Оглавление

Новые горизонты

История и разработка
- New Horizons запущен в 2006 году для облета Плутона и изучения пояса Койпера.
- Разработан Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса и Юго-Западным исследовательским институтом.
- Главный исследователь миссии – Алан Стерн.
Запуск и первые этапы миссии
- Запущен с базы ВВС на мысе Канаверал в 2006 году.
- Пролетел мимо Юпитера в 2007 году для проверки научных возможностей.
- В 2014 году вновь запущен для наблюдения за Плутоном.
Облет Плутона
- В 2015 году пролетел на высоте 12 500 км над поверхностью Плутона.
- В 2016 году завершил облет Плутона и направился к объекту 486958 Аррокот.
Исследование пояса Койпера
- В 2019 году пролетел мимо объекта 486958 Аррокот.
- В 2024 году находится на расстоянии 59,8 а.е. от Земли и 60,0 а.е. от Солнца.
Научные достижения
- Подтверждено существование “водородной стены” на внешних границах Солнечной системы.
- Собраны данные об атмосфере, поверхностях, недрах и окружающей среде Плутона и его спутников.
- Изучены другие объекты в поясе Койпера.
Культурные артефакты
- На борту космического аппарата находятся девять культурных артефактов, включая прах Клайда Томбо.
- Включены монеты и государственные кварталы в честь создателей зонда.
Цели миссии
- Понять формирование Плутонианской системы и пояса Койпера.
- Изучить трансформацию ранней Солнечной системы.
Научные цели миссии
- Составление карты состава поверхности Плутона и Харона
- Характеристика гелогии и морфологии Плутона и Харона
- Исследование нейтральной атмосферы Плутона и скорости ее выхода
- Исследование атмосферы вокруг Харона
- Составление карты температур поверхности Плутона и Харона
- Поиск колец и дополнительных спутников вокруг Плутона
- Проведение аналогичных исследований одного или нескольких объектов пояса Койпера
Проектирование и строительство
- Космический аппарат сравним по размерам и форме с роялем
- Вдохновение от космического аппарата Ulysses
- Многие подсистемы и компоненты унаследованы от CONTOUR и TIMED
- Корпус New Horizons образует треугольник толщиной почти 0,76 м
- Труба из алюминиевого сплава марки 7075 образует основную несущую конструкцию
- RTG крепится с помощью 4-стороннего титанового крепления
- Конструкция больше, чем необходимо, с пустым пространством внутри
- Внутренняя конструкция окрашена в черный цвет для выравнивания температуры
- Космический корабль тщательно укрыт для сохранения тепла
Управление движением и ориентацией
- Режимы стабилизации вращения и трехосевой стабилизации
- Дополнительная скорость delta-v обеспечивается внутренним баком
- Масса космического аппарата на орбите составляет более 470 кг
- Установлено 16 двигателей малой тяги
- Для измерения положения используются две звездные камеры и два солнечных датчика Adcole
Сила
- Цилиндрический радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) обеспечивает мощность 245,7 Вт
- РИТЭГ содержит 9,75 кг гранул оксида плутония-238
- РИТЭГ разработан в США Министерством энергетики
- Количество радиоактивного плутония составляет треть от того, что было на борту “Кассини-Гюйгенс”
Бортовой компьютер
- Оснащен двумя компьютерными системами: системой управления командами и данными и процессором наведения и контроля
- Используется процессор Mongoose-V с частотой 12 МГц
- Программное обеспечение работает под управлением операционной системы Nucleus RTOS
- Произошло два “безопасных” события, которые перевели космический аппарат в безопасный режим
Телекоммуникации и обработка данных
- Связь осуществляется в X-диапазоне
- Скорость связи на Юпитере составляла 38 кбит/с, на Плутоне ожидается 1 кбит/с
- Антенны NASA Deep Space Network используются для передачи команд
- Сигнал нисходящей линии связи усиливается двумя резервированными 12-ваттными ламповыми усилителями бегущей волны
- Антенна с высоким коэффициентом усиления имеет диаметр 2,1 метра и обеспечивает усиление более 42 дБи
Антенны и их функции
- Высокофокусная антенна с апертурой 0,3 метра и шириной луча 10° установлена на вторичном отражателе.
- Прямая антенна с низким коэффициентом усиления расположена поверх входной антенны.
- Кормовая антенна с низким коэффициентом усиления используется на ранних этапах полета и в чрезвычайных ситуациях.
Хранение и передача данных
- Данные записываются в твердотельный буфер памяти и передаются на Землю.
- Хранение данных осуществляется на двух твердотельных накопителях объемом до 8 гигабайт.
- Передача данных занимает около 16 месяцев после выхода из окрестностей Плутона.
Инструменты и их особенности
- New Horizons оснащен семью приборами: три оптических, два плазменных, датчик пыли и научный радиоприемник/радиометр.
- Номинальная мощность составляет 21 Вт, не все приборы работают одновременно.
- Тепловизор дальней разведки (LORRI) обеспечивает высокое разрешение и чувствительность.
- Солнечный ветер вокруг Плутона (SWAP) измеряет частицы с энергией до 6,5 кэВ.
- Научный исследовательский спектрометр энергетических частиц Плутона (PEPSSI) измеряет энергию до 1 МэВ.
- Алиса и телескоп Ральфа используются для определения состава атмосферы Плутона.
- Студенческий пылеуловитель Venetia Burney (VBSDC) измеряет уровень пыли.
- Научный эксперимент по радиосвязи (REX) проводит радиотехнические исследования.
Запуск и путешествие
- Запуск New Horizons состоялся 1 января 2006 года с мыса Канаверал.
- Зонд успешно вышел на траекторию выхода из Солнечной системы.
- New Horizons потребовалось девять часов, чтобы пройти орбиту Луны.
Запуск и коррекция траектории
- Запуск New Horizons состоялся 27 января 2006 года.
- Ракета-носитель Atlas V 551 с третьей ступенью увеличила гелиоцентрическую скорость.
- Первый запуск с пятью твердотопливными ускорителями.
- Ракета была заменена из-за повреждения.
- Запуск был посвящен памяти Дэниела Сарокона.
Внутренняя часть Солнечной системы
- Коррекция траектории проводилась с января по сентябрь 2006 года.
- TCM-1 был точным, что позволило отменить TCM-2.
- TCM-3 был выполнен 9 марта 2006 года.
- Дальнейшие маневры проводились в 2007 и 2010 годах.
Летные испытания и пересечение орбиты Марса
- Летные испытания проводились с февраля по апрель 2006 года.
- 7 апреля 2006 года New Horizons пересек орбиту Марса.
Астероид 132524 APL
- В мае 2006 года обнаружено сближение с астероидом 132524 APL.
- Ральф сфотографировал астероид, что позволило проверить возможности Ральфа.
Первое наблюдение Плутона
- Первые снимки Плутона получены 21-24 сентября 2006 года.
- Снимки подтвердили способность New Horizons отслеживать удаленные цели.
Столкновение с Юпитером
- Первые фотографии Юпитера получены 4 сентября 2006 года.
- Столкновение с Юпитером увеличило скорость New Horizons на 4 км/с.
- Наблюдения за Юпитером продолжались с января по июнь 2007 года.
Спутники Юпитера
- Особое внимание уделено Ио, чьи вулканы выбрасывают вещество в магнитосферу.
- Обнаружены инфракрасные сигнатуры 36 вулканов.
- Уточнены орбиты малых спутников, таких как Амальтея.
Внешняя Солнечная система
- Пролет мимо Юпитера в режиме гибернации.
- Пересечение орбит Сатурна и Урана в 2008 и 2011 годах соответственно.
- Возможность столкновения с обломками в системе Плутона.
Планы на случай непредвиденных обстоятельств
- Вероятность катастрофического столкновения менее 0,3%.
- Возможные планы действий: продолжение текущей траектории или корректировка курса.
Начало миссии и сбор данных
- В июле 2012 года New Horizons начала сбор данных с помощью SWAP, PEPSSI и VBSDC.
- Первоначально планировалось задействовать только VBSDC, но были включены и другие приборы.
- Проведены наземные испытания для проверки систем.
Троянская программа “Нептун”
- Возможные цели включали троянцы “Нептуна”.
- В конце 2013 года New Horizons пролетел вблизи троянца L5 Neptune trojan 2011 HM102.
- Команда решила не нацеливаться на 2011 HM102 из-за приоритета подготовки к сближению с Плутоном.
Наблюдения за Плутоном и Хароном
- Снимки LORRI с 1 по 3 июля 2013 года показали Плутон и Харон как отдельные объекты.
- В июле 2014 года New Horizons сделала 12 снимков Харона.
- В августе 2014 года астрономы провели измерения местоположения Плутона.
Приближение Плутона
- Операции по наблюдению за Плутоном начались 4 января 2015 года.
- 12 февраля 2015 года НАСА опубликовало новые снимки Плутона.
- В апреле 2015 года были видны спутники Никс, Гидра, Керберос и Стикс.
Программный сбой
- 4 июля 2015 года New Horizons столкнулся с программной неполадкой.
- Проблема была решена 7 июля, и научные операции возобновились.
Столкновение с Плутоном
- Максимальное сближение произошло 14 июля 2015 года на расстоянии 12 472 км от поверхности Плутона.
- Телеметрические данные подтверждены 15 июля 2015 года.
Цели миссии
- Основные цели включали измерение магнитного поля Плутона.
- Второстепенные цели не были достигнуты, но третичные цели были выполнены.
- Облет системы Плутона прошел успешно, достигнув всех целей.
Снимки с близкого расстояния
- Повторялись дважды в день для поиска изменений поверхности
- LORRI и MVIC получили изображения с разрешением до 50 м/пиксель
- LEISA получила гиперспектральные карты ближнего инфракрасного диапазона
Атмосфера и верхние слои
- Элис охарактеризовала атмосферу по выбросам и затемнению звезд
- SWAP и PEPSSI исследовали верхние слои атмосферы
- VBSDC искал пыль и невидимые кольца
- РЕКС занимался активной и пассивной радиотехникой
Масса и распределение массы
- Масса и распределение массы Плутона оценены с помощью гравитационного притяжения
- Доплеровский сдвиг измерен путем сравнения с ультрастабильным генератором
Спутниковые наблюдения
- Наилучшее пространственное разрешение у Nix, Hydra, Kerberos и Styx
- Керберос оказался меньше, чем ожидалось, с высокой отражающей способностью
События после Плутона
- New Horizons сообщил о неисправности и начале передачи данных
- Передача данных завершена 25 октября 2016 года
- В ноябре 2018 года New Horizons достиг расстояния 43 а.е. от Солнца
Расширение миссии
- Миссия продлена до 2021 года для изучения дополнительных объектов пояса Койпера
- Поиск подходящих объектов велся с помощью наземных и космических телескопов
- 486958 Arrokoth выбран в качестве цели для пролета
Наблюдения за другими ООК
- Расширенная миссия включает наблюдения и поиск кольцевых систем вокруг 25-35 объектов
- Изучение состава газа, пыли и плазмы пояса Койпера до 2021 года
Фотографии и наблюдения
- New Horizons сфотографировал KBO 15810 Arawn в 2015 и 2016 годах.
- В 2016 году сделал снимки Quaoar с расстояния 2,1 млрд км.
- В 2017 году сделал самый удаленный снимок скопления Колодцев желаний.
- В 2019 году наблюдал Тритон и другие объекты пояса Койпера.
Цели и задачи миссии
- Описание геологии и морфологии Аррокота.
- Составление карты состава поверхности.
- Поиск спутников, комы, колец и окружающей среды.
- Измерение температуры поверхности.
- Составление трехмерной карты рельефа и состава поверхности.
Маневры и сближение
- Маневры наведения на цель начались в 2015 году.
- Фаза сближения началась в 2018 году и продолжалась до 2019 года.
- Максимальное сближение произошло 1 января 2019 года.
Загрузка данных и последующие события
- Данные были отправлены на Землю в 2019 году.
- В 2020 году New Horizons использовался для съемки звезд Проксимы Центавра и Wolf 359.
- В 2021 году достиг расстояния 50 а.е. от Солнца.
Планы и перспективы
- Потенциал для третьего пролета в 2020-х годах.
- С 2025 года сосредоточится на гелиофизических данных.
- Возможность сфотографировать Землю после завершения всех запланированных облетов.
Скорость и рекорды
- New Horizons был назван самым быстрым космическим аппаратом, запущенным с Земли.
- По состоянию на июль 2023 года, “Вояджер-1” остается самым быстрым космическим аппаратом, покидающим Солнечную систему.
Полет третьей ступени New Horizons
- Третья ступень New Horizons достигла Юпитера раньше космического аппарата.
- Ожидалось, что она пересечет орбиту Плутона 15 октября 2015 года.
- Из-за неуправляемого полета она не получила гравитационной поддержки и пролетела в пределах 200 миллионов километров от Плутона.
Полет второй ступени “Кентавра”
- Вторая ступень “Кентавра” не достигла второй космической скорости.
- Она остается на гелиоцентрической орбите.
История и миссии
- 2006 год в космическом полете
- Исследование Плутона и карликовых планет
- Список искусственных объектов, покидающих Солнечную систему
- Список миссий на внешние планеты
- Список тем New Horizons
Планируемые миссии
- Mariner Mark II – планируемое семейство космических аппаратов НАСА, включая миссию на Плутон
- “Новые горизонты-2” – предполагаемая миссия по облету транснептунового объекта
- Пионер 10 и Пионер 11
- “Плутон Койпер Экспресс” – отмененная миссия НАСА по облету Плутона
- ТАУ, предполагаемая миссия по облету Плутона
Хронология исследования Солнечной системы
- “Вояджер-1” и “Вояджер-2”
Дополнительные ресурсы
- Веб-сайт НАСА “Новые горизонты”
- Веб-сайт лаборатории прикладной физики “Новые горизонты”
- Обзор “Новых горизонтов”, подготовленный отделом планетологии НАСА
- Обзор New Horizons, подготовленный Национальным центром космических научных данных
- Пролет Ultima Thule над новыми горизонтами
- New Horizons Flyby – музыкальный трибьют астрофизика Брайана Мэя и группы Queen
- Архив миссии New Horizons в системе планетарных данных НАСА
- Новые горизонты: Архив расширенной миссии в поясе Койпера (KEM) в системе планетарных данных НАСА

Полный текст статьи:

Новые горизонты – Arc.Ask3.Ru

Новые горизонты – Arc.Ask3.Ru

Новые горизонты

История и разработка

Запуск и первые этапы миссии

Облет Плутона

Исследование пояса Койпера

Научные достижения

Культурные артефакты

Цели миссии

Научные цели миссии

Проектирование и строительство

Управление движением и ориентацией

Сила

Бортовой компьютер

Телекоммуникации и обработка данных

Антенны и их функции

Хранение и передача данных

Инструменты и их особенности

Запуск и путешествие

Запуск и коррекция траектории

Внутренняя часть Солнечной системы

Летные испытания и пересечение орбиты Марса

Астероид 132524 APL

Первое наблюдение Плутона

Столкновение с Юпитером

Спутники Юпитера

Внешняя Солнечная система

Планы на случай непредвиденных обстоятельств

Начало миссии и сбор данных

Троянская программа “Нептун”

Наблюдения за Плутоном и Хароном

Приближение Плутона

Программный сбой

Столкновение с Плутоном

Цели миссии

Снимки с близкого расстояния

Атмосфера и верхние слои

Масса и распределение массы

Спутниковые наблюдения

События после Плутона

Расширение миссии

Наблюдения за другими ООК

Фотографии и наблюдения

Цели и задачи миссии

Маневры и сближение

Загрузка данных и последующие события

Планы и перспективы

Скорость и рекорды

Полет третьей ступени New Horizons

Полет второй ступени “Кентавра”

История и миссии

Планируемые миссии

Хронология исследования Солнечной системы

Дополнительные ресурсы

Полный текст статьи:

Новые горизонты – Arc.Ask3.Ru

Похожие статьи:

Оставьте комментарий Отменить ответ