افق های جدید جایی که او اکنون است. بعد از این واقعیت: همه چیز در مورد پلوتون و ماموریت افق های جدید. تضمین شرایط حرارتی

TASS-DOSSIER /اینا کلیماچوا/. در 14 جولای 2015، یک فضاپیما از زمین برای اولین بار نزدیک پلوتو پرواز کرد. ایستگاه بین سیاره ای خودکار آمریکایی New Horizons در فاصله 12.5 هزار کیلومتری تا حد امکان به سیاره کوتوله نزدیک شده است.

پلوتون

این جرم آسمانی در 18 فوریه 1930 توسط ستاره شناس آمریکایی کلاید تومبا (1906-1997) کشف شد.

پیش از این، پلوتون به عنوان نهمین سیاره کامل منظومه شمسی در نظر گرفته می شد، اما در سال 2006 کنگره بین المللی نجوم آن را یک سیاره کوتوله اعلام کرد.

پلوتون تقریباً 5.7 میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد. قبل از بازدید از نیوهورایزنز، دانشمندان تنها عکس هایی از این سیاره کوتوله در اختیار داشتند که از مدار پایین زمین توسط تلسکوپ هابل (هابل؛ پروژه مشترک آمریکایی و اروپایی) گرفته شده بود. با این حال، این عکس‌ها تشخیص تنها کلی‌ترین جزئیات سطح را ممکن می‌سازد.

تاریخچه پروژه

ایستگاه بین سیاره ای خودکار New Horizons (از انگلیسی "New Horizons") به دستور سازمان ملی هوانوردی و فضایی (ناسا؛ ناسا) در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز (دانشگاه جان هاپکینز؛ بالتیمور، مریلند، ایالات متحده آمریکا) ایجاد شد. .

این آزمایشگاه همچنین مدیریت کلی ماموریت New Horizons را فراهم می کند. مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی (سن آنتونیو، تگزاس) مسئول تجهیزات علمی نصب شده بر روی فضاپیما است.

کار بر روی طراحی این دستگاه در اواخر دهه 1990 آغاز شد و ساخت آن در سال 2001 آغاز شد. هزینه پروژه در سال 2006 حدود 650 میلیون دلار برآورد شد.

ویژگی های AMS

• این فضاپیما به شکل یک منشور نامنظم است.
• ابعاد آن 2.2 x 2.7 x 3.2 متر است. جرم کل- 478 کیلوگرم.
• مجتمع محاسباتی روی برد از دو سیستم تشکیل شده است - فرمان و پردازش داده. ناوبری و کنترل هر یک از آنها کپی شده است، در نتیجه، چهار کامپیوتر روی AWS وجود دارد.
• سیستم پیشرانه شامل 14 موتور (12 موتور جهت جهت گیری و دو موتور برای اصلاح) است که با هیدرازین کار می کنند.
• منبع تغذیه توسط یک ژنراتور ترموالکتریک رادیو ایزوتوپ (RTG) با استفاده از دی اکسید پلوتونیوم-238 (در زمان پرتاب 11 کیلوگرم سوخت رادیواکتیو در کشتی وجود داشت که از روسیه خریداری شده بود) ارائه می شود.
• توان RTG 240 وات است، در هنگام نزدیک شدن به پلوتون حدود 200 وات است.
• برای ذخیره اطلاعات علمی، دو بانک حافظه فلش با ظرفیت کل 16 گیگابایت وجود دارد - اصلی و پشتیبان.

تجهیزات علمی

این دستگاه مجهز به هفت ابزار علمی است:

• طیف سنج دوربین فرابنفش آلیس ("آلیس")؛
• دوربین مشاهده رالف ("رالف")؛
• دوربین تلسکوپ نوری LORRI ("Lorri") با وضوح 5 میکرورادیان (واحد اندازه گیری وضوح زاویه ای در نجوم) که برای عکاسی دقیق و دوربرد طراحی شده است. طیف سنج رادیویی REX ("رکس")؛
• تجزیه و تحلیل ذرات SWAP ("Swap")؛
• آشکارساز ذرات PEPSSI ("پپسی")؛
• آشکارساز گرد و غبار کیهانی SDC (SDC).

علاوه بر تجهیزات علمی، روی این فضاپیما یک کپسول با بخشی از خاکستر ستاره شناس کلاید تومبا و همچنین یک سی دی با نام 434 هزار و 738 زمینی شرکت کننده در کمپین "نام خود را به پلوتو" ناسا قرار داده است.

پرتاب و پرواز

نیوهورایزنز در 19 ژانویه 2006 توسط یک پرتابگر Atlas V (اطلس 5) از مرکز فضایی کیپ کاناورال (فلوریدا، ایالات متحده آمریکا) به فضا پرتاب شد.

در آوریل 2006، فضاپیما از مدار مریخ عبور کرد، در فوریه 2007 مانور کمک گرانشی را در مجاورت مشتری انجام داد و در ژوئن 2008 از کنار زحل عبور کرد. در جولای 2010 از نپتون و ماهواره آن تریتون عکس گرفت، در مارس 2011 از مدار اورانوس و در آگوست 2014 از نپتون عبور کرد.

در ژانویه تا فوریه 2015، نیوهورایزنز رصد پلوتون و بزرگترین ماهواره آن، شارون را آغاز کرد. در اوایل آوریل، با نزدیک شدن به سیاره در فاصله 113 میلیون کیلومتری، ایستگاه خودکار عکس هایی را به زمین مخابره کرد. در ماه مه، عکس هایی از ماهواره های آن گرفته شد - Hydra، Niktas، Kerberos، Styx، در ژوئن - اولین تصاویر رنگی از پلوتون و شارون (با وجود وضوح پایین تصاویر، امکان مشاهده تفاوت در رنگ آن وجود داشت. سطوح اجرام آسمانی، طرح رنگ این سیاره به بژ-نارنجی نزدیک تر است، ماهواره - خاکستری).

در 4 جولای 2015، یک نقص کامپیوتر در ایستگاه بین سیاره ای خودکار رخ داد و ارتباط با دستگاه قطع شد. AWS وارد حالت امن شد و جمع آوری داده ها را متوقف کرد. دو روز بعد، در 6 جولای، ایستگاه اتوماتیک به حالت عادی بازگشت.

ملاقات با پلوتون

در 14 جولای 2015، نیوهورایزنز تا حد امکان به پلوتون نزدیک شد - در فاصله 12.5 هزار کیلومتری. پس از 14 دقیقه، فضاپیما در حداقل فاصله از شارون - 28.8 هزار کیلومتر قرار گرفت. با این حال ، یک سیگنال تأیید در مورد دستیابی به هدف اصلی سفر فقط روز بعد - 15 ژوئیه - توسط زمین از او دریافت شد.

با پرواز در نزدیکی سیاره کوتوله، دستگاه بین سیاره ای به مدت 9 روز مشاهدات را انجام داد. او اولین کسی بود که عکس های رنگی دقیقی از پلوتون و شارون (منتشر شده در سپتامبر 2015) به دست آورد و مطالعاتی در مورد جو سیاره کوتوله انجام داد.

امکان کشف هیچ ماهواره جدیدی از پلوتون وجود نداشت، علاوه بر این پنج ماهواره از قبل شناخته شده. تمام مشاهدات از یک مسیر پرواز انجام شده است، به همین دلیل است که تنها بخشی از سطح پلوتو با وضوح خوب عکسبرداری شده است. نیوهورایزنز به دلیل سرعت بالای آن - تقریباً 14.5 هزار کیلومتر بر ثانیه - نتوانست وارد مدار سیاره کوتوله شود.

برنامه ریزی شده است که New Horizons داده های جمع آوری شده را تا اکتبر - دسامبر 2016 ارسال کند (سیگنال های آن با تأخیر 4.5 ساعت به زمین می رسد). تا ژوئیه 2016، بیش از 75 درصد از داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط فضاپیما در طول پرواز خود در نزدیکی پلوتو قبلاً مخابره شده بود.

ادامه ماموریت

پس از کاوش پلوتون، نیوهورایزنز به سراغ اجرام دیگری در کمربند کویپر رفت که شامل سیاره کوتوله نیز می شود. این کمربند در فاصله 5 میلیارد کیلومتری خورشید و آن سوی مدار نپتون قرار دارد و از اجرام کوچک آسمانی تشکیل شده است. این نام به افتخار ستاره شناس آمریکایی جرارد کویپر گرفته شد که در سال 1950 وجود اجسام کوچک را فراتر از نپتون پیشنهاد کرد.

در ژانویه 2019، انتظار می رود این فضاپیما در نزدیکی جسم کمربند دیگری پرواز کند - یک سیارک کوچک 2014 MU69 با قطر حدود 45 کیلومتر. اکتشاف New Horizons در مورد اجرام کمربند کویپر تا سال 2021 ادامه خواهد داشت.

از 13 جولای 2016، ایستگاه بین سیاره ای خودکار به مدت 10 سال و 5 ماه و 25 روز در حال پرواز بوده است.

تاریخ انتظار تکمیل نیوهورایزنز 2026 است.

New Horizons را می توان یکی از جاه طلبانه ترین ماموریت های ناسا در زمان های اخیر در نظر گرفت. این ایستگاه بین سیاره ای در ژانویه 2006 به فضا پرتاب شد و یک سال بعد در نزدیکی مشتری قرار گرفت. مانور گرانشی در اطراف سیاره غول پیکر به دستگاه اجازه شتاب داد و در نتیجه تقریباً در 8 سال، نیوهورایزنز به سمت پلوتون پرواز کرد و فاصله ای 32 برابر بیشتر از زمین تا خورشید را طی کرد. فاصله استواقعاً عظیم است و اطلاعات از دستگاه های فرستنده دستگاه بسیار کند می رسد: حدود 1 کیلوبایت در ثانیه. به گفته کارشناسان ناسا، تمام داده های طیفی، عکسبرداری و ایزومتریک درباره پلوتو و ماهواره های آن که روی دو فلش درایو روی برد جمع شده اند، برای بیش از یک سال (حدود 470 روز) مخابره خواهند شد.

اندازه آن بزرگتر از حد انتظار است

عکس: NASA/JHUAPL/SWRI

به دلیل جو آن (البته بسیار نازک)، دانشمندان نتوانستند اندازه دقیق پلوتون را تعیین کنند. داده های کافی تنها زمانی به دست آمد که به اندازه کافی به سیاره نزدیک بود. New Horizons قطر دقیق آن را نشان داد - 2370 کیلومتر (برای مقایسه: این کمتر از فاصله مسکو تا اومسک است). اما معلوم شد که به وضوح بزرگتر از آن چیزی است که قبلا تصور می شد. این کشف بلافاصله طرفداران این ایده را هیجان زده کرد که پلوتون باید یک بار دیگر به عنوان یک سیاره تمام عیار (و نه یک کوتوله، همانطور که اکنون در نظر گرفته می شود) شناخته شود.

طرفداران به رسمیت شناختن پلوتو به عنوان یک سیاره کوتوله، به نوبه خود، استدلال کردند که این تنها یکی از بسیاری از اجرام مشابه در کمربند کویپر است (منطقه ای شبیه به کمربند سیارک ها، جایی که مواد باقی مانده پس از تشکیل منظومه شمسی انباشته شده است) و حتی نه بزرگترین آنها - اریس در آن لحظه بزرگتر در نظر گرفته شد. بنابراین، سیاره نامیدن آن به معنای کامل کلمه، مانند مثلاً عطارد، نامناسب است. اما این واقعیت در حال ظهور که پلوتون بزرگتر از اریس است، بعید به نظر می رسد که این استدلال را تضعیف کند و فرصتی برای تجدید نظر در این وضعیت فراهم کند. علاوه بر این، در کمربند کویپر هرازگاهی سیارات کوتوله جدیدی وجود دارد و ممکن است برخی از آنها بزرگتر از پلوتون و اریس باشند. علاوه بر این، اریس هنوز هم از نظر جرم بزرگتر از پلوتون است، زیرا چگالی آن بسیار بیشتر است.

رنگ واقعی سطح آن

عکس: NASA/APL/SWRI

تعداد کمی از مردم متوجه شدند که عکس‌های پلوتو که در شبکه‌های اجتماعی در فضای مجازی منتشر شد، رنگ‌های واقعی مناظر سیاره را منعکس نمی‌کند. رنگ‌ها در عکس‌ها به‌ویژه با استفاده از فیلترها برای نشان دادن تفاوت در ساختار سطح بهبود یافته‌اند. این به دانشمندان کمک کرد تا درک کنند ترکیب شیمیایییخ، و همچنین تخمین سن اجرام زمین شناسی. همه اینها می تواند بیشتر به دانشمندان نشان دهد که چگونه آب و هوای فضا بر پویایی سطح تأثیر می گذارد.

واقعا سطح پلوتو چه رنگی است؟ در سال 2002، زمانی که تلسکوپ فضایی هابل از این سیاره دور عکس گرفت، محققان پیشنهاد کردند که رنگ آن قرمز مایل به قهوه ای است. پس از اینکه آشکارسازهای نصب شده در نیوهورایزنز تصاویر رنگی دقیق تری تولید کردند، این حدس ها تایید شد. توضیحات احتمالی نیز ظاهر شد: رنگ قرمز مایل به قهوه ای به احتمال زیاد نتیجه آن بود فرآیند شیمیاییبین مولکول های متان در جو پلوتو و اشعه فرابنفش خاصی که از خورشید و کهکشان های دور ساطع می شود. همین پدیده در قمر تیتان زحل و قمر تریتون نپتون مشاهده می شود.

کمبود عجیب دهانه ها

عکس: NASA/JHUAPL/SWRI

پس از بررسی دقیق‌تر اولین تصاویر از سطح، محققان به‌ویژه از عدم وجود دهانه‌ها در پلوتو شگفت‌زده شدند. مشخص است که بیشتر سیارات منظومه شمسی کاملاً با فرورفتگی هایی هستند که در نتیجه بمباران سیارک ها ایجاد شده اند. سیارات بدون دهانه (یا با تعداد حداقلی از آنها) - زمین، زهره و مریخ - از نظر زمین شناسی فعال هستند، بنابراین دهانه های حاصل با لایه های سنگی بیشتر و بیشتری پوشیده می شوند.بنابراین، دانشمندان پیشنهاد کرده اند که سطح پلوتو نمی تواند بیش از 100 میلیون سال سن داشته باشد، که بر اساس استانداردهای زمین شناسی (خود سیاره 4.5 میلیارد سال پیش تشکیل شده است) دوره نسبتا کوتاهی است.

فعالیت احتمالی زمین شناسی

عکس: NASA/JHUAPL/SWRI

فعالیت زمین شناسی باید توسط چیزی تقویت شود. اما پلوتون چه چیزی را می تواند گرم کند؟ در بسیاری از سیارات (از جمله زمین)، روند آهسته تجزیه مواد رادیواکتیو وجود دارد که گرما را به داخل می‌دهند. اما پلوتون خیلی کوچکتر از آن است که بتواند به اندازه کافی این مواد را در خود جای دهد. به طور معمول، سیارات کوچک با زمین شناسی فعال، مانند قمر مشتری اروپا، به دلیل پدیده شتاب جزر و مد از داخل گرم می شوند. سیاره مانند یک توپ تنیس فشرده می شود و باز می شود، اکنون نزدیک می شود و اکنون از اجسام بزرگتر دور می شود. اما بعید است که این اتفاق در مورد پلوتون بیفتد، زیرا وجود ندارد سیاره های اصلی، می تواند بر او تأثیر بگذارد.

فرضیه های جایگزین نشان می دهد که پلوتو ممکن است اقیانوسی زیرزمینی داشته باشد که خنک می شود و گرما را بسیار بسیار آهسته آزاد می کند. همچنین ممکن است یخ سطحی موجود در این سیاره نوعی پتو باشد که سرعت از دست رفتن حرارت داخلی را کاهش می دهد.

همه این سؤالات از جذابیت خاصی برخوردار هستند زیرا پاسخ آنها ممکن است برای بسیاری از سیارات دیگر صدق کند.

طبیعت قلب در پلوتو

عکس: dorkly.com

دوربین‌های نیوهورایزنز امکان دیدن نقطه‌ای را در پلوتو به شکل قلب بزرگ فراهم کردند. این جزئیات عاشقانه به انتشار ویروسی تصویر در سراسر شبکه ها کمک کرد.مشخص شد که لکه قلب در نتیجه یک برخورد قدرتمند میلیون ها سال پیش شکل گرفته است. گودی غول پیکر احتمالاً با گازهای یخ زده پر شده است - نیتروژن، متان و دی اکسید کربن.

محققان همچنین از رشته کوه های وسیع یخی بسیار شگفت زده شدند. ارتفاع برخی از قله ها به 3 کیلومتر می رسد و این نشانه دیگری از فعالیت احتمالی زمین شناسی است.

فضای غیرعادی

انیمیشن شبیه سازی پرواز از کنار کوه های پلوتو که از عکس های نیوهورایزنز ایجاد شده است.

طیف‌سنج نیوهورایزنز توانست اتم‌های نیتروژن را که بخشی از جو پلوتو بودند، بگیرد. علاوه بر این، آنها در فاصله بیش از هفت شعاع سیاره کوتوله قرار داشتند - این بسیار فراتر از آن چیزی است که محاسبات نشان می دهد. هیچ عنصر دیگری را نمی توان شناسایی کرد، از این نتیجه به این نتیجه رسید که پلوتون خالص ترین جو نیتروژن را در بین تمام سیارات منظومه شمسی دارد.

مطالعه این ذرات همچنین به این نتیجه رسید که آنها سریعتر از حد انتظار از جو فرار می کنند. خروج بخشی از جو قبلاً شناخته شده بود. اعتقاد بر این است که خلاص شدن از شر نیتروژن اضافی به توسعه حیات در سیاره ما کمک کرده است.

ماهواره ها

عکس: NASA/JHUAPL/SWRI

فضاپیمای نیوهورایزنز داده ها و تصاویر دقیقی از پنج قمر پلوتو، از جمله شارون، بزرگترین قمر، جمع آوری کرد. قبل از این، اجسام فقط به صورت نقاط کم نور ظاهر می شدند.

شارون که به عنوان یک توپ یخی بدون صورت در نظر گرفته می شود، معلوم شد که یک جهان کامل با سنگ ها، فرورفتگی ها و شکاف های عمیق است (یکی از آنها عمیق تر از گرند کانیون). اگرچه این ماهواره دارای دهانه هایی است، اما تعداد آنها کمتر از حد انتظار است که به این معنی است که احتمال فعالیت زمین شناسی وجود دارد.این ماهواره دارای یک نقطه تاریک اسرارآمیز بزرگ است که محققان دریافتند که کاملاً غافلگیرکننده است. این احتمالاً دهانه‌ای است که مدت‌ها پیش شکل گرفته است و در طول زمان طولانی می‌توانست با گازها پر شده باشد.

عکس: NASA/JHUAPL/SWRI

جزئیات عجیبی در مورد Nix و Hydra، دو ماهواره دیگر از پنج ماهواره شناخته شده است. نیکتا، شبیه صمغ میوه‌ای به ابعاد 42 در 36 کیلومتر، دارای یک لکه قرمز مرموز است (طبق فرضیات - یک دهانه) و هیدرا به شکل یک دستکش خاکستری غول پیکر در 55 در 40 کیلومتر است. عکس های دو ماهواره دیگر Kerberos و Styx تا اواسط اکتبر دریافت نخواهد شد.

> کرونولوژی

وسیله نقلیه راه اندازی کنید: مرحله اول Atlas V 551; مرحله دوم سنتور; مرحله سوم STAR 48B

مکان: کیپ کاناورال، فلوریدا

خط سیر: به پلوتون با استفاده از گرانش مشتری.

مسیر

شروع سفر: 13 ماه اول - برداشتن فضاپیما و روشن کردن ابزار، کالیبراسیون، اصلاح جزئی مسیر با استفاده از مانور و تمرین برای ملاقات با مشتری. نیوهورایزنز در 7 آوریل 2006 به دور مریخ چرخید. همچنین در ژوئن 2006 یک سیارک کوچک را که بعداً "APL" نام گرفت، ردیابی کرد.

مشتری: نزدیکترین نزدیک در 28 فوریه 2007 با سرعت 51000 مایل در ساعت (حدود 23 کیلومتر در ثانیه) رخ داد. نیوهورایزنز 3 تا 4 برابر از فضاپیمای کاسینی که به دلیل اندازه بزرگ سیاره در فاصله 1.4 میلیون مایلی (2.3 میلیون کیلومتری) قرار داشت، به مشتری نزدیکتر شد.

سفر بین سیاره‌ای: در طول سفر تقریباً 8 ساله به پلوتون، همه ابزارهای فضاپیما روشن و آزمایش شدند، مسیرهای مسیر تنظیم شدند و رویارویی با یک سیاره دور تمرین شد.

در طول سفر دریایی، نیوهورایزنز همچنین از مدارهای زحل (8 ژوئن 2008)، اورانوس (18 مارس 2011) و نپتون (25 اوت 2014) بازدید کرد.

منظومه پلوتون

در ژانویه 2015، نیوهورایزنز اولین مرحله از چندین مرحله نزدیک شدن را آغاز کرد که با اولین پرواز نزدیک پلوتو در 14 جولای 2015 به اوج خود می رسد. در نزدیک‌ترین فاصله، این سفینه از فاصله 7750 مایلی (12500 کیلومتری) پلوتون و 17900 مایلی (28800 کیلومتری) شارون عبور خواهد کرد.

فراتر از پلوتون: کمربند کویپر

این فضاپیما توانایی پرواز فراتر از منظومه پلوتون و کشف اجسام جدید کمربند کویپر (KBOs) را دارد. سوخت هیدرازین اضافی را برای پرواز به مجتمع دفاعی حمل می کند. سیستم ارتباطی این فضاپیما طوری طراحی شده است که حتی فراتر از مدار پلوتون عمل کند و ابزار علمی آن می تواند در شرایط بدتر از تاریکی کار کند. نور خورشیدروی پلوتون

بنابراین، تیم نیوهورایزنز باید جستجوی ویژه ای را برای اجسام کوچک در سیستم OBE انجام می داد که کشتی می توانست به آنها برسد. در اوایل دهه 2000، کمربند کویپر حتی کشف نشده بود. آکادمی ملیعلم نیوهورایزنز را هدایت می‌کند تا به سمت OPC‌های کوچک با وسعت 20 تا 50 کیلومتر (حدود 12 تا 30 مایل) پرواز کند، که احتمالاً بدوی و اطلاعات کمتری نسبت به سیاراتی مانند پلوتون هستند.

در سال 2014، اعضای تیم علمی New Horizons با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، سه جرم را در داخل OPC کشف کردند که همگی 20 تا 55 کیلومتر عرض داشتند. تاریخ های احتمالی برای پرواز آنها در پایان سال 2018 یا در سال 2019 در فاصله یک میلیارد مایلی از پلوتون است.

در تابستان 2015، پس از پرواز پلوتو، تیم نیوهورایزنز با ناسا همکاری خواهد کرد تا بهترین نامزد را از بین این سه انتخاب کند. در پاییز 2015، اپراتورها موتورهای سوار بر New Horizons را در زمان بهینه روشن خواهند کرد تا سوخت مورد نیاز برای رسیدن به مقصد انتخابی و شروع سفر به حداقل برسد.

تمام ماموریت های ناسا تلاش می کنند تا چیزی بیش از شناسایی اهداف اولیه خود انجام دهند، بنابراین از آنها خواسته شده است که یک ماموریت گسترده را تامین کنند. پیشنهادی برای مطالعه بیشتر صنعت دفاعی در سال 2016 ارائه خواهد شد. برای تعیین محاسن چنین اقدامی توسط یک هیئت مستقل از کارشناسان ارزیابی خواهد شد: این تیم سلامت فضاپیما و ابزار آن، کمک به علمی که New Horizons می تواند در صنعت دفاعی داشته باشد، هزینه پرواز را تجزیه و تحلیل خواهد کرد. و اکتشاف نقطه هدف در کمربند کویپر و موارد دیگر.

اگر ناسا این حرکت را تایید کند، نیوهورایزنز در سال 2017 ماموریت جدیدی را آغاز می کند و به تیم خود زمان می دهد تا برای تأثیری که یک تا دو سال بعد اتفاق می افتد برنامه ریزی کند.

و آنها از اجرای موفقیت آمیز پرواز تاریخی پلوتون خبر دادند. البته پس از این اتفاق، دستگاه تا مدتی به نظارت بر سیستم خود ادامه می دهد، اما هر روز میلیون ها کیلومتر از هدف دور می شود و به زودی از آن فاصله می گیرد و به حدی می رسد که نمی تواند قادر به جمع آوری اطلاعات مهم جدید باشد. پس آینده نیوهورایزنز چیست؟

خوب، برای شروع، دستگاه برای یک دوره طولانی برای انتقال داده های جمع آوری شده در طول پرواز به زمین منتظر می ماند. ارسال مجدد اطلاعات اولیه از سپتامبر 2015 آغاز خواهد شد و تقریبا تا پایان سال 2016 ادامه خواهد داشت که با توجه به اینکه سرعت انتقال داده کمتر از 1 کیلوبیت بر ثانیه خواهد بود، جای تعجب ندارد. با این حال، تا اکتبر 2016، مطلقاً تمام داده های جمع آوری شده توسط این دستگاه به زمین منتقل می شود، بنابراین این سوال مطرح می شود که پس از آن چه خواهد کرد.

منابع ماموریت توسط دو عامل محدود می شود. اولین منبع هیدرازین (77 کیلوگرم در زمان پرتاب) است که به شما امکان می دهد مسیر حرکت دستگاه را در محدوده تقریباً 1 درجه تنظیم کنید. اگر کسی از خود می‌پرسد که چرا نیوهورایزنز در مدار پلوتو باقی نمانده است، به این دلیل است که نه 77 و نه حتی 777 کیلوگرم هیدرازین برای کاهش سرعت 14 کیلومتر در ثانیه که کاوشگر با سرعت از منظومه پلوتون عبور می‌کند کافی نبوده است. اگر محاسبات این مقاله را باور دارید، پس برای کاهش سرعت و ورود به مدار پلوتون، این دستگاه باید ذخیره ای معادل 232 تن (!) هیدرازین داشته باشد. من فکر می کنم نیازی به توضیح نیست که چقدر این موضوع از قابلیت های فناوری مدرن فراتر است.

دوم انتقادی است منبع مهمماموریت انرژی است این توسط یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ (RTG) تولید می شود. نیوهورایزنز ریتاگ حاوی حدود 11 کیلوگرم پلوتونیوم-238 است که تجزیه آن گرما آزاد می کند و سپس به الکتریسیته تبدیل می شود. در زمان پرتاب این ماموریت در سال 2006، نیوهورایزنز RTG حدود 250 وات تولید کرد. پس از نزدیک به ده سال پرواز، این رقم به حدود 200 وات کاهش یافته بود. متأسفانه نیروگاه نیوهورایزنز به طور قابل توجهی ضعیف تر از نیروگاه های مورد استفاده در وویجرز و کاسینی است. اگر بخواهیم کاملاً دقیق باشیم، RTG افق‌های جدید ذخیره‌ای است که از مأموریت کاسینی باقی مانده است (سه ژنراتور از این قبیل در وسیله نقلیه کاوشگر زحل وجود دارد، بنابراین می‌توانید تفاوت را درک کنید). فرض بر این است که نیوهورایزنز تا حدود سال 2026 یعنی حداکثر 2030 انرژی کافی خواهد داشت و پس از آن به دلیل نیمه عمر پلوتونیوم-238 و تخریب تدریجی ترموکوپل، توان تولید شده توسط RTG به حدی کاهش می یابد که دستگاه دیگر قادر به حفظ تماس با زمین نخواهد بود.

بر اساس این محدودیت‌ها، هدایت دستگاه به هر بدنه بزرگی در کمربند کویپر غیرممکن است - Eris، Makemake و Haumea از بخش قابل دسترسی New Horizons بسیار دور هستند. با این حال، همانطور که می دانید، کمربند کویپر نه تنها از سیارات کوتوله تشکیل شده است - بلکه شامل آن نیز می شود تعداد زیادیاشیای کوچکی که مطالعه آنها نیز بسیار جالب خواهد بود. در حین آماده سازی ماموریت، طراحان از این واقعیت نتیجه گرفتند که حتی با در نظر گرفتن تمام محدودیت های سوخت و انرژی، پس از پرواز پلوتون، از نظر آماری حداقل یک شی مناسب باید وجود داشته باشد که در مسیر افق های جدید قرار گیرد. در فاصله بیش از 55 AU. از خورشید (اگر دورتر باشد، سرعت انتقال داده از چنین فاصله ای برای انتقال اطلاعات به زمین قبل از تمام شدن باتری پلوتونیومی دستگاه بسیار کم خواهد بود).

با این حال، در حال حاضر، ستاره شناسان قادر به یافتن اهداف مناسب نبودند. تنها با کمک تلسکوپ هابل در تابستان گذشته بود که سرانجام پنج کاندیدای بالقوه برای این بازدید شناسایی شدند که اکنون دو جرم از آن‌ها باقی مانده‌اند که با نام‌های 2014 PN 70 (PT3 سابق) و 2014MU 69 (PT1 سابق) شناخته می‌شوند.

2014 PN 70 قطری بین 35 تا 120 کیلومتر دارد. طبق محاسبات اولیه، برای دستیابی به این امر، دستگاه باید از حدود 75 درصد هیدرازین باقیمانده خود استفاده کند. در این صورت، بازدید از PN 70 2014 در ژوئن 2019 انجام می شود، زمانی که PN 70 2014 در فاصله 44 AU خواهد بود. از خورشید

MU 69 مدل 2014 قطری بین 30 تا 90 کیلومتر دارد. طبق محاسبات اولیه، برای دستیابی به آن، دستگاه باید از حدود 35 درصد هیدرازین باقی مانده خود استفاده کند. اگر تصمیم به پرواز به سمت آن گرفته شود، نیوهورایزنز در ژانویه 2019 به 2014 MU 69 خواهد رسید، زمانی که شی در فاصله 43.4 AU خواهد بود. از خورشید

متأسفانه، کشتی قادر به بازدید از هر دو سایت نخواهد بود، بنابراین رهبران ماموریت باید انتخاب کنند که به کدام یک پرواز کنند. با نکته علمیاز منظر، PN 70 2014 امیدوارکننده تر به نظر می رسد، زیرا بزرگتر از MU 69 2014 است (متاسفانه به دلیل اندازه بسیار کوچک و فاصله زیاد از خورشید نمی توان ابعاد دقیق آنها را تعیین کرد) و بنابراین جالب تر است. با این حال، اگر به سمت آن پرواز کنید، نیوهورایزنز تقریباً تمام سوخت باقیمانده را خرج خواهد کرد و این شی تقریباً به طور کامل آخرین شیء مورد مطالعه آنها خواهد بود.

MU 69 2014 کوچکتر است، اما دستیابی به آن تنها به یک سوم سوخت موجود نیاز دارد، که امکان نظری ارسال دستگاه را به یک شی دیگر کمربند کویپر پس از پرواز باقی می گذارد. با این حال، احتمال این خیلی زیاد نیست. اول، فقط هابل می تواند هدف بعدی برای نیوهورایزنز را پیدا کند، اما این به زمان زیادی از آن نیاز دارد. از آنجایی که دیگر هیچ ماموریت خدماتی برای هابل وجود نخواهد داشت و دیر یا زود با شکست مواجه می شود، زمان رصد آن به منبعی با ارزش فزاینده تبدیل می شود که دستیابی به آن چندان آسان نیست. ثانیاً، نیوهورایزنز حتی سوخت کمتری خواهد داشت و هدف باید در فاصله نسبتاً کوتاهی باشد تا قبل از توقف تولید RTG دستگاه به آن برسد. مقدار مورد نیازانرژی

تصمیم نهایی در مورد مکان دقیق پرواز نیوهورایزنز در ماه آگوست گرفته خواهد شد و خود مانور اصلاح مسیر در نوامبر 2015 انجام خواهد شد. البته شایان ذکر است که مأموریت برای تمدید آن نیز نیاز به تأمین بودجه دارد، اما فکر می کنم هیچ مشکلی در این مورد وجود نخواهد داشت: به همین دلیل نیست که آنها دستگاه را اینقدر دور فرستادند و این همه مدار هابل را صرف جستجو کردند. اهداف جدید برای متوقف کردن همه چیز در آخرین لحظه. بنابراین خیلی زود باید بدانیم که کدام یک از دو جسم کمربند کویپر برای مطالعه بیشتر انتخاب خواهد شد.