с (10,10 mı / с; 58500 км / ч ; 36 400 миль / ч). Это был самый быстрый искусственный объект, когда-либо запущенный с Земли. ^{[6] [7] [8] [9]} После короткой встречи с астероидом 132524 APL , New Horizons приступил к Юпитеру , что делает его самый близкий подход 28 февраля 2007 года на расстоянии 2,3 миллиона километров (1,4 миллиона миль). Облет Юпитера обеспечил гравитационную помощьчто увеличение New Horizons " скорость; при близком пролете также включен общий тест Новых горизонтов " научного потенциала, возвращая данные о атмосфере планеты , луне и магнитосфере .

Большая часть путешествия после Юпитера была проведена в режиме гибернации для сохранения бортовых систем, за исключением коротких ежегодных проверок. ^[10] 6 декабря 2014 года New Horizons был снова запущен для встречи с Плутоном, и началась проверка приборов. ^[11] 15 января 2015 года космический аппарат начал приближаться к Плутону.

14 июля 2015 года в 11:49  UTC он пролетел 12500 км (7800 миль) над поверхностью Плутона ^{[12] [13],} что сделало его первым космическим кораблем, исследовавшим карликовую планету . ^[14] В августе 2016 года сообщалось , что New Horizons двигалась со скоростью более 84 000 км / ч (52 000 миль в час). ^[15] 25 октября 2016 г., в 21:48 по Гринвичу, последние зарегистрированные данные о пролете Плутона были получены от New Horizons . ^[16] Завершив облет Плутона, ^[17] New Horizons затем совершил маневр для пролета объекта пояса Койпера 486958 Аррокот (тогда прозванного Ультима Туле ), ^{[18][19] [20],} которое произошло 1 января 2019 г., ^{[21] [22],} когда это было 43,4  а.е. от Солнца . ^{[18] [19]} В августе 2018 года НАСА процитировало результаты Алисы на New Horizons, чтобы подтвердить существование « водородной стены » на внешних краях Солнечной системы . Эта «стена» была впервые обнаружена в 1992 году двумя космическими кораблями «Вояджер» . ^{[23] [24]}

История [ править ]

В августе 1992 года ученый JPL Роберт Стэле позвонил первооткрывателю Плутона Клайду Томбо и попросил разрешения посетить его планету. «Я сказал ему, что он приветствуется, - вспоминал позже Томбо, - хотя ему предстоит еще одно долгое холодное путешествие». ^[25] Призыв в конечном итоге привел к серии предложенных миссий Плутона, ведущих к Новым Горизонтам .

Стаматиос «Том» Кримигис, руководитель космического подразделения Лаборатории прикладной физики , один из многих участников конкурса New Frontiers Program, сформировал команду New Horizons вместе с Аланом Стерном в декабре 2000 года. Стерн был назначен главным исследователем проекта. Кримигис как «олицетворение миссии Плутона». ^{[26] «} Новые горизонты» были в основном основаны на работах Стерна, начиная с Плутона 350, и включали большую часть команды Плутонского экспресса Койпера . ^[27] New HorizonsПредложение было одним из пяти, которые были официально представлены в НАСА. Позже он был выбран в качестве одного из двух финалистов для трехмесячного концептуального исследования в июне 2001 года. Другой финалист, POSSE (Плутон и исследователь внешней солнечной системы), представлял собой отдельную, но похожую концепцию миссии Плутона от Университета. Колорадо Боулдер под руководством главного исследователя Ларри У. Эспозито при поддержке JPL, Lockheed Martin и Калифорнийского университета . ^[28] Однако APL, помимо поддержки разработчиков Pluto Kuiper Express в Центре космических полетов Годдарда и Стэнфордском университете , ^[28]были в выигрыше; они недавно разработали NEAR Shoemaker для НАСА, который ранее в том же году успешно вышел на орбиту около 433 Эроса и позже приземлится на астероид под фанфары ученых и инженеров. ^[29]

В ноябре 2001 г. компания New Horizons была официально выбрана для финансирования в рамках программы New Frontiers. ^[30] Однако новый администратор НАСА, назначенный администрацией Буша , Шон О'Киф , не поддержал New Horizons и фактически отменил его, не включив его в бюджет НАСА на 2003 год. Заместитель администратора НАСА в Управлении научных миссий Эд. Вейлер побудил Стерна лоббировать финансирование New Horizons в надежде, что миссия появится в декадном обзоре планетарной науки ; приоритетный «список желаний», составленный Национальным исследовательским советом США., что отражает мнение научного сообщества. После интенсивной кампании за поддержку New Horizons летом 2002 года был опубликован Десятилетний обзор планетарной науки за 2003–2013 гг. New Horizons возглавил список проектов, считающихся наиболее приоритетными среди научного сообщества в категории среднего размера; впереди миссии на Луну и даже на Юпитер. Вейлер заявил, что это было результатом того, что «[его] администрация не собиралась воевать». ^[26] Финансирование миссии было наконец обеспечено после публикации отчета, и команда Стерна, наконец, смогла приступить к созданию космического корабля и его инструментов с запланированным запуском в январе 2006 года и прибытием к Плутону в 2015 году. ^[26] Алиса Bowmanстал операционным менеджером миссии (MOM). ^[31]

Профиль миссии [ править ]

New Horizons - первая миссия в категории миссий НАСА New Frontiers, более крупная и дорогая, чем миссии Discovery, но меньшая, чем Flagship Program. Стоимость миссии (включая разработку космических аппаратов и приборов, ракеты-носители, операции миссии, анализ данных и обучение / работу с общественностью) составляет приблизительно 700 миллионов долларов за 15 лет (2001–2016). ^[32] Космический корабль был построен в основном Юго-Западным исследовательским институтом (SwRI) и Лабораторией прикладной физики Джонса Хопкинса . Главный исследователь миссии - Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института (бывший помощник администратора НАСА).

После отделения от ракеты-носителя общий контроль взял на себя Оперативный центр миссии (MOC) в Лаборатории прикладной физики в округе Ховард, штат Мэриленд . Научные инструменты работают в Центре научных операций Клайда Томбо (T-SOC) в Боулдере, штат Колорадо . ^[33] Навигация осуществляется на объектах различных подрядчиков, в то время как навигационные данные о местоположении и связанные с ними небесные системы координат предоставляются станцией Флагстафф военно-морской обсерватории через штаб-квартиру НАСА и Лабораторию реактивного движения ; KinetX является руководителем навигационной группы New Horizons и отвечает за планирование корректировок траектории по мере того, как космический корабль приближается квнешняя Солнечная система . По совпадению, станция Флагстафф военно-морской обсерватории была местом, где были сделаны фотографические пластины для открытия спутника Плутона Харона ; а сама военно-морская обсерватория находится недалеко от обсерватории Лоуэлла, где был открыт Плутон.

New Horizons изначально планировался как путешествие к единственной неизведанной планете Солнечной  системы. Когда космический корабль был запущен, Плутон все еще классифицировался как планета , а затем был переклассифицирован как карликовая планета Международным астрономическим союзом (МАС). Некоторые члены команды New Horizons , в том числе Алан Стерн, не согласны с определением МАС и до сих пор называют Плутон девятой планетой. ^[34] Спутники Плутона Никс и Гидра также связаны с космическим кораблем: первые буквы их имен (N и H) являются инициалами New Horizons.. Первооткрыватели лун выбрали эти имена по этой причине, а также по связи Никс и Гидры с мифологическим Плутоном . ^[35]

Помимо научного оборудования, на космическом корабле путешествуют несколько культурных артефактов. Они включают в себя коллекцию 434,738 имен , хранящихся на компакт - диске, ^[36] кусок Масштабные Composites «ы SpaceShipOne , ^[37] „Не обследованы“USPS печать, ^{[38] [39]} и флаг Соединенных Штатов , а также другие сувениры. ^[40]

Около 30 граммов (1 унция) праха Клайда Томбо находится на борту космического корабля в ознаменование его открытия Плутона в 1930 году. ^{[41] [42]} Четверть монеты штата Флорида , дизайн которой посвящен исследованию человека, включена, официально как обрезать вес. ^[43] Один из научных пакетов (счетчик пыли) назван в честь Венеции Берни , которая в детстве предложила название «Плутон» после его открытия.

Цель [ править ]

Цель миссии - понять формирование системы Плутона, пояса Койпера и трансформацию ранней Солнечной системы. ^[44] Космический аппарат собрал данные об атмосфере, поверхностях, недрах и окружающей среде Плутона и его спутников. Он также изучит другие объекты в поясе Койпера. ^[45] «Для сравнения, New Horizons собрал на Плутоне в 5 000 раз больше данных, чем Маринер на Красной планете ». ^[46]

Миссия пытается ответить на следующие вопросы: из чего состоит атмосфера Плутона и как она себя ведет? Как выглядит его поверхность? Есть ли крупные геологические структуры? Как частицы солнечного ветра взаимодействуют с атмосферой Плутона? ^[47]

В частности, научные цели миссии заключаются в следующем: ^[48]

• составить карту поверхности Плутона и Харона
• охарактеризовать геологию и морфологию Плутона и Харона
• характеризует нейтральную атмосферу Плутона и скорость его ухода
• поиск атмосферы вокруг Харона
• карта температуры поверхности на Плутоне и Хароне
• поиск колец и дополнительных спутников вокруг Плутона
• проводить аналогичные исследования одного или нескольких объектов пояса Койпера

Дизайн и строительство [ править ]

Подсистемы космических аппаратов [ править ]

Космический корабль по размеру и общей форме сопоставим с роялем, а также с пианино, приклеенным к спутниковой тарелке размером с коктейль-бар. ^[49] В качестве отправной точки команда черпала вдохновение из космического корабля Ulysses ^[50], который также нес радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG) и тарелку на конструкции типа "ящик-в-коробке" через внешнюю Солнечную систему. Многие подсистемы и компоненты унаследованы от космического корабля APL CONTOUR , который, в свою очередь, унаследовал от космического корабля APL TIMED .

Новые горизонты ' тело образует треугольник, почти 0,76 м (2,5 фута) толстый. ( Pioneers имеют шестиугольные корпуса, тогда как Voyager , Galileo и Cassini – Huygens имеют десятиугольные полые тела.) Трубка из алюминиевого сплава 7075 образует основную конструктивную колонну между переходным кольцом ракеты-носителя «сзади» и 2.1. м (6 футов 11 дюймов) параболическая антенна, прикрепленная к "передней" плоской стороне. титанатопливный бак находится в этой трубке. РИТЭГ крепится с помощью титанового крепления с четырех сторон, напоминающего серую пирамиду или табурет. Титан обеспечивает прочность и теплоизоляцию. Остальная часть треугольника в основном сэндвич - панель из тонких алюминиевых лицевых (менее ¹ / ₆₄  в или 0,40 мм) , связанные с алюминиевыми сотовым заполнителем. Конструкция больше, чем это необходимо, с пустым пространством внутри. Конструкция предназначена для защиты от ошибок электроники, вызванных излучением РИТЭГа. Кроме того, распределение массы, необходимое для вращающегося космического корабля, требует более широкого треугольника.

Внутренняя структура окрашена в черный цвет для выравнивания температуры за счет лучистой теплопередачи. В целом, космический корабль тщательно покрыт одеялом для сохранения тепла. В отличие от « Пионеров» и « Вояджеров» , радиотарелка также закрыта одеялами, доходящими до тела. Тепло от РИТЭГа добавляет тепла космическому кораблю, когда он находится во внешней Солнечной системе. Находясь во внутренней части Солнечной системы, космический корабль должен предотвращать перегрев, следовательно, электронная активность ограничена, мощность перенаправляется на шунты с прикрепленными радиаторами, а жалюзи открываются для излучения избыточного тепла. Пока космический корабль неактивно движется в холодной внешней части Солнечной системы, жалюзи закрыты, и шунтирующий регулятор перенаправляет мощность на электрическую.обогреватели .

Управление движением и ориентацией [ править ]

New Horizons имеет режимы со стабилизацией по вращению (крейсерский режим) и со стабилизацией по трём осям (наука), полностью контролируемые гидразиновым монотопливом . Дополнительная дельта-v после пуска более 290 м / с (1000 км / ч; 650 миль / ч) обеспечивается внутренним баком массой 77 кг (170 фунтов). Гелий используется как давление, с эластомерной диафрагмой, способствующей вытеснению. Масса космического корабля на орбите, включая топливо, составляет более 470 кг (1040 фунтов) на траектории пролета Юпитера, но была бы всего 445 кг (981 фунт) для резервного варианта прямого полета к Плутону. Примечательно, что если бы был выбран резервный вариант, это означало бы меньше топлива для последующих операций с поясом Койпера.

Есть 16 подруливающие устройства на New Horizons : четыре 4,4  N (1,0  фунт - сила ) и двенадцать 0,9 Н (0,2 фунт - сила) Протянувшись в избыточных ветвей. Большие двигатели используются в основном для коррекции траектории, а маленькие (ранее использовавшиеся на космических кораблях « Кассини» и « Вояджер» ) используются в основном для управления ориентацией и маневров раскрутки / раскрутки. Две звездные камеры используются для измерения ориентации космического корабля. Они установлены на передней части космического корабля и предоставляют информацию об ориентации в режиме стабилизации вращения или в 3-осевом режиме. В промежутках между съемками звездной камеры ориентация космического корабля обеспечивается двойными резервными миниатюрными инерциальными измерительными блоками.. Каждый блок содержит три твердотельных гироскопа и три акселерометра . Два датчика Adcole Sun обеспечивают определение положения. Один определяет угол к Солнцу, а другой измеряет скорость вращения и синхронизацию.

Мощность [ править ]

Цилиндрический радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) выступает в плоскости треугольника из одной вершины треугольника. РИТЭГ обеспечил245,7  Вт мощности при запуске, и прогнозировалось, что она упадет примерно3,5  Вт каждый год, снижаясь до202 Вт к моменту столкновения с системой Плутона в 2015 году и будет слишком сильно распадаться, чтобы питать передатчики в 2030-х годах. ^[5] На борту нет аккумуляторов, поскольку выход RTG предсказуем, а переходные процессы нагрузки обрабатываются конденсаторной батареей и быстрыми выключателями. По состоянию на январь 2019 года мощность РИТЭГа составляет около190  Вт . ^[51]

РИТЭГ, модель « GPHS-RTG », изначально был запасным от миссии « Кассини ». РИТЭГ содержит 9,75 кг (21,5 фунта) таблеток оксида плутония-238 . ^[27] Каждая таблетка покрыта иридием , а затем заключена в графитовую оболочку. Он был разработан Министерством энергетики США в Комплексе материалов и топлива, входящем в Национальную лабораторию Айдахо . ^[52] Первоначальная конструкция РИТЭГа требовала 10,9 кг (24 фунта) плутония, но из-за задержек в Министерстве энергетики США, в том числе мероприятий по обеспечению безопасности, производство плутония было произведено из-за задержек с производством плутония, которые были менее мощными, чем предполагалось изначально. ^[53]Параметры миссии и последовательность наблюдений пришлось изменить для уменьшения мощности; тем не менее, не все инструменты могут работать одновременно. Министерство энергетики перенесло программу космических батарей из Огайо в Аргонн в 2002 году из соображений безопасности.

Количество радиоактивного плутония в РИТЭГе составляет примерно одну треть от количества на борту зонда Кассини-Гюйгенс, когда он был запущен в 1997 году. Запуск «Кассини» был опротестован несколькими организациями из-за риска попадания такого большого количества плутония. выбрасывается в атмосферу в случае аварии. Министерство энергетики США оценило вероятность аварии при запуске, которая приведет к выбросу радиации в атмосферу, в 1: 350, и контролировало запуск ^[54] из-за наличия на борту РИТЭГа. Было подсчитано, что при наихудшем сценарии полного рассеяния бортового плутония эквивалентная радиация в размере 80% от средней годовой дозы в Северной Америке от фонового излучения распространится на территорию радиусом 105 км (65 миль). ^[55]

Бортовой компьютер [ править ]

Космический корабль оснащен двумя компьютерными системами: системой управления и обработки данных и процессором наведения и управления. Каждая из двух систем дублируется для резервирования , всего четыре компьютера. Процессор , используемый для его полета компьютеров является Мангуст-V , 12 а МГц радиационно-закаленной версия MIPS R3000 CPU . В аппаратном и программном обеспечении реализованы множественные резервные тактовые генераторы и процедуры синхронизации, которые помогают предотвратить сбои и простои. Чтобы сохранить тепло и массу, космический аппарат и электроника приборов размещены вместе в IEM (интегрированных электронных модулях). Есть два дублирующих наушника. Включая другие функции, такие как приборы и радиоэлектроника, каждый IEM содержит 9 доски. ^[56] Программное обеспечение зонда работает в операционной системе Nucleus RTOS . ^[57]

Произошло два «спасательных» события, которые перевели космический корабль в безопасный режим :

• 19 марта 2007 года компьютер управления и обработки данных обнаружил неисправимую ошибку памяти и перезагрузился, в результате чего космический корабль перешел в безопасный режим. Корабль полностью восстановился в течение двух дней с некоторой потерей данных о хвосте магнитосферы Юпитера . Никакого влияния на последующую миссию не ожидалось. ^[58]
• 4 июля 2015 года произошло событие, связанное с безопасностью процессора, вызванное чрезмерным назначением командных научных операций на подходе корабля к Плутону. К счастью, корабль смог восстановиться в течение двух дней без каких-либо серьезных последствий для его миссии. ^{[59] [60]}

Телекоммуникации и обработка данных [ править ]

Связь с космическим кораблем осуществляется через X-диапазон . Корабль имел скорость связи38 кбит / с на Юпитере; на расстоянии Плутона скорость примерноОжидалось 1  кбит / с на передатчик. Помимо низкой скорости передачи данных, расстояние до Плутона также вызывает задержку около 4,5 часов (в одну сторону). 70- метровые антенны NASA Deep Space Network (DSN) используются для ретрансляции команд, когда они покидают Юпитер. В космическом корабле используются передатчики и приемники с двойным модульным резервированием и с правой или левой круговой поляризацией . Сигнал нисходящей линии связи усиливается двойной дублирующей лампой бегущей волны мощностью 12 Вт.усилители (ЛБВ), закрепленные на корпусе под тарелкой. Приемники новые, маломощные. Системой можно управлять для одновременного питания обоих TWTA и передачи сигнала нисходящей линии связи с двойной поляризацией в DSN, что почти вдвое увеличивает скорость нисходящей линии связи. Испытания DSN на ранних этапах миссии с использованием этого метода объединения двойной поляризации были успешными, и теперь эта возможность считается работоспособной (когда бюджет мощности космического корабля позволяет питать оба TWTA).

В дополнение к антенне с высоким коэффициентом усиления есть две резервные антенны с низким коэффициентом усиления и тарелка со средним усилением. Тарелка с высоким коэффициентом усиления имеет компоновку рефлектора Кассегрена , композитную конструкцию, диаметром 2,1 метра (7 футов), обеспечивающую более42  дБи усиления и ширина луча половинной мощности около градуса. Фокусная антенна среднего усиления с апертурой 0,3 метра (1 фут) и шириной луча половинной мощности 10 ° устанавливается на задней стороне вторичного отражателя антенны с высоким коэффициентом усиления. Передняя антенна с низким коэффициентом усиления установлена ​​над входом антенны со средним коэффициентом усиления. Кормовая антенна с низким коэффициентом усиления установлена ​​в пусковом адаптере в задней части космического корабля. Эта антенна использовалась только на ранних этапах полета у Земли, сразу после запуска и в аварийных ситуациях, если космический корабль потерял контроль над ориентацией.

New Horizons записывала данные научных приборов в буфер твердотельной памяти при каждом столкновении, а затем передавала данные на Землю. Хранение данных осуществляется на двух маломощных твердотельных регистраторах (один основной, один резервный), вмещающих до8  гигабайт каждый. Из-за огромного расстояния от Плутона и пояса Койпера на этих столкновениях можно спасти только одну буферную нагрузку. Это связано с тем, что New Horizons потребуется примерно 16 месяцев после выхода из окрестностей Плутона, чтобы передать буферную нагрузку обратно на Землю. ^[61] На расстоянии Плутона радиосигналам от космического зонда обратно на Землю потребовалось четыре часа 25 минут, чтобы пересечь 4,7 миллиарда километров космоса. ^[62]

Частично причина задержки между сбором и передачей данных заключается в том, что все приборы New Horizons монтируются на кузове. Чтобы камеры могли записывать данные, весь зонд должен повернуться, а луч шириной в один градус антенны с большим усилением не был направлен на Землю. Предыдущие космические аппараты, такие как программные зонды " Вояджер" , имели вращающуюся инструментальную платформу ("сканирующую платформу"), которая могла проводить измерения практически под любым углом без потери радиосвязи с Землей. New Horizons был механически упрощен для снижения веса, сокращения сроков и повышения надежности в течение 15-летнего срока службы.

Платформа сканирования « Вояджер-2» застряла на Сатурне, и необходимость длительной экспозиции на внешних планетах привела к изменению планов, так что весь зонд был повернут, чтобы делать фотографии на Уране и Нептуне, подобно тому, как вращались New Horizons .

Полезная нагрузка науки [ править ]

New Horizons имеет семь инструментов: три оптических инструмента, два плазменных инструмента, датчик пыли и радиотехнический приемник / радиометр. Инструменты будут использоваться для исследования глобальной геологии, состава поверхности, температуры поверхности, атмосферного давления, температуры атмосферы и скорости ухода Плутона и его спутников. Номинальная мощность21 Вт , хотя не все инструменты работают одновременно. ^[63] Кроме того, New Horizons имеет подсистему Ultrastable Oscillator, которая может быть использована для изучения и проверки аномалии Pioneer ближе к концу срока службы космического корабля. ^[64]

Разведывательный тепловизор дальнего действия (LORRI) [ править ]

Визуализатор дальней разведки (LORRI) - это формирователь изображений с большим фокусным расстоянием, разработанный для обеспечения высокого разрешения и чувствительности при видимых длинах волн. Прибор оснащен 1024 × 1024 пикселя на 12 бит на пиксель монохроматического ПЗС Imager дает разрешение 5 мкрад (~ 1 угловой секунды ). ^[65] ПЗС охлаждается намного ниже точки замерзания пассивным излучателем на антисолнечной поверхности космического корабля. Этот перепад температур требует изоляции и изоляции от остальной части конструкции. Зеркала Ричи – Кретьена с апертурой 208,3 мм (8,20 дюйма) и измерительная структура изготовлены из карбида кремния.  , чтобы повысить жесткость, уменьшить вес и предотвратить деформацию при низких температурах. Оптические элементы находятся в композитном световом экране и крепятся из титана и стекловолокна для теплоизоляции. Общая масса составляет 8,6 кг (19 фунтов), с узлом оптической трубки (OTA) весом около 5,6 кг (12 фунтов) ^[66] для одного из крупнейших телескопов из карбида кремния, летавших в то время (теперь его превосходит Herschel ). Для просмотра на общедоступных веб-сайтах изображения LORRI с разрешением 12 бит на пиксель преобразуются в изображения JPEG с разрешением 8 бит на пиксель . ^[65] Эти общедоступные изображения не содержат полного динамического диапазона информации о яркости, доступной из необработанных файлов изображений LORRI. ^[65]

Главный исследователь: Энди Ченг, Лаборатория прикладной физики , Данные: поиск изображений LORRI на jhuapl.edu ^[67]

Солнечный ветер вокруг Плутона (SWAP) [ править ]

Солнечный ветер вокруг Плутона (SWAP) представляет собой тороидальный электростатический анализатор и анализатор тормозящего потенциала (RPA), что составляет одну из двух инструментов , содержащих новые горизонты " Плазму и высокоэнергетический спектрометр частиц свиты (РАМ), другой PEPSSI. SWAP измеряет частицы  с энергией до 6,5 кэВ, а из-за слабого солнечного ветра на расстоянии Плутона прибор спроектирован с самой большой апертурой среди всех подобных инструментов, когда-либо летавших. ^[68]

Главный исследователь: Дэвид МакКомас, Юго-Западный научно-исследовательский институт.

Исследование на основе спектрометра энергетических частиц Плутона (PEPSSI) [ править ]

Плутон Energetic Particle спектрометре Science Исследование (PEPSSI) представляет собой время полета ионов и электронов датчика , который составляет один из двух инструментов , содержащих новые горизонты ' плазмы и высоких энергий частиц спектрометр люкс (PAM), другой SWAP. В отличие от SWAP, который измеряет частицы с  энергией до 6,5 кэВ, PEPSSI достигает 1  МэВ. ^[68]

Главный исследователь: Ральф Макнатт мл., Лаборатория прикладной физики.

Алиса [ править ]

Алиса является ультрафиолетовыми изображениями спектрометра , который является одним из двух фотографических инструментов , содержащих новые горизонты " Плутон Exploration дистанционного зондирование Исследование (PERSI); другой - телескоп Ральфа . Он разрешает 1024  диапазона длин волн в дальнем и крайнем ультрафиолете (от 50 до180  нм ), более 32  полей обзора. Его цель - определить состав атмосферы Плутона. Этот прибор "Алиса" заимствован из другого прибора "Алиса" на борту космического корабля ЕКА " Розетта" . ^[68]

Главный исследователь: Алан Стерн, Юго-Западный научно-исследовательский институт.

В августе 2018 года НАСА подтвердило, основываясь на результатах, полученных Алисой на космическом корабле New Horizons , « водородную стену » на внешних границах Солнечной системы, которая была впервые обнаружена в 1992 году двумя космическими кораблями «Вояджер» . ^{[23] [24]}

Телескоп Ральфа [ править ]

Ральф телескоп, 75 мм ^[69] в отверстии, является одним из двух фотографических инструментов , которые составляют новые горизонты " Плутон Exploration дистанционного зондирования Исследования (PERSI), с другими являющимся Алиса инструментом. У Ralph есть два отдельных канала: MVIC (многоспектральная камера визуализации видимого диапазона), формирователь изображения на ПЗС - матрице видимого света с широкополосным и цветовым каналами; и LEISA (спектральная матрица линейной эталонной визуализации), спектрометр для визуализации в ближней инфракрасной области . LEISA создан на основе аналогичного прибора на космическом корабле " Наблюдение за Землей-1" . Ральф был назван в честь мужа Алисы в сериале «Молодожены» и был создан в честь Алисы. ^[70]

23 июня 2017 года НАСА объявило, что переименовало инструмент LEISA в «Инфракрасный картографический спектрометр Лизы Хардэуэй» в честь Лизы Хардэуэй , руководителя программы Ральфа в Ball Aerospace , которая умерла в январе 2017 года в возрасте 50 лет ^[71].

Главный исследователь: Алан Стерн, Юго-Западный научно-исследовательский институт.

Счетчик пыли студентов Венеции Берни (VBSDC) [ править ]

Венетия Burney Student Dust Счетчик (VBSDC), построенный студентами в университете Колорадо Боулдер, периодически работает , чтобы пыль измерений. ^{[72] [73]} Он состоит из детекторной панели размером около 460 мм × 300 мм (18 дюймов × 12 дюймов), установленной на противосолнечной поверхности космического корабля (направление удара), и блока электроники внутри космического корабля. . Детектор содержит четырнадцать панелей из поливинилидендифторида (ПВДФ), двенадцать научных и две эталонные, которые генерируют напряжение при ударе. Эффективная площадь сбора составляет 0,125 м ² (1,35 кв. Фута). На орбите Урана не работал счетчик пыли; модели пыли во внешних частях Солнечной системы, особенно в поясе Койпера, являются спекулятивными. VBSDC всегда включен, измеряя массы межпланетных и межзвездных пылевых частиц (в диапазоне нано- и пикограмм), когда они сталкиваются с панелями PVDF, установленными на космическом корабле New Horizons . Ожидается, что данные измерений внесут большой вклад в понимание спектров пыли Солнечной системы. Затем спектры пыли можно сравнить со спектрами наблюдений других звезд, что даст новые подсказки относительно того, где во Вселенной можно найти планеты, похожие на Землю. Счетчик пыли назван в честь Венеции Бёрни , которая впервые предложила название «Плутон» в возрасте 11 лет. Тринадцатиминутный короткометражный фильм о VBSDC получил премию «Эмми» за достижения учащихся в 2006 году.^[74]

Главный исследователь: Михали Хораньи, Университет Колорадо в Боулдере.

Радионаучный эксперимент (REX) [ править ]

Эксперимент по радиологии (REX) использовал ультрастабильный кварцевый генератор (по сути, откалиброванный кристалл в миниатюрной печи ) и некоторую дополнительную электронику для проведения радионаучных исследований с использованием каналов связи. Они достаточно малы, чтобы поместиться на одной карте. Поскольку имеется две резервные подсистемы связи, имеются две идентичные печатные платы REX.

Основные исследователи: Лен Тайлер и Иван Линскотт, Стэнфордский университет.

Путешествие к Плутону [ править ]

Запустить [ редактировать ]

24 сентября 2005 года космический корабль прибыл в Космический центр Кеннеди на борту C-17 Globemaster III для подготовки к запуску. ^[75] Запуск New Horizons первоначально был запланирован на 11 января 2006 года, но не был изначально отложен до 17 января 2006 года, чтобы обеспечить Borescope инспекции Atlas V «s керосинового бака. Дальнейшие задержки, связанные с условиями низкой облачности в нижней части диапазона , а также из-за сильного ветра и технических проблем, не связанных с самой ракетой, не позволили запустить ее еще на два дня. ^{[76] [77]}

Зонд , наконец , оторвался от Pad 41 на станции мыса Канаверал ВВС , штат Флорида , непосредственно к югу от Шаттла стартового комплекса 39 , в 19:00 UTC на 19 января 2006 года ^{[78] [79]} Centaur второй этап воспламеняется в 19 : 04: 43 UTC и прожигал 5 минут 25 секунд. Он повторно зажег в 19:32 UTC и горел в течение 9 минут 47 секунд. АТК звезда 48 В третьей стадии прокаливают при 19:42:37 UTC и сжигали в течение 1 минуты 28 секунд. ^{[80] В} совокупности эти ожоги успешно отправили зонд на траекторию ухода от Солнца со скоростью 16,26 км / ч (58 536 км / ч; 36 373 миль в час). ^[7] Новые горизонтыОблет Луны по орбите потребовалось всего девять часов. ^[81] Хотя в феврале 2006 г. и феврале 2007 г. существовали возможности резервного запуска, только первые двадцать три дня окна 2006 г. позволили пролететь мимо Юпитера. Любой запуск вне этого периода заставил бы космический корабль лететь по более медленной траектории прямо к Плутону, задерживая его встречу на пять-шесть лет. ^[82]

Зонд был запущен ракетой Lockheed Martin Atlas V 551 с добавлением третьей ступени для увеличения гелиоцентрической (убегающей) скорости. Это был первый запуск конфигурации Atlas V 551, в которой используются пять твердотопливных ракетных ускорителей , и первый запуск Atlas V с третьей ступенью. Предыдущие полеты использовали ноль, два или три твердотельных ускорителя, но никогда не использовали пять. Транспортное средство AV-010 весило 573 160 кг (1 263 600 фунтов) на старте ^[80] и ранее было слегка повреждено, когда ураган Вильма пронесся над Флоридой 24 октября 2005 года. Один из твердотопливных ракетных ускорителей был поражен дверь. Ракета-носитель был заменен идентичным блоком, вместо того, чтобы проверять и переквалифицировать оригинал. ^[83]

Запуск был посвящен памяти проводника запуска Даниэля Сарокона , которого представители космической программы назвали одним из самых влиятельных людей в истории космических путешествий. ^[84]

Внутренняя Солнечная система [ править ]

Корректировки траектории [ править ]

28 и 30 января 2006 г. диспетчеры миссии провели зонд через первый маневр коррекции траектории (TCM), который был разделен на две части (TCM-1A и TCM-1B). Общее изменение скорости этих двух поправок составило около 18 метров в секунду (65 км / ч; 40 миль в час). TCM-1 был достаточно точным, чтобы разрешить отмену TCM-2, второго из трех первоначально запланированных исправлений. ^[85] 9 марта 2006 г. диспетчеры выполнили TCM-3, последнее из трех запланированных корректировок курса. Двигатели работали 76 секунд, изменяя скорость космического корабля примерно на 1,16 м / с (4,2 км / ч; 2,6 миль в час). ^[86]Дальнейшие маневры траектории не потребовались до 25 сентября 2007 года (семь месяцев после облета Юпитера), когда двигатели были запущены в течение 15 минут и 37 секунд, изменив скорость космического корабля на 2,37 м / с (8,5 км / ч; 5,3 миль / ч). , ^[87], за которым последовала еще одна ТКМ, почти три года спустя, 30 июня 2010 г., которая длилась 35,6 секунды, когда New Horizons уже достигла полпути (пройденного во времени) к Плутону. ^[88]

Летные испытания и пересечение орбиты Марса [ править ]

В течение недели с 20 февраля 2006 г. диспетчеры провели первоначальные полевые испытания трех бортовых научных приборов, спектрометра ультрафиолетовой визуализации Alice, плазменного датчика PEPSSI и камеры дальнего действия видимого спектра LORRI. Не было сделано никаких научных измерений или изображений, но было показано, что электроника приборов, а в случае с Алисой, некоторые электромеханические системы работают правильно. ^[89]

7 апреля 2006 года космический корабль миновал орбиту Марса, двигаясь со скоростью примерно 21 км / с (76 000 км / ч; 47 000 миль в час) от Солнца на расстоянии 243 миллионов километров от Солнца. ^{[90] [91] [92]}

Астероид 132524 APL [ править ]

Из-за необходимости экономии топлива для возможных встреч с объектами пояса Койпера после пролета Плутона, преднамеренные встречи с объектами в поясе астероидов не планировались. После запуска команда New Horizons просканировала траекторию космического корабля, чтобы определить, окажутся ли случайно какие-либо астероиды достаточно близко для наблюдения. В мае 2006 года было обнаружено, что New Horizons пройдет вблизи крошечного астероида 132524 APL 13 июня 2006 года. Ближайшее сближение произошло в 4:05 UTC на расстоянии 101 867 км (63 297 миль) (около четверти среднего земного расстояния). -Лунное расстояние). Астероид изображался Ральфом (использование Лорри не было возможности из - за близости к Солнцу), который дал команде шанс испытать Ральфа «s возможности и сделать наблюдения состава астероида, а также легкой и фазовых кривых. Диаметр астероида оценивался в 2,5 км (1,6 мили). ^{[93] [94] [95]} Космический аппарат успешно отслеживал быстро движущийся астероид 10–12 июня 2006 г.

Первое наблюдение Плутона [ править ]

Первые изображения Плутона с New Horizons были получены 21–24 сентября 2006 г. во время испытания LORRI. Они были опубликованы 28 ноября 2006 года. ^[96] Изображения, сделанные с расстояния примерно 4,2 миллиарда км (2,6 миллиарда миль; 28 а.е.), подтвердили способность космического корабля отслеживать удаленные цели, критически важные для маневрирования к Плутону и другим объектам Койпера. поясные предметы.

Встреча с Юпитером [ править ]

Компания New Horizons использовала LORRI для первых фотографий Юпитера 4 сентября 2006 года с расстояния 291 миллиона километров (181 миллион миль). ^[97] Более подробное исследование системы началось в январе 2007 года с инфракрасного изображения луны Каллисто , а также нескольких черно-белых изображений самого Юпитера. ^[98] New Horizons получил гравитационную помощь от Юпитера, когда он приблизился к нему в 05:43:40 UTC 28 февраля 2007 года, когда он находился на расстоянии 2,3 миллиона километров (1,4 миллиона миль) от Юпитера. Облет увеличил New Horizons 'скорость на 4 км / с (14 000 км / ч; 9 000 миль / ч), ускоряя зонд до скорости 23 км / с (83 000 км / ч; 51 000 миль / ч) относительно Солнца и сокращая его путешествие к Плутону на три года. ^[99]

Облет был центром четырехмесячной кампании интенсивных наблюдений, продолжавшейся с января по июнь. Будучи постоянно меняющейся научной целью, Юпитер наблюдается с перерывами с конца Галилео миссии в сентябре 2003 года Знание о Юпитере выиграло от того , что новых горизонтов » инструменты были построены с использованием новейших технологий, особенно в области камер, представляет собой значительное улучшение по сравнению с камерами Galileo , которые были модифицированными версиями камер Voyager , которые, в свою очередь, были модифицированы Marinerкамеры. Встреча с Юпитером также послужила генеральной репетицией встречи с Плутоном. Поскольку Юпитер намного ближе к Земле, чем Плутон, канал связи может передавать несколько загрузок буфера памяти; таким образом, миссия вернула больше данных от системы Юпитера, чем предполагалось передать с Плутона. ^[100]

Одной из основных целей во время встречи с Юпитером было наблюдение за его атмосферными условиями и анализ структуры и состава его облаков. Наблюдались и измерялись вызванные высокой температурой удары молний в полярных регионах и «волны», указывающие на сильную бурю. Небольшое Красное Пятно , охватывая до 70% диаметра Земли, изображался с близкого расстояния в первый раз. ^[99] Запись с разных углов и условий освещения, New Horizons сделала детальные снимки системы слабых колец Юпитера., обнаружение обломков, оставшихся от недавних столкновений внутри колец или других необъяснимых явлений. Поиск неоткрытых спутников внутри колец результатов не дал. Путешествуя по магнитосфере Юпитера , New Horizons собрал ценные показания частиц. ^{[99] В} хвосте магнитосферы были замечены «пузыри» плазмы, которые, как считается, образовались из материала, выброшенного луной Ио . ^[101]

Юпитерианские луны [ править ]

Четыре самых больших спутника Юпитера находились в плохом положении для наблюдения; необходимый путь гравитационного маневра означал, что « Новые горизонты» прошли миллионы километров от любого из галилеевых спутников . Тем не менее, его инструменты были предназначены для небольших тусклых целей, поэтому они были полезны с научной точки зрения на больших далеких лунах. Особое внимание было уделено самому внутреннему галилееву спутнику Юпитера Ио , действующие вулканы которого выбрасывают тонны материала в магнитосферу Юпитера и далее. Из одиннадцати наблюдаемых извержений три были замечены впервые. То Тваштарадостиг высоты до 330 км (210 миль). Это событие дало ученым беспрецедентный взгляд на структуру и движение поднимающегося шлейфа и его последующее падение на поверхность. Были замечены инфракрасные следы еще 36 вулканов. ^[99] Поверхность Каллисто была проанализирована с помощью LEISA, и выяснилось, как условия освещения и обзора влияют на показания инфракрасного спектра поверхности водяного льда. ^[102] Уточнены решения орбит малых спутников, таких как Амальтея . Камеры определили свое положение, действуя как «обратная оптическая навигация».

Внешняя Солнечная система [ править ]

После прохождения Юпитера New Horizons провела большую часть своего путешествия к Плутону в режиме гибернации: резервные компоненты, а также системы наведения и управления были отключены, чтобы продлить их жизненный цикл, снизить эксплуатационные расходы и освободить сеть Deep Space Network для других миссий. ^[103] В режиме гибернации бортовой компьютер контролировал системы зонда и передавал сигнал обратно на Землю: «зеленый» код, если все работало, как ожидалось, или «красный» код, если требовалась помощь центра управления полетом. ^[103] Зонд активировался примерно на два месяца в году, чтобы инструменты можно было калибровать, а системы проверять. Первый цикл режима гибернации начался 28 июня 2007 г. ^[103]второй цикл начался 16 декабря 2008 г. ^[104], третий цикл 27 августа 2009 г. ^[105] и четвертый цикл 29 августа 2014 г. после 10-недельного теста. ^[106]

New Horizons пересекла орбиту Сатурна 8 июня 2008 года ^[107] и Урана 18 марта 2011 года. ^[108] После того, как астрономы объявили об открытии двух новых спутников в системе Плутона, Кербероса и Стикса , планировщики миссий начали рассматривать возможность столкновения зонда с невидимыми обломками и пылью, оставшимися от древних столкновений между лунами. Исследование, основанное на 18-месячном компьютерном моделировании, наблюдениях с помощью земных телескопов и затенении системы Плутон, показало, что вероятность катастрофического столкновения с обломками или пылью составляла менее 0,3% от запланированного курса зонда. ^{[109] [110]}Если опасность возрастет, New Horizons могла бы использовать один из двух возможных планов действий в чрезвычайных ситуациях, так называемые SHBOT (безопасное убежище по другим траекториям): зонд мог продолжить движение по своей нынешней траектории с антенной, обращенной к входящим частицам, так что более жизненно важный системы были бы защищены, или он мог бы разместить свою антенну, чтобы внести поправку на курс, которая отвела бы его всего в 3000 км от поверхности Плутона, где, как ожидалось, атмосферное сопротивление очистило бы окружающее пространство от возможного мусора. ^[110]

Находясь в режиме гибернации в июле 2012 года, New Horizons начал сбор научных данных с помощью SWAP, PEPSSI и VBSDC. Хотя изначально планировалось активировать только VBSDC, были включены и другие инструменты для сбора ценных гелиосферных данных. Перед активацией двух других инструментов были проведены наземные испытания, чтобы убедиться, что расширенный сбор данных на этом этапе миссии не будет ограничивать доступную энергию, память и топливо в будущем и что все системы работают во время пролета. ^[111] Первый набор данных был передан в январе 2013 года во время трехнедельной активации из спящего режима. Программное обеспечение для управления и обработки данных было обновлено для решения проблемы перезагрузки компьютера. ^[112]

Возможные цели трояна Нептуна [ править ]

Другими возможными целями были трояны Neptune . Траектория зонда к Плутону проходила вблизи задней точки Лагранжа Нептуна (« L 5 »), которая может принимать сотни тел в резонансе 1: 1 . В конце 2013 года , New Horizons прошел в пределах 1.2 а.е. (180000000 км; 110000000 миль) от высокого наклона L5 Нептун Троянской 2011 HM 102 , ^[113] , который был обнаружен незадолго до того в New Horizons KBO Поиск задачи, которая выполнила исследование по найти дополнительные удаленные объекты для новых горизонтов летать после 2015 года встречи с Плутоном. В этом диапазоне,2011 HM ₁₀₂ был бы достаточно ярким , чтобы быть обнаружены с помощью New Horizons " Лорри инструмента; однако команда New Horizons в конце концов решила, что они не будут нацеливаться на HM ₁₀₂ 2011 года для наблюдений, потому что подготовка к подходу к Плутону имела приоритет. ^[114]

Наблюдения Плутона и Харона 2013–14 [ править ]

Изображения с 1 по 3 июля 2013 года, сделанные LORRI, были первыми, на которых зонд разрешил Плутон и Харон как отдельные объекты. ^[115] 14 июля 2014 года диспетчеры миссии выполнили шестой маневр коррекции траектории (TCM) с момента его запуска, чтобы позволить аппарату достичь Плутона. ^[116] В период с 19-24 июля 2014 года, New Horizons " Лорри щелкнул 12 изображений Харон вращается вокруг Плутона, охватывающих почти один полный оборот на расстоянии в пределах примерно от 429 до 422 миллионов километров (267000000 до 262000000 миль). ^[117] В августе 2014 года астрономы провели высокоточные измерения местоположения Плутона и его орбиты вокруг Солнца с помощью Большой миллиметровой / субмиллиметровой антенной решетки Атакамы ( ALMA).) (набор радиотелескопов, расположенных в Чили), чтобы помочь космическому кораблю НАСА New Horizons точно найти Плутон. ^[118] 6 декабря 2014 года диспетчеры миссии послали кораблю сигнал «проснуться» от последней спячки при подходе к Плутону и начать регулярные операции. Ответ корабля о том, что он "проснулся", достиг Земли 7 декабря 2014 года в 02:30 UTC. ^{[119] [120] [121]}

Приближение Плутона [ править ]

Операции по обнаружению дальних столкновений на Плутоне начались 4 января 2015 года. ^[122] В этот день изображения целей с помощью бортового тепловизора LORRI и телескопа Ральфа имели ширину всего несколько пикселей . Исследователи начали делать изображения Плутона и фоновые изображения звездного поля, чтобы помочь навигаторам миссий в разработке маневров двигателя с коррекцией курса, которые точно изменили бы траекторию New Horizons для прицеливания. ^[123]

12 февраля 2015 года НАСА опубликовало новые изображения Плутона (сделанные с 25 по 31 января) с приближающегося зонда. ^{[124] [125]} New Horizons находился на расстоянии более 203 миллионов километров (126 000 000 миль) от Плутона, когда они начали делать фотографии, на которых были запечатлены Плутон и его самый большой спутник, Харон. Время экспозиции было слишком коротким, чтобы увидеть меньшие и более тусклые спутники Плутона.

Исследователи составили серию изображений спутников Никс и Гидры, сделанных с 27 января по 8 февраля 2015 года, начиная с расстояния 201 миллиона километров (125 000 000 миль). ^[126] Плутон и Харон выглядят как один передержанный объект в центре. Правое изображение было обработано, чтобы удалить фоновое звездное поле. Две еще меньшие луны, Кербер и Стикс, были видны на фотографиях, сделанных 25 апреля. ^[127] Начиная с 11 мая, был проведен поиск опасности путем поиска неизвестных объектов, которые могли представлять опасность для космического корабля, таких как кольца или несколько лун. , которых можно было избежать, изменив курс. ^[128]

Также в отношении фазы приближения в январе 2015 года, 21 августа 2012 года, группа объявила, что они потратят время миссии на попытки дальних наблюдений объекта пояса Койпера, временно обозначенного VNH0004 (теперь обозначенного 2011 KW 48 ), когда объект находился на расстоянии от New Horizons 75 гигаметров (0,50 а.е.). ^[129] Объект будет слишком далеким, чтобы разрешить детали поверхности или провести спектроскопию, но он сможет делать наблюдения, которые невозможно сделать с Земли, а именно фазовую кривую и поиск малых лун. Второй объект планировалось наблюдать в июне 2015 года, а третий - в сентябре после облета; Команда надеялась увидеть с десяток таких объектов в течение 2018 года.^[129] 15 апреля 2015 года был получен снимок Плутона, показывающий возможную полярную шапку. ^[130]

Программный сбой [ править ]

4 июля 2015 года New Horizons обнаружила программную аномалию и перешла в безопасный режим, не позволяя космическому кораблю проводить научные наблюдения до тех пор, пока инженеры не решат проблему. ^{[131] [132]} 5 июля НАСА объявило, что проблема была определена как временная ошибка в последовательности команд, используемых для подготовки космического корабля к полету, и 7 июля космический корабль возобновит запланированные научные операции. потеряны из-за аномалии, были сочтены не оказавшими влияния на основные цели миссии и минимальным влиянием на другие цели. ^[133]

Ошибка синхронизации заключалась в одновременном выполнении двух задач - сжатии ранее полученных данных, чтобы освободить место для дополнительных данных, и создании второй копии последовательности команд захода на посадку, - которые вместе перегружали основной компьютер космического корабля. После того, как перегрузка была обнаружена, космический корабль работал в соответствии с проектом: он переключился с основного компьютера на резервный, перешел в безопасный режим и отправил сигнал бедствия на Землю. Сигнал бедствия был получен во второй половине дня 4 июля, который предупредил инженеров, что им необходимо связаться с космическим кораблем, чтобы получить дополнительную информацию и решить проблему. Решение заключалось в том, что проблема возникла в рамках подготовки к подходу, и не ожидалось, что она повторится снова, потому что никаких подобных задач не планировалось до конца встречи. ^{[133] [134]}

Встреча с системой Плутона [ править ]

Ближайшее сближение космического корабля New Horizons с Плутоном произошло в 11:49 UTC 14 июля 2015 года на расстоянии 12 472 км (7750 миль) от поверхности ^[135] и 13 658 км (8 487 миль) от центра Плутона. . Данные телеметрии, подтверждающие успешный пролет и исправный космический корабль, были получены на Земле из окрестностей системы Плутона 15 июля 2015 года, 00:52:37 UTC, ^[136] после 22 часов запланированного радиомолчания из-за наведения космического корабля. к системе Плутона. Менеджеры миссий оценили вероятность того, что обломки уничтожили его во время пролета, и не смогли отправить данные на Землю, с вероятностью 1 к 10 000. ^[137]Первые подробности встречи были получены на следующий день, но загрузка полного набора данных по нисходящей линии связи со скоростью 2 кбит / с заняла чуть более 15 месяцев ^[16], а анализ данных займет больше времени.

Цели [ править ]

Научные цели миссии были сгруппированы по трем отдельным приоритетам. Требовались «первоочередные задачи». Ожидалось, что «второстепенные цели» будут выполнены, но не потребовалось. Желаемыми были "высшие цели". Эти цели можно было пропустить в пользу вышеупомянутых целей. Задача измерить любое магнитное поле Плутона была отклонена из-за проблем с массой и бюджетом, связанных с включением магнитометра в космический корабль. Вместо этого SWAP и PEPSSI могли бы выполнять косвенную работу по обнаружению некоторого магнитного поля вокруг Плутона. ^[138]

• Основные цели (обязательно)
  • Охарактеризуйте глобальную геологию и морфологию Плутона и Харона.
  • Составьте карту химического состава поверхностей Плутона и Харона.
  • Охарактеризуйте нейтральную ( неионизированную ) атмосферу Плутона и скорость его ухода.
• Вторичные цели (ожидаемые)
  • Охарактеризуйте изменчивость во времени поверхности и атмосферы Плутона.
  • Изображение выберите области Плутона и Харона в стерео
  • Нанесите на карту терминаторы (граница дня и ночи) Плутона и Харона с высоким разрешением.
  • Составьте карту химического состава выбранных областей Плутона и Харона с высоким разрешением.
  • Охарактеризуйте ионосферу Плутона (верхний слой атмосферы) и ее взаимодействие с солнечным ветром.
  • Поиск в атмосфере молекулярно-нейтральных частиц, таких как молекулярный водород , углеводороды , цианистый водород и другие нитрилы.
  • Найдите любую атмосферу Харона
  • Определите болометрические альбедо Бонда для Плутона и Харона.
  • Карта температуры поверхности Плутона и Харона
  • Нанесите на карту любые дополнительные поверхности самых удаленных лун: Никса , Гидры , Кербероса и Стикса.
• Третичные цели (желательно)
  • Охарактеризуйте среду энергичных частиц на Плутоне и Хароне.
  • Уточните объемные параметры (радиусы, массы) и орбиты Плутона и Харона.
  • Ищите дополнительные луны и любые кольца

«Облет системы Плутона« Новые горизонты »был полностью успешным, отвечая, а во многих случаях превышая, цели Плутона, поставленные для него НАСА и Национальной академией наук». ^[139]

Детали облета [ править ]

Новые горизонты прошли в пределах 12 500 км (7800 миль) от Плутона, при этом самое близкое сближение произошло 14 июля 2015 года в 11:50 UTC. У New Horizons была относительная скорость 13,78 км / с (49 600 км / ч; 30 800 миль в час) при самом близком приближении, и она была на расстоянии 28 800 км (17 900 миль) от Харона. За 3,2 дня до ближайшего сближения съемка на больших расстояниях включала картографирование Плутона и Харона с разрешением 40 км (25 миль). Это половина периода вращения системы Плутон – Харон и позволяет получить изображения всех сторон обоих тел. Визуализация с близкого расстояния повторялась дважды в день для поиска изменений поверхности, вызванных локализованным снегопадом или поверхностным криовулканизмом.. Из-за наклона Плутона часть северного полушария всегда будет в тени. Во время облета инженеры ожидали, что LORRI сможет получить избранные изображения с разрешением до 50 м на пиксель (160 футов / пиксель), если ближайшее расстояние составляет около 12500 км, а MVIC должен был получить четырехцветные глобальные дневные карты на Разрешение 1,6 км (1 миля). LORRI и MVIC попытались перекрыть свои соответствующие зоны покрытия, чтобы сформировать стереопары. LEISA получила гиперспектральные карты в ближнем инфракрасном диапазоне со скоростью 7 км / пиксель (4,3 миль / пиксель) во всем мире и 0,6 км / пиксель (0,37 миль / пиксель) для выбранных областей.

Между тем, Алиса охарактеризовала атмосферу как по выбросам атмосферных молекул ( свечение ), так и по затемнению фоновых звезд, когда они проходят за Плутоном ( затмение ). Во время и после самого близкого приближения SWAP и PEPSSI измеряли верхние слои атмосферы и их влияние на солнечный ветер. VBSDC искал пыль, выявляя частоту столкновений с метеороидами и любые невидимые кольца. REX занимался активной и пассивной радионаукой. Коммуникационная тарелка на Земле измеряла исчезновение и повторное появление радиозатмения.сигнал, когда зонд пролетел позади Плутона. Результаты разрешили диаметр Плутона (по времени), плотность и состав атмосферы (по их ослаблению и усилению). (Алиса может выполнять аналогичные затмения, используя солнечный свет вместо радиомаяков.) В предыдущих миссиях космический корабль передавал сигнал через атмосферу на Землю («нисходящая линия связи»). Масса и распределение масс Плутона были оценены гравитационным буксиром космического корабля. По мере того, как космический корабль ускоряется и замедляется, радиосигнал демонстрирует доплеровский сдвиг . Доплеровский сдвиг измерялся путем сравнения со сверхстабильным генератором в коммуникационной электронике.

Отраженный солнечный свет от Харона позволил визуализировать ночную сторону. Подсветка от Солнца давала возможность выделить любые кольца или атмосферную дымку. REX выполнил радиометрию ночной стороны.

Спутниковые наблюдения [ править ]

Новые горизонты " лучшее пространственное разрешение малых спутников составляет 330 м на пиксель (1,080 футов / рх) на Никса, 780 м / пикс (2560 фут / РХ) на Hydra, и примерно 1,8 км / РХ (1,1 мили / рх) в Кербер и Стикс. Приблизительные размеры этих тел: Nix - 49,8 × 33,2 × 31,1 км (30,9 × 20,6 × 19,3 миль); Hydra в 50,9 × 36,1 × 30,9 км (31,6 × 22,4 × 19,2 миль); Kerberos на расстоянии 19 × 10 × 9 км (11,8 × 6,2 × 5,6 миль); и Стикс размером 16 × 9 × 8 км (9,9 × 5,6 × 5,0 миль). ^[140]

Первоначальные прогнозы предполагали, что Kerberos является относительно большим и массивным объектом, темная поверхность которого привела к тому, что он имел слабое отражение. Это оказалось неверным, поскольку изображения, полученные New Horizons 14 июля и отправленные на Землю в октябре 2015 года, показали, что Kerberos был меньше по размеру, 19 км (12 миль) в поперечнике с сильно отражающей поверхностью, что свидетельствует о наличии относительно чистого водяного льда. аналогично остальным меньшим спутникам Плутона. ^[141]

События после Плутона [ править ]

Вскоре после пролета Плутона, в июле 2015 года, New Horizons сообщила, что космический корабль исправен, его траектория полета находится в допустимых пределах, и были зарегистрированы научные данные системы Плутон – Харон. ^{[142] [143]} Непосредственной задачей космического корабля было начать возвращать 6,25 гигабайта собранной информации. ^[16] Потери на трассе в свободном пространстве на своем расстоянии 4,5 световых часов (3000000000 км) составляет около 303 дБ на 7 ГГц. Используя высокую антенну усиления и передачи на полной мощности, сигнал от ЭИИМ является +83 дБм, и на этом расстоянии сигнал достигает Земли составляет -220 дБм. Уровень принятого сигнала (RSL) с использованием одного, без массиваАнтенна сети Deep Space Network с прямым усилением 72 дБи равна −148 дБмВт. ^[144] Из-за чрезвычайно низкого RSL он мог передавать данные только со скоростью от 1 до 2 килобит в секунду . ^[145]

К 30 марта 2016 года, примерно через девять месяцев после пролета, New Horizons достигла середины передачи этих данных. ^[146] Передача завершилась 25 октября 2016 года в 21:48 по всемирному координированному времени, когда лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса получила последний фрагмент данных - часть последовательности наблюдений Плутон-Харон с помощью тепловизора Ralph / LEISA . ^{[16] [147]}

По состоянию на ноябрь 2018 года, на расстоянии 43 AU (6430000000 км; 4,00 миллиарда миль) от Солнца и 0,4 AU (60 млн км; 37 миллионов миль) от 486958 Arrokoth, ^[148] Новые горизонты был движется в направлении от созвездие Стрельца ^[149] на 14,10  км / с (8,76  миль / с ; 2,97  а.е. / год ) относительно Солнца. ^[148] Яркость Солнца с космического корабля составляла -18,5 звездной величины . ^[149]

Расширение миссии [ править ]

Команда New Horizons запросила и получила продление миссии до 2021 года для исследования дополнительных объектов пояса Койпера (KBO). Финансирование было получено 1 июля 2016 года. ^[150] Во время этой расширенной миссии в поясе Койпера (KEM) космический корабль пролетел вблизи 486958 Аррокот и проведет более далекие наблюдения еще за двумя дюжинами объектов, ^{[151] [ 150] [152]} и, возможно, пролетит мимо другого КБО. ^{[ необходима цитата ]}

Миссия объекта пояса Койпера [ править ]

Целевой фон [ править ]

Планировщики миссий искали один или несколько дополнительных объектов пояса Койпера (KBO) порядка 50–100 км (31–62 миль) в диаметре в качестве целей для облетов, подобных плутонической встрече космического корабля. Однако, несмотря на большое количество КБО, многие факторы ограничивали количество возможных целей. Поскольку траектория полета определялась пролетом Плутона, а в зонде оставалось только 33 килограмма гидразинового топлива , объект, который нужно было посетить, должен был находиться в пределах конуса шириной менее градуса, отходящего от Плутона. Цель также должна быть в пределах 55  а.е., потому что за пределами 55  а.е. канал связи становится слишком слабым, а выходная мощность РИТЭГа падает достаточно значительно, чтобы затруднять наблюдения. ^[153]Желательные КВО имеют диаметр более 50 км (30 миль), нейтральный цвет (чтобы контрастировать с красноватым Плутоном) и, если возможно, имеют спутник, который вызывает колебание. ^{[ необходима цитата ]}

KBO Search [ править ]

В 2011 году ученые миссии начали поиск New Horizons KBO Search , специальный обзор подходящих KBO с использованием наземных телескопов. Для поиска потенциальных целей использовались большие наземные телескопы с широкопольными камерами, в частности, сдвоенные 6,5-метровые телескопы Magellan в Чили, 8,2-метровая обсерватория Субару на Гавайях и телескоп Канада-Франция-Гавайи ^{[113] [154].} . Участвуя в гражданско-научном проекте под названием « Ледяные охотники» , общественность помогла отсканировать телескопические изображения в поисках подходящих кандидатов в миссии. ^{[155] [156] [157] [158] [159]}Наземные поиски привели к обнаружению около 143 потенциально интересных объектов ^[160], но ни один из них не находился достаточно близко к траектории полета New Horizons . ^[154] Считалось, что только космический телескоп Хаббл сможет вовремя найти подходящую цель для успешной миссии KBO. ^[161] 16 июня 2014 г. было предоставлено время на поиски Хаббла. ^[162] Хаббл обладает гораздо большей способностью находить подходящие КБО, чем наземные телескопы. Вероятность того, что цель New Horizons будет найдена, заранее оценивалась примерно в 95%. ^[163]

Подходящие КБО [ править ]

15 октября 2014 года выяснилось, что поиск Хаббла выявил три потенциальных цели, ^{[164] [165] [166] [167] [168]} временно обозначенные как PT1 («потенциальная цель 1»), PT2 и PT3 Новыми Команда Horizons . В конечном итоге целью был выбран PT1, также известный как 486958 Arrokoth .

Все были объектами с предполагаемым диаметром в диапазоне 30–55 км (19–34 миль) и были слишком малы, чтобы их можно было увидеть в наземные телескопы. Каждый из них находился на расстоянии от Солнца от 43 до 44 а.е., что соответствует периоду 2018–2019 годов. ^[165] Первоначальная оценочная вероятность того, что эти объекты были достижимы в рамках топливного бюджета New Horizons , составляла 100%, 7% и 97% соответственно. ^[165] Все они были членами «холодного» (низкий наклон , низкий эксцентриситет ) классического пояса Койпера и, таким образом, сильно отличались от Плутона.

PT1 (получивший временное обозначение «1110113Y» на веб-сайте HST ^[169] ), наиболее удачно расположенный объект, имел звездную величину 26,8, диаметр 30–45 км (19–28 миль) и был обнаружен в январе. 2019. ^[170] изменить курс , чтобы достигнуть этого требуется около 35% от New Horizons " доступной топливоподачи траекторных регулировки . Миссия к PT3 была в некотором смысле предпочтительнее, поскольку она ярче и, следовательно, вероятно, больше, чем PT1, но большие потребности в топливе для ее достижения оставили бы меньше на маневрирование и непредвиденные события. ^[165]

После того, как была предоставлена ​​достаточная орбитальная информация, Центр малых планет дал предварительные обозначения трем целевым KBO: 2014 MU 69 (позже 486958 Arrokoth) (PT1), 2014 OS 393 (PT2) и 2014 PN 70 (PT3). К осени 2014 г. возможная четвертая цель, 2014 MT 69 , была устранена путем последующих наблюдений. PT2 не участвовал в работе перед пролетом Плутона. ^{[171] [172]}

Выбор КБО [ править ]

28 августа 2015 года 486958 Аррокот (тогда известный как (486958) 2014 MU ₆₉ и по прозвищу Ультима Туле ) (PT1) был выбран в качестве цели пролета. Необходимая корректировка курса была проведена с четырьмя запусками двигателей в период с 22 октября по 4 ноября 2015 года. ^{[173] [174]} Облет произошел 1 января 2019 года в 00:33 UTC. ^{[175] [176]}

Наблюдения за другими КБО [ править ]

Помимо пролета 486958 Аррокот, расширенная миссия New Horizons требует, чтобы космический корабль провел наблюдения и поиск кольцевых систем вокруг от 25 до 35 различных KBO. ^[177] Кроме того, он продолжит изучение состава газа, пыли и плазмы в поясе Койпера до завершения продления миссии в 2021 году. ^{[151] [152]}

2 ноября 2015 года New Horizons сфотографировала KBO 15810 Arawn с помощью прибора LORRI с расстояния 280 миллионов километров (170 миллионов миль; 1,9 а.е.), показав форму объекта и одну или две детали. ^[178] Этот KBO был снова получен прибором LORRI 7–8 апреля 2016 г. с расстояния 111 млн км (0,74 а.е.). Новые изображения позволили научной группе уточнить местоположение 15810 Arawn с точностью до 1000 км (620 миль) и определить период его вращения в 5,47 часа. ^{[179] [180]}

В июле 2016 года камера LORRI сделала несколько снимков Квавара с расстояния 2,1 миллиарда километров (1,3 миллиарда миль; 14 а.е.); наклонный вид дополнит наземные наблюдения для изучения светорассеивающих свойств объекта. ^[181]

5 декабря 2017 года, когда New Horizons был 40,9 а.е. от Земли, калибровочный изображение Wishing кластера Ну отмечен самый далекий образ когда - либо принятых космическим аппаратом (преодолев 27-летний рекорд , установленный Voyager 1 ' s известного Pale Blue Dot ). Двумя часами позже New Horizons превзошла собственный рекорд, сфотографировав объекты пояса Койпера 2012 HZ ₈₄ и 2012 HE ₈₅ с расстояния 0,50 и 0,34 а.е. соответственно. Это были самые близкие изображения объекта пояса Койпера, помимо Плутона и Аррокота, по состоянию на февраль 2018 года ^[update]. ^{[182] [183]}

Встреча с Аррокотом [ править ]

Цели [ править ]

Научные цели полета включали характеристику геологии и морфологии Аррокота, ^{[184] [185]} и составление карты состава поверхности (путем поиска аммиака, окиси углерода, метана и водяного льда). Будут проводиться поиски орбитальных лун, комы, колец и окружающей среды. ^[186] Дополнительные цели включают: ^[187]

• Составление карты геологии поверхности, чтобы узнать, как она формировалась и развивалась.
• Измерение температуры поверхности
• Нанесение на карту трехмерной топографии и состава поверхности, чтобы узнать, чем она похожа и отличается от комет, таких как 67P / Чурюмов – Герасименко, и карликовых планет, таких как Плутон.
• Поиск любых признаков активности, например, облачной комы.
• Поиск и изучение любых спутников или колец
• Измерение или ограничение массы

Прицельные маневры [ править ]

Аррокот - первый объект, который был обнаружен после запуска космического корабля. ^{[188] «} Новые горизонты» планировалось подойти на 3500 км (2200 миль) от Аррокота, в три раза ближе, чем предыдущая встреча космического корабля с Плутоном. Ожидаются изображения с разрешением до 30 м (98 футов) на пиксель. ^[189]

Новая миссия началась 22 октября 2015 года, когда New Horizons выполнила первый из четырех маневров наведения, направленных на то, чтобы отправить ее в Аррокот. Маневр, который начался примерно в 19:50 UTC и с использованием двух небольших двигателей космического корабля, работающих на гидразине, длился примерно 16 минут и изменил траекторию космического корабля примерно на 10 метров в секунду (33 фута / с). Остальные три маневра по целеуказанию были проведены 25 октября, 28 октября и 4 ноября 2015 года. ^{[190] [191]}

Фаза подхода [ править ]

Корабль был выведен из спячки примерно в 00:33  UTC 5 июня 2018 г. (06:12 UTC ERT , время приема с Земли), ^[a] , чтобы подготовиться к фазе подхода. ^{[193] [194]} После проверки состояния работоспособности космический аппарат перешел из режима стабилизации вращения в режим стабилизации по трем осям 13 августа 2018 г. Официальная фаза захода на посадку началась 16 августа 2018 г. и продолжалась до декабря. 24, 2018. ^[195]

Компания New Horizons впервые обнаружила Аррокот 16 августа 2018 года с расстояния в 107 миллионов миль (172 миллиона км). В то время Аррокот был виден с блеском 20 на фоне густого звездного неба в направлении созвездия Стрельца . ^{[196] [197]}

Flyby [ править ]

Фаза ядра началась за неделю до столкновения и продолжалась в течение двух дней после столкновения. Космический корабль пролетел мимо объекта со скоростью 51 500 км / ч (32 000 миль / ч; 14,3 км / с) на расстоянии 3500 км (2200 миль). ^[198] Большая часть научных данных была собрана в течение 48 часов после ближайшего подхода на этапе, называемом внутренним ядром. ^[195] Ближайшее сближение произошло 1 января 2019 г., в 05:33  UTC ^[199] SCET, в этот момент оно было43,4  а.е. от Солнца . ^[200] На таком расстоянии время прохождения радиосигналов между Землей и New Horizons в одну сторону составляло шесть часов. ^[186] Подтверждение того, что кораблю удалось заполнить свои цифровые регистраторы, произошло, когда данные прибыли на Землю десятью часами позже, в 15:29 UTC. ^[201]

Загрузка данных [ редактировать ]

После встречи предварительные высокоприоритетные данные были отправлены на Землю 1 и 2 января 2019 года. 9 января New Horizons вернулась в режим стабилизации вращения, чтобы подготовиться к отправке оставшихся данных обратно на Землю. ^[195] Ожидается, что эта загрузка займет 20 месяцев при скорости передачи данных 1-2 килобита в секунду . ^[202] Ожидалось, что загрузка данных будет завершена в сентябре 2020 года, однако никаких объявлений пока не поступало. ^[203]

События после Аррокота [ править ]

После пролета космического корабля над Аррокотом у приборов по-прежнему будет достаточно энергии, чтобы работать до 2030-х годов. Руководитель группы Алан Стерн заявил о возможности третьего пролета в 2020-х годах на внешних краях пояса Койпера. ^{[204] [205]} Это зависит от подходящего объекта пояса Койпера, который еще предстоит найти или подтвердить достаточно близко к текущей траектории космического корабля. С мая 2020 года команда New Horizons использует время на телескопе Subaru для поиска подходящих кандидатов в непосредственной близости от космического корабля. По состоянию на ноябрь 2020 года ни один из них не был найден достаточно близко к траектории New Horizons, чтобы он смог совершить близкий пролет с оставшимся топливом. ^[206]

Кроме того, New Horizons может сфотографировать Землю с расстояния в поясе Койпера, но только после завершения всех запланированных облетов KBO. ^[207] Это связано с тем, что наведение камеры на Землю может привести к повреждению камеры солнечным светом, ^[208] поскольку ни одна из камер New Horizons не имеет механизма активного затвора. ^{[209] [210]}

В апреле 2020 года New Horizons использовался совместно с телескопами на Земле, чтобы сфотографировать близлежащие звезды Проксима Центавра и Волк 359 ; изображения с каждой точки обзора - на расстоянии более 4 миллиардов миль (6,4 миллиарда км) друг от друга - сравнивались, чтобы произвести «первую демонстрацию легко наблюдаемого звездного параллакса ». ^[211]

Изображения, сделанные камерой LORRI, когда New Horizons находился на расстоянии 42–45 а.е. от Солнца, были использованы для измерения космического оптического фона, видимого светового аналога космического микроволнового фона в семи полях высоких галактических широт. На таком расстоянии New Horizons увидела небо в десять раз темнее, чем небо, видимое космическим телескопом Хаббла, из-за отсутствия в солнечной системе рассеянной яркости фона неба от зодиакального света . Эти измерения показывают, что в наблюдаемой Вселенной есть сотни миллиардов галактик, а не триллионы, как предполагали более ранние исследования. ^{[212] [213]}

Скорость [ править ]

New Horizons был назван «самым быстрым космическим кораблем из когда-либо запущенных» ^[6], потому что он покинул Землю со скоростью 16,26 км / ч (58 536 км / ч; 36 373 миль / ч). ^{[7] [8]} Это также первый космический аппарат, запущенный непосредственно на траекторию ухода от Солнца, для которой требуется приблизительная скорость около Земли 16,5 км / с (59 000 км / ч; 37 000 миль в час), ^[b] плюс дополнительная дельта- v для покрытия сопротивления воздуха и силы тяжести , которые должны обеспечиваться ракетой-носителем.

Однако это не самый быстрый космический корабль, покидающий Солнечную систему. По состоянию на январь 2018 ^[update]года этот рекорд принадлежит Voyager 1 , движущемуся со скоростью 16,985 км / с (61 146 км / ч; 37 994 миль в час) относительно Солнца. ^{[149] "} Вояджер-1" достиг большей гиперболической избыточной скорости, чем " Новые горизонты", благодаря гравитации Юпитера и Сатурна. Когда New Horizons достигает расстояния100  а.е. , он будет двигаться со скоростью около 13 км / с (47 000 км / ч; 29 000 миль / ч), что примерно на 4 км / с (14 000 км / ч; 8 900 миль / ч) медленнее, чем « Вояджер-1» на таком расстоянии. ^[214] Паркер Солнечный зонд также может быть измерена как самый быстрый объект, из - за своей орбитальной скорости по отношению к Солнцу в перигелии : 95,3 км / с (343000 км / ч; 213000 миль / ч). ^[c] Поскольку он остается на солнечной орбите, его удельная орбитальная энергия относительно Солнца ниже, чем у New Horizons и других искусственных объектов, покидающих Солнечную систему .

Новые горизонты " Star 48B третий этап также на гиперболической траектории убегания от Солнечной системы, и достиг Юпитера до New Horizons космического аппарата; ожидалось, что он пересечет орбиту Плутона 15 октября 2015 года. ^[215] Поскольку он не находился в управляемом полете, он не получил правильную гравитационную помощь и прошел в пределах 200 миллионов км (120 миллионов миль) от Плутона. ^[215] Вторая ступень « Кентавр » не достигла скорости убегания Солнца и остается на гелиоцентрической орбите. ^{[216] [c]}

Галерея [ править ]

Изображения запуска [ править ]

Видео [ редактировать ]

Хронология [ править ]

Фаза подготовки [ править ]

• 8 января 2001 г .: Первая личная встреча проектной группы в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. ^[218]
• 5 февраля 2001: выбрано название New Horizons . ^{[218] [219]}
• 6 апреля 2001: Предложение New Horizons передано в НАСА. Это было одно из пяти представленных предложений, которые позже были сужены до двух для исследования фазы А: POSSE (Плутон и исследователь внешней солнечной системы) и New Horizons . ^[218]
• 29 ноября 2001 г .: НАСА выбрало предложение New Horizons . Начато исследование фазы B. ^[220]
• Март 2002 г .: бюджет обнулен администрацией Буша, но позже отменен. ^{[221] [222]}
• 13 июня 2005 г .: Космический корабль покинул Лабораторию прикладной физики для окончательных испытаний. Он проходит финальные испытания в Центре космических полетов им. Годдарда (GSFC). ^[223]
• 24 сентября 2005 г .: Космический корабль отправлен на мыс Канаверал . Он был перемещен через базу ВВС Эндрюс на борту грузового самолета C-17 Globemaster III . ^[75]
• 17 декабря 2005 г .: Космический корабль готов к запуску в ракетное позиционирование. Транспортирован из опасного объекта обслуживания в объект вертикальной интеграции на космическом стартовом комплексе 41. ^[224]
• 11 января 2006: Открыто окно первичного запуска. Запуск отложен для дальнейшего тестирования. ^[225]
• 16 января 2006 г .: Ракета поднялась на стартовую площадку. Пусковая установка Atlas V , серийный номер AV-010, выкатилась на площадку. ^[226]
• 17 января 2006 г .: запуск отложен. Попытки запуска в первый день были прекращены из-за неприемлемых погодных условий (сильный ветер). ^{[76] [77]}
• 18 января 2006 г .: запуск снова отложен. Вторая попытка запуска сорвана из-за утреннего отключения электроэнергии в Лаборатории прикладной физики . ^[227]

Фаза запуска [ править ]

• 19 января 2006 г .: Успешный запуск в 19:00 UTC после небольшой задержки из-за облачности. ^{[78] [79]}

Фаза встречи с Юпитером [ править ]

• 7 апреля 2006 г .: Зонд миновал орбиту Марса в 1,5 а.е. от Земли. ^{[90] [228]}
• 13 июня 2006 г .: Облет астероида 132524 APL . Зонд прошел ближе всего к астероиду 132524 APL в Поясе астероидов примерно на 101867 км в 04:05 UTC. Фотографии были сделаны. ^[229]
• 28 ноября 2006 г .: Первое изображение Плутона. Изображение Плутона было снято с большого расстояния. ^[96]

Фаза встречи с Юпитером [ править ]

• 10 января 2007 г .: Навигационные учения у Юпитера . Наблюдения за внешней луной Юпитера Каллирроу на большом расстоянии в качестве навигационного упражнения. ^[230]
• 28 февраля 2007 года: пролет Юпитера. Ближайшее сближение произошло в 05:43:40 UTC на отметке 2,305 млн км, 21,219 км / с. ^[231]

Фаза встречи с Плутоном [ править ]

• 8 июня 2008 г .: Зонд миновал орбиту Сатурна в 9,5 а.е. от Земли. ^{[231] [232]}
• 29 декабря 2009 г .: Зонд становится ближе к Плутону, чем к Земле. Плутон тогда находился на расстоянии 32,7 а.е. от Земли, а зонд - на расстоянии 16,4 а.е. от Земли. ^{[233] [234] [235]}
• 25 февраля 2010 г .: New Horizons завершила 2,38 млрд км (1,48 млрд миль), что составляет половину общего расстояния в 4,76 млрд км (2,96 млрд миль). ^[236]
• 18 марта 2011 г .: Зонд проходит орбиту Урана . Это четвертая планетарная орбита, которую пересек космический корабль с момента своего старта. New Horizons достигла орбиты Урана в 22:00 UTC. ^{[237] [238]}
• 2 декабря 2011 г .: New Horizons приближается к Плутону ближе, чем любой другой космический корабль. Ранее « Вояджер-1» был рекордсменом по наибольшему сближению. (~ 10,58 AU) ^[239]
• 11 февраля 2012 г .: New Horizons достигает расстояния 10 астрономических единиц от системы Плутона примерно в 4:55 по всемирному координированному времени. ^[240]
• 1 июля 2013 г .: New Horizons делает первое изображение Харона . Харон четко отделен от Плутона с помощью дальномерного разведывательного тепловизора (LORRI). ^{[241] [242]}
• 25 октября 2013 г .: New Horizons достигает расстояния 5 а.е. от системы Плутона. ^{[240] [243]}
• 20 июля 2014 г .: Фотографии Плутона и Харона. Полученные изображения показывают, что оба тела вращаются вокруг друг друга на расстоянии 2,8 а.е. ^[244]
• 25 августа 2014 г .: Зонд проходит орбиту Нептуна . Это была пятая пересеченная планетная орбита. ^[245]
• 7 декабря 2014 г .: New Horizons выходит из спячки. Станция NASA Deep Sky Network в Тидбинбилле, Австралия, получила сигнал, подтверждающий, что она успешно вышла из спячки. ^{[119] [120]}
• Январь 2015: Наблюдение за объектом пояса Койпера 2011 KW 48 . Дистанционные наблюдения с расстояния примерно 75 миллионов км (~ 0,5 а.е.) ^[246]
• 15 января 2015 г .: Начало наблюдений за Плутоном. New Horizons теперь достаточно близко к Плутону и начинает наблюдение за системой. ^{[247] [248]}
• 10–11 марта 2015 г .: New Horizons достигает расстояния 1 а.е. от системы Плутона. ^[249]
• 20 марта 2015 г .: НАСА предлагает широкой публике предложить названия поверхностных объектов, которые могут быть обнаружены на Плутоне и Хароне. ^[250]
• 15 мая 2015: изображения превышают лучшее разрешение космического телескопа Хаббл .

Фаза науки о Плутоне [ править ]

• 14 июля 2015 г .: Облет системы Плутона: Плутон , Харон , Гидра , Никс , Кербер и Стикс .
   • Облет Плутона около 11:49:57 UTC на 12 500 км, 13,78 км / с.
   • Плутон находится на расстоянии 32,9 а.е. от Солнца.
   • Облет Харона около 12:03:50 UTC на 28 858 км, 13,87 км / с. ^[251]
• 14 июля 2015 г. - 25 октября 2016 г.: передача собранных данных обратно на Землю и текущие научные открытия на основе наблюдений. Скорость передачи битов в нисходящей линии связи ограничена 1-2 кб / с , ^[145] , так что не принял до 25 октября 2016 года передать все данные. ^{[16] [252] [253] [254]}

Фаза встречи с Аррокотом [ править ]

• 22 октября - 4 ноября 2015 г .: Маневр коррекции траектории. Корректировка курса для пролета Аррокота в январе 2019 года была проведена серией из четырех пусков двигателя по 22 минуты каждый. ^{[173] [255]}
• 2 ноября 2015 г .: Наблюдение за KBO 15810 Arawn . Наблюдения на большом расстоянии с расстояния 274 миллиона километров (1,83 а.е.), что является самым близким показателем для любого транснептунового объекта, кроме Плутона и 486958 Аррокот. Еще несколько снимков были сделаны 7–8 апреля 2016 г. на расстоянии 179 миллионов километров (1,20 а.е.). ^[256]
• 13–14 июля 2016 г .: Наблюдение за KBO 50000 Quaoar . Наблюдения на большом расстоянии с расстояния 2,1 миллиарда километров (14 а.е.) дают ученым миссии другую перспективу для изучения светорассеивающих свойств поверхности Квавара. ^[257]
• 1 февраля 2017 г .: Маневр по коррекции траектории. Небольшая корректировка курса к облету Аррокота в январе 2019 года была проведена с 44-секундным срабатыванием двигателя. ^{[258] [173]}
• 12 марта 2017 г .: Орбита Аррокота считается достаточно хорошо разрешенной, поэтому он официально внесен в каталог как малая планета № 486 958 и объявлен как таковая в циркуляре Minor Planet Circular 103886. ^[259] С этого момента и до его наименования в ноябре 2019 г. официальное лицо объекта Обозначение должно быть (486958) 2014 MU ₆₉ .
• 2017–2020: Наблюдения за объектами пояса Койпера (КБО). Зонд будет иметь возможность проводить наблюдения от 10 до 20 KBO, видимых с траектории космического корабля после пролета системы Плутон. Ожидается начало сбора данных о гелиосфере. ^{[188] [260] [261]}
• 9 декабря 2017 г .: Маневр по коррекции траектории. Это задерживает прибытие в Аррокот на несколько часов, оптимизируя покрытие наземными радиотелескопами. ^{[262] [263]}
• 23 декабря 2017 г. - 4 июня 2018 г .: Последний период гибернации перед встречей с (KBO) Аррокотом. ^{[264] [262]}
• Август 2018 - март 2019: удаленные наблюдения как минимум за дюжиной удаленных КБО. Получено телескопом Subaru в 2014–2017 гг., Что позволило провести наблюдения New Horizons ^[177]
• 13 августа 2018 г .: переключение со стабилизации вращения на стабилизацию по 3 осям . ^[262]
• 16 августа 2018 г. - 24 декабря 2018 г.: этап подхода. Оптическая навигация, поиск опасных материалов в окрестностях Аррокота ^[262]
• 16 августа 2018: Первое обнаружение объекта пояса Койпера Аррокот ^[196]
• 4 октября 2018 г. - 2 декабря 2018 г .: Возможности маневров по коррекции траектории. Маневры запланированы на 4 октября и 20 ноября, с резервными копиями на 23 октября и 2 декабря соответственно ^[262]

Фаза науки Аррокот и далее [ править ]

• 1 января 2019 г .: Облет Аррокота, получившего прозвище Ультима Туле. Облет произошел в 05:33  UTC и является самым близким столкновением любого объекта Солнечной системы. ^[199]
• 9 января 2019 г .: переключение с 3-осевой стабилизации на стабилизацию вращения . На этом завершился облет Аррокота, положив начало фазе нисходящего канала. ^[262]
• 2019–2020: Нисходящая линия передачи данных с пролета Аррокот. Предполагается, что это займет около 20 месяцев. ^[262]
• 12 ноября 2019: Объект , ранее известный под предварительным обозначением в 2014 MU 69 (позже номер 486958 и прозвище Ultima Thule) был официально назван Arrokoth. ^[265]
• 22–23 апреля 2020 г .: Измерения звездных расстояний до Проксимы Центавра и Wolf 359 с использованием стереоскопических изображений с New Horizons и наземных телескопов для удобного наблюдения за параллаксом . ^[266]
• 30 апреля 2021 г .: Конец текущей расширенной миссии. Ожидается, что миссия будет продлена, если космический корабль останется в рабочем состоянии. ^[262]
• 2020-е годы: зонд может облететь третий KBO. Зонд приблизился к Аррокоту по своей оси вращения, что упростило маневры коррекции траектории и сэкономило топливо, которое можно было использовать для наведения на цель другого KBO. ^{[267] [268]} После пролета космический корабль остался с 11 кг (24 фунта) топлива. ^[269]
• Середина до конца 2030-х годов: Ожидаемое завершение миссии, основанное на разложении РИТЭГа . Ожидается, что сбор данных о гелиосфере будет прерывистым, если потребуется разделение мощности приборов. ^{[270] [268]}

Фаза после миссии [ править ]

• 2038: New Horizons будет в 100 а.е. от Солнца . Если он все еще функционирует, зонд будет исследовать внешнюю гелиосферу и межзвездное пространство вместе с космическим кораблем «Вояджер» . ^[214]

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]