Зонд «Новые горизонты» - это первый космический аппарат, созданный чтобы достичь Плутона, и научная информация, которую он за свой полет собрал, в конечном счете перепишет наш учебник по этому крошечному ледяному миру, о котором мы знаем так мало.
Миссия «Новых горизонтов» во многом уникальна и даже имеет несколько секретов на борту.
Перед вами 11 любопытных фактов о невероятной миссии на Плутон.
Запуск «Новых горизонтов» стал самым быстрым в истории
19 января 2006 года NASA прицепило космический аппарат «Новые горизонты» на вершину ракеты «Атлас-V» и запустило в космос. Это был самый быстрый запуск в истории - была достигнута скорость свыше 58 000 км/ч. Спустя всего девять часов после запуска аппарат уже достиг Луны. Астронавтам программы «Аполлон» понадобилось три дня, чтобы до нее добраться. Зонд «Новые горизонты» долетел до нее в восемь раз быстрее.
Когда был запущен зонд «Новые горизонты», Плутон был еще планетой
Когда был запущен зонд, ученые уже обеспокоенно шептались о статусе Плутона в числе планет. Это потому, что в 2005 году был обнаружен объект Эрис, размером с Плутон, и астрономам нужно было решить, станет ли Эрис десятой планетой или же проще пересмотреть определение планеты.
В конечном итоге Плутон перестал быть планетой через пять месяцев после запуска «Новых горизонтов».
Несмотря на то, что зонд «Новые горизонты» был создан для Плутона, он заглянул и к Юпитеру
В 2007 году аппарат «Новые горизонты» провел важную встречу с Юпитером. Космическому аппарату была нужна мощная гравитация гигантской планеты, которая ускорила зонд подобно выстрелу из рогатки в направлении Плутона. Этот облет был успешным и разогнал зонд еще на 14 500 км/ч.
Зонд «Новые горизонты» сделал первое видео извержения внеземного вулкана
Один из спутников Юпитера Ио обслуживает более четырех сотен вулканов, что делает его самым геологически активным и сухим объектом в нашей Солнечной системе. Когда зонд «Новые горизонты» приближался к Юпитеру, он сделал серию снимков Ио, которые выявили вулканические всплески на поверхности.
Все вместе, эти снимки позволили создать первое видео извергающегося вулкана за пределами Земли.
«Новые горизонты» везет прах открывателя Плутона Клайда Томбо
Томбо открыл эту карликовую планету в 1930 году, а спустя 67 лет, умирая, попросил отправить свой прах в космос. NASA поместило горсть его праха в верхнюю часть аппарата «Новые горизонты», прежде чем он был запущен в 2006 году. Его останки «посетили» планету, которую он открыл. Однако пепел Томбо - это всего один из ряда секретов на борту «Новых горизонтов».
Зонд «Новые горизонты» работает на ядерном топливе
Зонд «Новые горизонты» летит так далеко от Солнца, что не может рассчитывать на солнечные батареи для генерации энергии. Вместо этого его ядерная батарея преобразует излучение от распада атомов плутония в электричество, питая таким образом его двигатель и инструменты на борту, чтобы он собрал максимум возможной информации.
Такие батареи в дефиците. У NASA, к примеру, осталось плутония на пару таких. И производить пока не собираются.
На борту «Новых горизонтов» семь инструментов, два из них названы в честь героев телесериала 50-х
Пять из семи инструментов «Новых горизонтов» представлены акронимами. Некоторые из них звучат знакомо вроде PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) и REX (Radio Science Experiment).
Два инструмента без акронимов в своих названиях - это Ralph и Alice (Ральф и Алиса). Ральф будет помогать ученым изучать геологию и состав поверхности Плутона, тогда как Алиса займется изучением атмосферы Плутона. Ральф и Алиса (или Элис) - два главных персонажа в телесериале 50-х годов «Молодожены» (Honeymooners).
Все инструменты «Новых горизонтов» работают с минимальным потреблением энергии, особенно камера Ralph
Хотя камера Ralph и была построена больше 10 лет назад, она представляет собой одну из самых хитроумных камер, когда-либо созданных. Она весит порядка 10 килограммов и требует столько же энергии при работе, как небольшая настольная лампа.
Этот мощный инструмент может разглядеть детали поверхности Плутона до 60 метров в поперечнике.
Крошечный обломок мусора может уничтожить аппарат
Сейчас «Новые горизонты» летит через космос на скорости 50 000 км/ч. Если в него попадет кусок льда или пыли, космический аппарат будет уничтожен еще до того, как получит шанс отправить данные назад, в центр управления полетами.
«Даже крошечные частицы размером с рисовое зерно могут быть смертельными для аппарата «Новые горизонты», поскольку движемся мы очень быстро», - говорит Алан Штерн, главный исследователь «Новых горизонтов».
Миссия не закончится Плутоном
Если с Плутоном все пойдет как надо или у «Новых горизонтов» останется достаточно топлива, зонд полетит дальше, чтобы изучить еще хотя бы один объект в регионе Солнечной системы за пределами наших планет в поясе Койпера.
Этот пояс находится на границе нашей Солнечной системы и в 20 раз шире, чем пояс астероидов, который отделяет Марс от Юпитера. Астрономы думают, что он может хранить обломки небесных объектов, оставшихся со времен формирования нашей Солнечной системы.
Прошло 26 лет с тех пор, как мы в последний раз «впервые» взглянули на планету
Последний раз, когда это происходило, было в 1989 году, когда «Вояджер» пролетел мимо Нептуна. С тех пор мы не исследовали новых миров. Нынешний пролет Плутона - исторический.
Трансляция
С начала С конца
Не обновлять Обновлять
На этом «Газета.Ru» заканчивает онлайн-трансляцию сближения зонда «Новые горизонты» с Плутоном. Спасибо всем, кто вместе с нами следил за развитием событий, происходивших на расстоянии почти 5 млрд км от нашей планеты и открывших новую страницу в изучении космоса!
Члены команды зонда "Новые горизонты" после запуска космического аппарата. Снимок сделан 19 января 2006 года.
NASAТеперь, после прохождения точки максимального сближения с Плутоном, зонд «Новые горизонты» будет передавать собранные данные на Землю. Этот процесс начнется в августе и займет больше года, так как из-за соображений экономии космический аппарат (кстати, его размер не превышает размер рояля) не был снабжен мощной подвижной антенной, и для передачи данных ему придется то и дело поворачиваться к нашей планете. Но и после отправки информации миссия зонда не закончится: ученые собираются направить «Новые горизонты» к одному из малоизученных объектов пояса Койпера — похожей на пояс астероидов области Солнечной системы, крупнейшим известным объектом которой является Плутон. Уильям Маккиннон, один из членов миссии, ранее заявлял, что полученные зондом данные «перевернут наши представления о том, как ведут себя планеты пояса». Миссию «Новых горизонтов» планируется завершить в 2019 году.
Исследователей космоса поздравил и всемирно известный физик-теоретик Стивен Хокинг. В публикации на своей странице в социальной сети Facebook ученый сообщил: «Я хочу поздравить команду «Новых горизонтов» и NASA с осуществлением исторического полета над Плутоном. Это событие — кульминация миссии, длившейся более десяти лет. Я буду с нетерпением ждать новой информации о нашем далеком соседе, которую пришлет зонд «Новые горизонты».
Собирается ли Россия осуществлять космические проекты подобного масштаба? На этот вопрос нет однозначного ответа. По словам главы Роскосмоса Игоря Комарова, Россия не отказывается от осуществления дальних космических полетов и понимает всю важность подобных мероприятий: уже в конце июля 2015 года ожидается утверждение «лунной программы» нашей страны, направленной на изучение спутника Земли. Что касается более длительных миссий, то здесь многое упирается в вопросы финансирования и расстановки приоритетов: создание беспилотных космических аппаратов и их отправка в далекие уголки Солнечной системы стоят больших денег. Игорь Комаров утверждает, что в ближайшие несколько лет для нашей страны более приоритетными будут те космические исследования, результаты которых можно применять для улучшения жизни людей на Земле, например, развитие систем мониторинга климата или контроля за чрезвычайными ситуациями, такими как наводнения или лесные пожары.
О том, что человечеству было известно о Плутоне 35 лет назад назад, можно прочесть на сайте архивов издания The New York Times. Спустя полвека после открытия самая отдаленная планета Солнечной системы оставалась для людей полной загадкой.
Руководитель миссии Алан Штерн заявил: «Команда «Новых горизонтов» с гордостью сообщает, что ей удалось завершить первый этап исследования системы Плутона. Эта миссия вдохновила людей по всему миру, показав, чего может достичь человечество». Глен Фонтэйн, менеджер проекта, подытожил: «После почти 15 лет планирования, строительства и полета через всю Солнечную систему зонда «Новые горизонты» мы достигли своей цели».
Члены команды "Новых горизонтов" радуются успешному завершению первого этапа миссии
NASAВ твиттере одной из организаций Общества научных исследований им. Макса Планка появился обновленный «семейный портрет» всех планет Солнечной системы, куда вошел и сделанный «Новыми горизонтами» снимок Плутона.
Зонд «Новые горизонты» удалился от Плутона на расстояние чуть более 100 тыс. км. До нового сеанса связи космического аппарата с Землей остается 10 часов 52 минуты.
В течение последних нескольких дней не только «Новые горизонты» пристально наблюдали за Плутоном. Планета попала в объектив и еще одного космического аппарата — «Розетты», которая впервые за последние 15 месяцев отвлеклась от изучения кометы Чурюмова — Герасименко и сфотографировала Плутон при помощи аппарата OSIRIS. Снимок был сделан с расстояния более 5 млрд км. Специалисты комментируют, что задача «Розетты» осложнялась еще и тем, что и комета, и Плутон окружены плотным облаком из газа и пыли, что отнюдь не способствовало съемке.
Снимки Плутона, сделанные космическим аппаратом "Розетта" 12 июля 2015 года. Синим кружком на каждой фотографии обозначен Плутон.
ESANASA сообщает: если вы — один из 434 738 человек, которые девять с половиной лет назад отправляли свои имена к Плутону, то на сайте организации вы уже можете распечатать специальные сертификаты, удостоверяющие этот факт! Напомним, что на борту «Новых горизонтов» находится CD-ROM под названием «Отправь свое имя на Плутон» с именами тех, кто хотел принять участие в проекте и внести свой вклад в исследование планеты.
Кстати, радиоактивный изотоп металла плутония под названием плутоний-238, который был назван именно в честь исследуемой зондом планеты, является основным топливом «Новых горизонтов». Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), служащий основным источником энергии, содержит около 11 кг радиоактивного топлива в виде 72 таблеток оксида плутония-238. Каждая таблетка заключена в силовой корпус из иридия и поверх него покрыта оболочкой из графита.
Деннис Овербай, научный журналист из издания The New York Times, сообщает в своем твиттере: «Штерн (руководитель миссии Алан Штерн. — «Газета.Ru») говорит, что на Плутоне, кажется, идет снег». Несколько недель назад «Новые горизонты» прислали ученым фотографию Плутона, на которой была видна светлая область в районе полюса планеты. Тогда исследователи предположили, что этот район Плутона может покрывать своеобразный «снег» из замерзшего азота.
Астронавт Скотт Келли, находящийся на борту Международной космической станции, во время прямого включения с МКС заявил: «До настоящего времени Плутон был одной из самых неисследованных и загадочных планет Солнечной системы. Однако теперь все изменилось. Я с волнением смотрел на фотографии, присланные зондом «Новые горизонты». Весь экипаж МКС выражает признательность команде «Новых горизонтов» за проделанную ими огромную работу».
В ближайшее время зонд «Новые горизонты» собирается заглянуть и на темную сторону Плутона, освещенную лишь его крупнейшим спутником — Хароном.
В настоящее время на сайте NASA ведется прямая трансляция ответов на вопросы, которые специалистам задают как присутствующие в зале журналисты, так и все неравнодушные к космосу: поинтересоваться мнением ученых из NASA по волнующей вас проблеме можно при помощи твиттера, использовав тэг #asknasa.
Эрик Бергер, научный журналист газеты Houston Chronicle, сообщает, что разрешение лучшей фотографии Плутона, сделанной зондом «Новые горизонты», в тысячу раз превосходит разрешение изображений, полученных при помощи телескопа Hubble!
NASA"s new image of Pluto has a resolution 1,000 times higher than the best from Hubble.
— Eric Berger (@chronsciguy) 14 июля 2015
Первые изображения Плутона зонд «Новые горизонты» получил 21-24 сентября 2006 года, спустя всего лишь несколько месяцев после запуска. Фотографии были сделаны с расстояния 4 млрд 200 млн км, что продемонстрировало способность аппарата делать снимки космических объектов с очень далекого расстояния. Однако космический аппарат снимал не только Плутон: чуть раньше, 4 сентября 2006 года, «Новым горизонтам» удалось сфотографировать и Юпитер (с расстояния 291 млн км). 28 февраля — 1 марта 2007 года зонд сделал совместный снимок Юпитера и его спутника Ио, четвертого по величине спутника во всей Солнечной системе.
Зонд «Новые горизонты» сообщает в твиттере, что аппарат начинает анализ данных об атмосфере Плутона, собранных во время прохождения мимо планеты.
На сайте NASA велась прямая трансляция из зала, где ученые со всего мира ожидали момента максимального сближения «Новых горизонтов» с Плутоном. Специалисты заявили, что сегодняшний день стал началом новой эпохи в изучении космоса.
Несколько минут назад миссия зонда «Новые горизонты» достигла своей кульминационной точки. Спустя почти девять с половиной лет полета космический аппарат достиг своей цели — Плутона — и пролетел совсем рядом с ним, на расстоянии чуть более 10 тыс. км.
В 14.50 мск зонд «Новые горизонты» прошел точку максимального сближения с Плутоном! Специалисты из NASA заявляют, что сегодня на глазах всего мира творится история.
Зонд «Новые горизонты» и Плутон разделяют чуть более 16 тыс. км и чуть менее 10 минут!
Руководитель миссии Алан Штерн заявил, что за последние 48 часов ученые узнали множество новых фактов о составе атмосферы Плутона и его поверхности, в частности, то, что северный полюс планеты покрыт метановым и азотным льдом. Кроме того, ученым стало ясно, что размеры планеты немного больше, чем это предполагалось ранее: оказалось, что радиус Плутона равен 1185 км (погрешность составляет 10 км).
С того момента, как зонд «Новые горизонты» приступил к выполнению своей миссии, прошло 3462 дня 15 часов и 21 минута, а до максимального сближения с Плутоном осталось всего лишь 25 минут!
SNEAK PEAK of gorgeous Pluto! The dwarf planet has sent a love note back to Earth via our New Horizons spacecraft, which has traveled more than 9 years and 3+ billion miles. This is the last and most detailed image of Pluto sent to Earth before the moment of closest approach - 7:49 a.m. EDT today. This same image will be released and discussed at 8 a.m. EDT today. Watch our briefing live on NASA Television at: http://www.nasa.gov/nasatv The high res pic will be posted on the web at: http://www.nasa.gov. This stunning image of the dwarf planet was captured from New Horizons at about 4 p.m. EDT on July 13, about 16 hours before the moment of closest approach. The spacecraft was 476,000 miles (766,000 kilometers) from the surface. Image Credit: NASA #nasa #pluto #plutoflyby #newhorizons #solarsystem #nasabeyond #science
Наука
Накануне космический аппарат "Новые горизонты" совершил первый в истории облет Плутона, собрав данные этой карликовой планеты и ее спутников.
Проведя больше 9,5 лет в космосе, аппарат совершил максимальное сближение с Плутоном, находясь на расстоянии 12 500 км от его поверхности.
Этот событие навсегда останется в истории как момент, когда человечество впервые посетило Плутон. Вот несколько интересных фактов о миссии "Новые горизонты" к Плутону.
Космический корабль "Новые горизонты"
1. "Новые горизонты" - самый быстрый космический аппарат, который когда-либо был запущен.
В 2006 году ракета-носитель "Атлас-5" запустила "Новые горизонты" в космос. На третей стадии отделения, аппарат двигался со скоростью 16 км в секунду. Чтобы лучше представить себе эту скорость: астронавтам "Аполлона" потребовалось 3 дня, чтобы добраться до Луны, а "Новые горизонты" прошел бы то же расстояние за 9 часов.
2. Когда "Новые горизонты" был запущен, Плутон был еще планетой.
Когда был запущен космический аппарат, ученые уже выражали сомнения в отношении статуса Плутона, как планеты . Это было вызвано открытием объекта, похожего с Плутоном размера – Эридой, открытой в 2005 году.
Ученым предстояло решить, станет ли Эрида 10-й планетой, либо нужно внести изменения в определение термина "планета".
В конечном счете, Плутон лишили статуса планеты через 8 месяцев после запуска "Новых горизонтов".
3. Гравитация Юпитера оказала эффект рогатки на зонд.
Гравитационный маневр подразумевает, что космический аппарат, пролетающий возле планеты, пользуется гравитацией планеты, чтобы изменить скорость или направление, как если бы его запустили с помощью огромной рогатки.
Гравитация Юпитера запустила "Новые горизонты", увеличив его скорость до 83 700 км в час . Проходя через юпитерианскую систему, аппарат впервые запечатлел такое явление, как молния возле полюсов Юпитера.
4. На его борту находится прах человека, который открыл Плутон.
В 1930 году Клайд Томбо (Clyde Tombaugh) – американский астроном из Обсерватории Лоуэлл открыл планету, которую впоследствии назвали Плутоном. Томбо умер в 1997 году, и на борту "Новых горизонтов" находится часть его праха. Его последним желанием было отправить его прах в космос.
Когда космический аппарат пройдет за пределы Пояса Койпера, прах астронома станет первым, пересекшим Солнечную систему. Также на борту зонда есть компакт-диск с именами 434 000 людей , которые участвовали в акции "Отправь свое имя на Плутон".
Фото Плутона с "Новых горизонтов"
5. Ученые считают Плутон "научным миром чудес".
Команда ученых из Университета Джона Хопкинса, которые управляют миссией "Новых горизонтов" для НАСА, описывает систему Плутона, как "научный мир чудес".
Кроме отображения геологии и морфологии, анализа атмосферы и погоды, зонд исследует и самый крупный спутник Плутона - Харон. Эти два небесных тела, вращающихся вокруг одного центра гравитации, составляют единственную бинарную систему в Солнечной системе . Впервые мы сможем изучить этот новый планетарный класс известный, как "ледяной карлик"
6. Для всей миссии использовано меньше энергии, чем для лампочки мощностью 100 Ватт.
Этот космический аппарат использует в качестве источника электроэнергии радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) – своего рода электростанцию плутония.
Как и термос, аппарат завернут в термозащитное покрытие, чтобы удерживать тепло, вырабатываемое электроникой зонда, и поддерживать ее стабильную температуру. РИТЭГ не обеспечивает реактивное движение, а зонд летит на скорости, созданной при запуске и с помощью гравитации Юпитера.
7. Данные отправляются на Землю со скоростью 2 кбит/сек.
Космический аппарат использует огромную антенну для связи с Сетью дальней космической связи НАСА. Это не такая простая задача: луч шириной всего 0,3 градуса должен попасть на Землю с Плутона и дальше. Требуется 4 часа, чтобы данные попали на космический аппарат, а когда облет закончится, нужно будет еще 16 месяцев, чтобы отправить все данные на Землю .
Миссия к Плутону "Новые горизонты" 2015
8. Практически нет права на ошибку.
"Новые горизонты" преодолел расстояние почти в 4,8 миллиардов километров, двигаясь со скоростью примерно 50 000 км в час. Если в силу орбитальной механики он отклонится всего на 100 секунд в сторону, он не сможет собрать все нужные научные данные. Задумайтесь: небольшое отклонение, которое может перечеркнуть 9,5 лет полета.
9. Новые спутники могут представлять новые опасности.
В 2011 году "Новые горизонты" открыл второй спутник, вращающийся вокруг Плутона – Кербер , а через год третий – Стикс . Это было волнующим и тревожным открытием.
У этих спутников не достаточно массы и гравитации для удерживания мусора, появляющегося в результате планетарных столкновений, которые могут попасть на космический аппарат. При этом необязательно, чтобы мусор был большим, чтобы представлять опасность. Даже частица размером с рисовое зернышко может стать катастрофической для зонда, так как он двигается с огромной скоростью.
10. Миссия "Новых горизонтов" не останавливается на Плутоне.
Когда космический аппарат пройдет Плутон, у него будет достаточно энергии, чтобы продолжить свой путь до Пояса Койпера – огромной области ледяных тел и загадочных небольших объектов, вращающихся за пределами Нептуна.
Эти объекты являются строительным материалом для Плутона и похожих планет. "Новым горизонтам" предстоит пройти больше миллиарда километров за пределами Плутона.
New Horizons может считаться одной из самых амбициозных миссий НАСА последнего времени. Межпланетарная станции была запущена в январе 2006 года, а через год она оказалась у Юпитера. Гравитационный маневр вокруг планеты-гиганта позволил аппарату ускориться, и в итоге практически за 8 лет New Horizons долетел до Плутона, преодолев расстояние в 32 раза больше, чем от Земли до Солнца. Расстояние это действительно колоссальное, и информация с передающих устройств аппарата поступает очень медленно: где-то 1 килобайт в секунду. По ожиданиям специалистов НАСА, все спектографические, фотографические, изометрические данные о Плутоне и его спутниках, которые скопились на двух бортовых флеш-накопителях, будут передаваться больше года (около 470 дней).
Его размер больше, чем ожидалось
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Из-за его атмосферы (хотя и довольно тонкой) ученые не могли установить точные размеры Плутона. Адекватные данные были получены только при достаточном приближении к планете. New Horizons указал его точный диаметр - 2370 км (для сравнения: это меньше, чем расстояние от Москвы до Омска). Но он оказался явно больше, чем считалось до этого. Открытие тут же взбудоражило сторонников идеи о том, что Плутон должен быть вновь признан полноценной (а не карликовой, какой он считается сейчас) планетой.
Сторонники признания Плутона карликовой планетой в свою очередь утверждали, что он лишь один из многих подобных объектов в поясе Койпера (области, похожей на пояс астероидов, где скопился материал, оставшийся после формирования Солнечной системы) и даже не самый крупный из них - Эрида на тот момент считалась крупнее. Поэтому называть его планетой в полном смысле слова, такой как, например, Меркурий, неуместно. Но всплывший факт о том, что Плутон больше Эриды, вряд ли подорвет аргументацию и даст возможность обжаловать статус. Тем более в поясе Койпера то и дело находятся новые карликовые планеты, и некоторые могут оказаться больше и Плутона, и Эриды. Кроме того, Эрида все же больше Плутона по массе, так как она гораздо плотнее.
Настоящий цвет его поверхности
Фотография: NASA/APL/SWRI
Мало кто понял, что фотографии Плутона, ставшие вирусными в соцсетях, не отражают реалистичные цвета ландшафтов планеты. Цвета на снимках специально усилили с помощью фильтров, чтобы показать разницу в строении поверхности. Это помогло ученым понять химический состав льдов, а также оценить возраст геологических объектов. Все это может в дальнейшем показать ученым, как космическая погода влияла на динамику поверхности.
Какого цвета поверхность Плутона на самом деле? Еще в 2002 году, когда космический телескоп Хаббл сделал снимки далекой планеты, исследователи предположили, что она имеет красно-коричневый цвет. После того как детекторы, установленные на New Horizons, дали более подробные цветные изображения, эти догадки подтвердились. Появились и возможные объяснения: красновато-коричневый цвет, скорее всего, стал результатом химического процесса между молекулами метана в атмосфере Плутона и определенным ультрафиолетовым излучением, испускаемым Солнцем и далекими галактиками. То же самое явление наблюдается на спутнике Сатурна Титане и луне Нептуна Тритоне.
Странное отсутствие кратеров
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
При более детальном рассмотрении первых снимков поверхности особенно удивило исследователей отсутствие кратеров на Плутоне. Известно, что большинство планет Солнечной системы полностью изрыты вмятинами, образовавшимися в результате бомбардировок астероидами. Планеты без кратеров (или с минимальным их количеством) - Земля, Венера и Марс - геологически активны, поэтому образующиеся кратеры закрываются все новыми и новыми слоями породы. Таким образом, ученые предположили, что поверхность Плутона не может быть старше 100 млн лет, что по геологическим меркам (сама планета сформировалась 4,5 миллиарда лет назад) относительно небольшой срок.
Возможная геологическая активность
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Геологическая активность должна чем-то подпитываться. Но что может подогревать Плутон? На многих планетах (включая Землю) происходит медленный процесс распада радиоактивных материалов, которые и обеспечивают теплом недра. Но Плутон слишком мал для того, чтобы вместить достаточно этих материалов. Обычно малые планеты с активной геологией, такие как, например, спутник Юпитера Европа, нагреваются изнутри благодаря феномену приливного ускорения . Планета сжимается и разжимается, как теннисный мячик, то приближаясь, то отдаляясь от более крупных объектов. Но вряд ли это происходит с Плутоном, так как поблизости от него нет никаких крупных планет, способных воздействовать на него.
Альтернативные гипотезы предполагают, что у Плутона может быть подземный океан, который охлаждается, очень и очень медленно выделяя тепло. Также, может быть, поверхность обнаруженного на планете льда является своего рода одеялом, которое замедляет скорость, с которой теряется внутреннее тепло.
Все эти вопросы представляют особенный интерес, так как ответы на них могут быть применимы ко многим другим планетам.
Природа сердца на Плутоне
Фотография: dorkly.com
Камеры New Horizons дали возможность разглядеть на Плутоне пятно в форме огромного сердца. Эта романтическая деталь способствовала вирусному распространению снимка по сетям. Было установлено, что пятно-сердце образовалось в результате мощного столкновения много миллионов лет назад. Вероятно, гигантская впадина заполнена замерзшими газами - азотом, метаном и двуокисью углерода.
Также исследователей очень удивили обширные горные массивы изо льда. Высота некоторых вершин достигает 3 км, а это еще одно указание на возможную геологическую активность.
Необычная атмосфера
Анимация, имитирующая пролет над горами Плутона, которая была создана из фотографий New Horizons
Спектрометр New Horizons смог уловить атомы азота, являвшиеся частью атмосферы Плутона. Причем находились они на расстоянии, превышавшем семь радиусов карликовой планеты, - это намного дальше, чем показывают рассчеты. Никаких других элементов обнаружить не удалось, из этого был сделан вывод, что у Плутона самая чистая азотная атмосфера среди всех планет Солнечной системы.
Исследование частиц также привело к выводу о том, что их «убегание» из атмосферы происходит быстрее, чем предполагалось. Об оттоке части атмосферы было известно и ранее, тот же самый процесс происходил с Землей миллиарды лет назад. Считается, что избавление от лишнего азота способствовало развитию жизни на нашей планете.
Спутники
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Во время пролета New Horizons были собраны данные и детальные изображения пяти лун Плутона, в том числе Харона, крупнейшего из них. До этого объекты представлялись лишь тусклыми точками света.
Харон, считавшийся безликим шаром изо льда, оказался целым миром со скалами, впадинами, глубокими расщелинами (одна из них глубже, чем Большой каньон). Хотя спутник имеет кратеры, их также меньше, чем ожидалось, а значит, есть и шансы на наличие геологической активности. Спутник имеет большое таинственное темное пятно, которое исследователи сочли полной неожиданностью. Вероятно, это кратер, образованный когда-то очень давно, а за долгое время он мог заполниться газами.
Фотография: NASA/JHUAPL/SWRI
Любопытные подробности стали известны о Никте и Гидре - еще двух из пяти спутников. Никта, напоминающая фруктовую жвачку размерами 42 на 36 км, имеет загадочное красное пятно (по предположениям - кратер), а Гидра по форме похожа на гигантскую серую варежку 55 на 40 км. Фотографии двух остальных спутников, Кербера и Стикса, будут получены только к середине октября.
На этой неделе нас ждет историческое событие - впервые земной аппарат пролетит мимо Плутона. Зонд «Новые Горизонты» днем 14 июля окажется на расстоянии всего 12 500 км от карликовой планеты. Но из-за того, что скорость передачи данных на таких расстояниях составит примерно 1 килобит в секунду, данные с зонда будут передаваться месяцами. Посмотреть на пролет мимо Плутона в режиме онлайн-трансляции не получится, но это не беда. Благодаря сообществу энтузиастов мы можем пролететь мимо Плутона виртуально, в космическом симуляторе Orbiter, и почти самому посмотреть на то, как будет проходить это событие.
Немного матчасти
«Новые Горизонты» в монтажно-испытательном комплексе
Зонд «Новые Горизонты» имеет начальную массу 478 кг, из которых 77 кг занимает топливо (гидразин) и 30 кг - научная аппаратура. В качестве источника электроэнергии используется с 11 кг плутония-238. На момент прибытия к Плутону РИТЭГ вырабатывает примерно 200 Вт мощности. Аппарат закутан в многослойное теплозащитное покрытие (дакрон, майлар, каптон), которое также служит для защиты от микрометеоритов, и обогревается теплом, выделяющимся при работе электроники. Для сброса лишнего тепла во внутренних регионах Солнечной системы предусмотрены жалюзи, а если тепла от электроники окажется недостаточно, то автоматика включит нагреватели. На зонде установлены две антенны низкого усиления (для связи на малой дальности) и по одной антенне среднего и высокого усиления. Двигательная установка состоит из 16 двигателей, объединенных в две группы по 8 для большей надежности. В каждой группе два двигателя тягой 0,5 кг используются для коррекции траектории, а 6 двигателей тягой 80 грамм для ориентации. Бортовой компьютер имеет радиационно-стойкий процессор с частотой 12 МГц и твердотельный накопитель на 8 ГБ. Компьютер и накопитель также дублированы. Для используются два звездных датчика, два солнечных датчика (резерв) и два инерциальных измерительных блока с гироскопами и акселерометрами. Ориентация аппарата в пространстве производится с помощью двигателей, в режиме полета к цели зонд также стабилизируется вращением.
На борту «Новых Горизонтов» установлены семь научных приборов:
- Alice . Спектрометр УФ-диапазона. Его задача - определить параметры атмосферы Плутона. В режиме свечения атмосферы он фиксирует то, что атмосфера излучает в УФ-диапазоне, а в режиме затмения, когда «Новые Горизонты» будут пролетать через тень Плутона, он определит состав атмосферы по спектру поглощения солнечного света. Модификация этого прибора также стоит на зонде «Розетта».
- Ralph . Камера и спектрометр видимого и ИК-диапазонов. Она даст нам черно-белые и цветные снимки поверхности и даже стереоизображения для изучения топографии.
- LORRI . Телескоп видимого диапазона для съемок с большой дальности и получения детальных снимков поверхности. Изначально говорили о разрешении 50 м/пиксель, сейчас называют цифру 100 м, посмотрим, что получится в итоге.
- SWAP . Анализатор солнечного ветра. Самый большой прибор в своем классе из-за удаленности Плутона от Солнца.
- PEPSSI . Спектрометр энергетичных частиц. Дополняет SWAP и отличается от него тем, что может фиксировать частицы гораздо более высоких энергий.
- SDC . Студенческий детектор космической пыли. Фиксирует массу и скорость частиц, с которыми сталкиваются «Новые Горизонты».
- REX . Антенна высокого усиления будет использоваться не только для связи с Землей, но и для зондирования атмосферы Плутона в радиодиапазоне.
Запуск
Подготовка к старту и запуск не обошлись без неприятностей. Осенью 2005 года на мыс Канаверал пришел ураган Вильма, который повредил ускоритель первой ступени обломками ворот монтажно-испытательного комплекса. Ускоритель пришлось менять. Бак горючего первой ступени пришлось дополнительно проверять, потому что аналогичный бак разрушился на испытаниях. Все эти происшествия сдвинули старт с 11 на 17 января. С каждым днем баллистическая ситуация ухудшалась, Земля уходила из района перицентра своей орбиты, и на то, чтобы преодолеть притяжение Земли и Солнца нужно было потратить все больше топлива. Меньше топлива оставалось на разгон, а это удлинняло путь к Плутону. А старт после 2 февраля делал невозможным гравитационный маневр у Юпитера, что задержало бы миссию еще сильнее.
17 января старт не состоялся - помешал сильный ветер. 18 января внезапно обесточился центр управления зондом. 19 января старт пришлось отложить на 52 минуты из-за низкой облачности, но, наконец, в 19:00 UTC «Новые Горизонты» оторвались от земли:
Спустя ~100 секунд отделились боковые ускорители первой ступени, их было целых пять - для запуска использовался самый тяжелый вариант ракеты-носителя «Атлас V». Спустя четыре с половиной минуты отключились российские двигатели РД-180, стоявшие на первой ступени, а спустя десять минут вторая ступень вышла на опорную орбиту. После двадцатиминутной паузы двигатель второй ступени включился вновь, и «Новые Горизонты» достигли скорости 12,4 км/с. Затем пришла очередь твердотопливного разгонного блока Star-48. Связку зонда и разгонного блока раскрутили до 60 оборотов в минуту, и после ~80 секунд работы двигателя «Новые Горизонты» разогнались до 16 км/с относительно Земли, став первым аппаратом, развившим третью космическую скорость сразу с земной орбиты («Пионеры» и «Вояджеры» достигли ее только после гравитационного маневра у Юпитера).
Анимация отделения от разгонного блока и дальнейшего полета
Пролет Юпитера
Спустя всего год, в феврале 2007 года «Новые Горизонты» пролетели мимо Юпитера на расстоянии 2,3 млн. км (примерно 32 диаметра), получив «бесплатные» 4 км/с за счет гравитационного маневра и сократив путь к Плутону на три года. Научные приборы не только проверили в реальном сценарии пролета небесного тела, но и собрали интересные данные. После окончания миссии «Галилео» в 2003 году окрестности Юпитера никто не посещал, а приборы «Новых Горизонтов» были гораздо лучше.
Большое красное пятно глазами Ralph
Анимация вулкана на Ио
Плутон
После Юпитера «Новые Горизонты» годами летели в спящем режиме. Орбиту Сатурна зонд пересек в июне 2008, Урана - в марте 2011. Несмотря на то, что отдельные приборы начали работать раньше, полностью зонд «проснулся» 6 декабря 2014 года. И, начиная с января, мы получаем все более близкие фотографии Плутона и его спутников:
Плутон. Самый свежий снимок от 11 июля
Циклограмма пролета уже известна, ее можно посмотреть, скачав приложение NASA"s Eyes с официального сайта или посмотрев запись на YouTube (лучше разверните на весь экран):
А мы с вами посмотрим на этот пролет в Orbiter. Для этого нам понадобится:
- Аддон «Pluto and Moons»
- Аддон «New Horizons»
- Аддон «New Horizons Pluto Encounter»
Запускаем Orbiter. Нужный нам сценарий так и называется - New Horizons - Pluto Encounter
Привет, Плутон!
Клавиши управления:
Плутон в прицеле:
14 июля:
11:11 UTC, Плутон и Харон крупным планом, до точки максимального сближения меньше часа.
11:32 UTC. Снимут ли «Новые Горизонты» такое фото?
11:50 UTC (14:50 МСК). Точка максимального сближения находится уже с внешней стороны орбиты Плутона, отсюда он будет виден как серп.
12:50 UTC (15:50 МСК). Входим в тень Плутона. Спектрометр Alice будет собирать здесь очень интересные данные.
14:15 UTC (17:15 МСК). Входим в тень Харона.
~20 часов UTC 14 июля. Из окрестностей этой точки «Новые Горизонты» должны послать сигнал «звонок домой», означающий, что все прошло благополучно. На Земле его примут примерно в 4 часа утра по Москве.
Небольшой FAQ
Будет ли онлайн-трансляция с зонда?Нет, не будет. 14 июля зонд будет лететь почти все время в режиме радиомолчания. Это связано с тем, что антенна и научные приборы жестко закреплены на корпусе, и можно либо собирать данные, либо передавать их на Землю. К тому же скорость передачи данных низкая, в районе 1 килобита в секунду. В таком режиме одна фотография LORRI будет передаваться примерно час. Я уж не говорю о том, что антенны Deep Space Network, которые работают с межпланетными станциями, не отданы целиком для нужд «Новых Горизонтов», в Солнечной системе хватает станций, с которыми надо работать, и ЦУП «Новых Горизонтов» счастлив, если получает 8 часов антенного времени в сутки.
А на что тогда ориентироваться, каких событий ждать?
Самое важное событие, о котором будет известно общественности - это «звонок домой» в районе 4 утра по Москве. Он будет означать, что «Новые Горизонты» ни с чем не столкнулись, не ушли в безопасный режим, и не случилось никаких других происшествий.
Когда будут новые уникальные фотографии?
Фото Плутона с участка максимального сближения ожидают получить 15 июля, фото Харона ожидаются 16 числа. Первые цветные фото ожидаются в районе 18 июля. А передача всех собранных данных займет месяцы, ее планируют завершить аж в 2016 году.
Что с «Новыми Горизонтами» будет потом?
После пролета Плутона будут произведены поиски подходящего объекта в поясе Койпера . Специфика траектории означает, что подходящая цель должна быть в очень узком конусе, например, Эрида в качестве цели точно не подходит.
А можно было выйти на орбиту Плутона?
«новые Горизонты» имеют скорость относительно Плутона ~13 км/с. Всего запаса топлива на зонде хватит на изменение скорости на ~500 м/с. А если бы мы проектировали корабль, произвольно меняя соотношение деталей, то торможение на химических двигателях станции массой 478 кг доставило бы на орбиту Плутона примерно 6 килограмм, включая двигатели, которыми бы производилось торможение, и баки, где бы хранилось топливо.
В то же время, теоретически миссия с выходом на орбиту Плутона возможна. Но она потребует:
- Десятилетий на гравитационные маневры или просто более медленное движение (чтобы гасить меньшую относительную скорость у Плутона)
- Использования или связки и ионных двигателей.
- Использования более тяжелой ракеты-носителя для вывода гораздо большей начальной массы на орбиту Земли.
А где сейчас Плутон?
Если после полуночи посмотреть на небо и провести мысленно линию через Денеб и Альтаир, то Плутон будет низко над горизонтом в созвездии Стрельца. Его звездная величина 14, и в любительские телескопы увидеть Плутон не получится.
По тегу другие публикации о виртуальных космических путешествиях.
При подготовке публикации использовались