19 января 2006 года с космодрома на мысе Канаверал в небо взмыла ракета Atlas V в самой «тяжеловесной» комплектации 551 – с тремя ступенями и пятью твердотопливными ускорителями. На её борту находился особый груз, с особой целью – автоматическая межпланетная станция «New Horizons» (Новые горизонты) была выведена на орбиту к Плутону – самой далёкой, тогда ещё имеющей такой статус, планеты, солнечной системы.
Столь мощная ракета, способная вывести на низкую околоземную орбиту почти 19 тонн полезной нагрузки, и относительно небольшой груз аппарата – 478 килограмм, позволили поставить новый рекорд скорости для аппаратов, запущенных с Земли – 16,5 км\с (59 000км\час).
Анимация извержения вулкана на Ио, снятая New Horizons.
Совершив гравитационный манёвр у Юпитера (и попрактиковавшись в съемке и ориентации в пространстве по его спутникам), аппарат направился прямым курсом к своей цели - Плутону – загадочному, холодному и тёмному миру на окраине Солнечной системы, где наше светило выглядит как яркая звезда, а температура иногда опускается до 33 градусов Кельвина (-239 по Цельсию).
Плутон был единственной планетой, открытой гражданином США, но только до 2006 года, когда Международный астрономический союз решил, что Плутону надо присвоить статус карликовой планеты, иначе прийдётся список Ъ-планет значительно расширить десятками новооткрытых объектов за орбитой Нептуна.
В 1930-м году Клайд Томбо, 24-летний астроном из Канзаса, всего через год после начала собственного поиска, который проводили многие учёные уже более 30-ти лет, обнаружил на снимках от 23 и 29 января движущийся объект. После подтверждения другими астрономами, новость быстро облетела мир, и начались активные исследования нового члена солнечной семьи.
Информация, полученная от наземных и комических телескопов во время покрытий Плутоном фоновых звёзд позволила выяснить его диаметр – 2322км, спектрографический анализ показал, что поверхность состоит на 98% из замороженного азота, в оставшихся 2% были обнаружены спектральные линии метана и моноокиси углерода. Масса Плутона была определена по его гравитационному взаимодействию с Хароном – спутником, диаметр которого – более половины диаметра Плутона.
Также, во время покрытий планетой звёзд учёные увидели, что свет не исчезает моментально, а постоепенно теряет яркость – это может означать только одно – у Плутона есть атмосфера, которая и даёт этот эффект плавного затухания, по мере того как звезда опускается в неё, подобно звёздам на ночном небе Земли, которые краснеют и гаснут при приближении к горизонту. Атмосфера Плутона имеет интересную особенность – в зависимости от сезона, она простирается в космос от 150км до 3000км. При нагревании поверхности происходит сублимация кристалов азота, которым покрыта большая часть поверхности Плутона, в газ, а при охлаждении – конденсация и падение обратно на поверхность.
В последнее время в научных кругах слышны опасения о возможности столкновения аппарата New Horizons с обломками, которые образовались при столкновениях спутников Плутона, коих по последним наблюдениям с космического телескоп Хаббл насчитывается пять (два из них были открыты уже после запуска аппарата).
Также есть шанс на обнаружение кольца из обломков, подобного Юпитерианскому. Эту информацию не получить с Земли, только сам аппарат, выйдя из режима гибернации, и осмотрев свой путь сможет обнаружить помехи и изменить курс таким образом, чтобы избежать столкновения.
На сегодняшний день самое чёткое изображение Плутона, снятое телескопом Хаббл (на анимации выше), может показать только общие характеристики поверхности – тёмные и светлые участки, без каких-либо деталей.New Horizons имеет на своём борту камеру LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) с матрицей 1024х1024 пикселей и зеркальный объектив 208,3 мм в диаметре. Учёные надеются получить с его помощью изображения разрешением до 50 метров\пиксель! Вторая камера – MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera) имеет значительно меньшее увеличение и позволит сфотографировать всю освещённую солнцем поверхность с разрешением 1,6км\пиксель.
К сожалению, эта миссия не предоставит возможности сделать карту поверхности Плутона с таким разрешением, потому как комический аппарат не несёт на борту достаточно топлива для торможения и перехода на орбиту вокруг планеты, а пронесётся мимо на полной скорости более 50 000км\час, давая учёным всего несколько минут для исследований с близкого расстояния. New Horizons имеет ещё одно ограничение - все инструменты закреплены на корпусе КА, без возможности движения, то есть во время пролёта надо придать такое вращение всему аппарату, при котором планета будет постоянно находиться в центре поля зрения камер, причём скорость вращения не постоянна – чем ближе к планете, тем быстрее должено быть вращение. Звучит непросто? А теперь, для полноты картины, добавьте задержку в передаче сигнала – 4,5 часа в одну сторону, из-за того, что радиоволны, как и свет, имеют ограниченнную скорость распространения – 300 000км\сек.
Другие инструменты на борту New Horizons:
- Радиоспектрометр REX (англ. Radio EXperiment), интегрированный с основной антенной зонда (с его помощью планируется исследовать структуру атмосферы Плутона, тепловые свойства его поверхности и измерять массу Плутона, Харона и ещё не выбранных объектов пояса Койпера)
- Детектор пыли SDC (Student Dust Counter) для измерения концентрации пылевых частиц в поясе Койпера. Прибор представляет собой веерообразное устройство радиусом 42 см и толщиной 3 мм из алюминиевого сотового материала, покрытого тонкой плёнкой
- Спектрометр энергетических частиц EPSSI (Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) для поиска нейтральных атомов, покидающих атмосферу Плутона и превращающихся в заряженные частицы при взаимодействии с солнечным ветром
- Измеритель параметров частиц солнечного ветра SWAP (Solar Wind Analyzer for Pluto)
- Ультрафиолетовый спектрометр Alice, который будет изучать состав атмосферы и структуру поверхности Плутона.
После выполнения основной задачи у Плутона, в средине июля 2015 года, New Horizons отправится исследовать другие объекты пояса Койпера. Несмотря на то, что дальнейшие поправки курса возможны в пределах всего 1 градуса (на большее не хватит топлива) в этом конусе уже обнаружено около 120 кандидатов. Если повезёт – аппарат сможет исследовать несколько из них, до того как доберётся до зоны гелиопаузы – где формально кончаются границы нашей солнечной системы, и какое-то время будет функционировать извне, передавая информацию на землю до истощения «атомной батарейки» - радиоизотопного источника электропитания, предположительно в 2026 году.
В данный момент New Horizons находится в 26,9 астрономических единицах (расстояние от Земли до Солнца) от нас с вами, его скорость – 14,9 км\сек (53 640 км\час), солнце с его позиции выглядит как звезда магнитуды -19,6 а свет от него долетает до аппарата за 3,8 часа. Полёт продолжается в направлении созвездия Стрелец.
Счастливого пути!
Шайдуров Андрей
27 ноя 2013