New Horizons

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
New Horizons
New Horizons (from Launch Press Kit).jpg
Zaangażowani NASA
Indeks COSPAR 2006-001A
Rakieta nośna Atlas V 551 z dodatkowym stopniem Star-48B
Miejsce startu Cape Canaveral Air Force Station, Stany Zjednoczone
Cel misji Jowisz
Cel misji Pluton
Orbita (docelowa, początkowa)
Czas trwania
Początek misji 19 stycznia 2006 (19:00 UTC)
Koniec misji 11 czerwca 2022
Wymiary
Wymiary kadłub: 0,7 m x 2,1 m x 2,7 m
Masa całkowita 478 kg
Masa aparatury naukowej 30 kg
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Sonda New Horizons podczas przygotowań przedstartowych
Start sondy New Horizons
Io z widocznymi erupcjami wulkanicznymi. Fotografia wykonana 28 lutego 2007 r. przez sondę New Horizons
Trajektoria New Horizons na tle Układu Słonecznego
Rozmieszczenie instrumentów pokładowych

New Horizons (ang. Nowe Horyzonty) – sonda kosmiczna zbudowana przez amerykańską agencję kosmiczną NASA w ramach programu New Frontiers (Nowe Granice). Celem jej jest zbadanie Plutona (planety karłowatej na krańcach Układu Słonecznego), jego księżyca Charona oraz co najmniej jednego innego obiektu pasa Kuipera. Sonda nie zostanie wprowadzona na orbitę planety karłowatej, lecz przeleci obok niej w bezpiecznej odległości. Misja będzie miała za zadanie sporządzić dokładne mapy Plutona i jego księżyca Charona, określić skład ich powierzchni oraz zbadać atmosferę Plutona. W związku z odkryciem czterech małych księżyców zewnętrznych (Nixa, Hydry, Kerberosa i Styxa), do celów misji zostaną dodane zadania związane z badaniem tych obiektów.

Trajektoria lotu[edytuj | edytuj kod]

Sonda New Horizons została wyniesiona w przestrzeń kosmiczną z przylądka Canaveral na Florydzie przy użyciu rakiety nośnej Atlas V 551 19 stycznia 2006 roku.

Sonda bezpośrednio po starcie została wprowadzona na trajektorię transferową do Plutona, będącą jednocześnie trajektorią ucieczkową z Układu Słonecznego. Po zakończeniu pracy silników rakietowych oraz głównego silnika (łącznie 47 min 22 s) sonda opuściła okolice Ziemi z prędkością wynoszącą 16,26 km/s (58 536 km/h), co czyni ją pojazdem kosmicznym opuszczającym Ziemię z największą w historii startów uzyskaną prędkością[1]. Z tą prędkością opuszczenie układu Ziemia - Księżyc zajęło sondzie około 9 godzin. Dla porównania loty translunarne programu Apollo zajmowały około 3 dób.

Aby ograniczyć grawitacyjne oddziaływanie Słońca, powodujące stopniowe zmniejszanie prędkości sondy w czasie opuszczania przez nią Układu Słonecznego, trajektorię zaplanowano w taki sposób, aby wykorzystać asystę grawitacyjną Jowisza, ponownie zwiększyć prędkość sondy i skrócić tym samym czas transferu do Plutona. 28 lutego 2007 sonda przeleciała koło Jowisza, wykonując obserwacje tej planety, jej księżyców i pierścieni.

NASA na pokładzie sondy, tak jak to już czyniła w przypadku innych misji, umieściła CD z nazwiskami 435 000 osób, które wpisały się na listę chętnych. Wpis był darmowy i można go było dokonać przez Internet (jako dowód otrzymywało się certyfikat z unikatowym numerem). Na pokładzie sondy znajduje się także amerykańska flaga, niewielki kawałek kadłuba samolotu rakietowego SpaceShipOne oraz mały aluminiowy pojemnik z prochami odkrywcy Plutona Clyde'a Tombaugha[2][3].

Cele misji[edytuj | edytuj kod]

  • Wykonanie map składu powierzchni Plutona i Charona.
  • Zbadanie budowy geologicznej i morfologicznej Plutona i Charona.
  • Zbadanie atmosfery Plutona i tempa jej utraty.
  • Poszukiwanie atmosfery wokół Charona.
  • Pomiary temperatury powierzchni Plutona i Charona.
  • Poszukiwanie pierścieni i nowych księżyców Plutona.
  • Obserwacja zmian w czasie występujących na powierzchni i w atmosferze Plutona.
  • Wykonanie stereoskopowych zdjęć Plutona i Charona.
  • Obserwacja jonosfery Plutona i jej interakcji z wiatrem słonecznym.
  • Poszukiwanie pola magnetycznego Plutona i Charona.
  • Uzyskanie dokładniejszych wartości podstawowych parametrów fizycznych (promień, masa, gęstość) i elementów orbity Plutona i Charona.

W przypadku przedłużenia misji i skierowania sondy do kolejnych ciał pasa Kuipera, zostaną przeprowadzone analogiczne obserwacje mijanych obiektów.

Cele podczas przelotu koło Jowisza[edytuj | edytuj kod]

  • Wykonanie manewru asysty grawitacyjnej w locie ku Plutonowi.
  • Przeprowadzenie testów i kalibracji systemów sondy i instrumentów naukowych.
  • Przeprowadzenie obserwacji magnetosfery Jowisza, w tym podczas pierwszego w historii wielomiesięcznego przelotu sondy wewnątrz ogona magnetosfery tej planety.
  • Obserwacje struktury i dynamiki atmosfery Jowisza.
  • Obserwacje pierścieni planety.
  • Wykonanie badań składu powierzchni i obserwacje śladowych atmosfer największych księżyców Jowisza (Io, Europy, Ganimedesa i Kallisto).

Przelot poza orbitę Saturna[edytuj | edytuj kod]

New Horizons jest piątą sondą w historii eksploracji przestrzeni kosmicznej, która znalazła się na trajektorii ucieczkowej z Układu Słonecznego poza orbitą Saturna. Cztery poprzednie sondy, które opuściły już Układ Słoneczny to Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager 2.

Konstrukcja sondy[edytuj | edytuj kod]

Kadłub sondy wykonany jest z aluminium i ma kształt graniastosłupa trójkątnego o długości 2,11 m, maksymalnej szerokości 2,74 m i wysokości 0,68 m. Do boku kadłuba przymocowany jest generator radioizotopowy (RTG) zawierający 11 kg ditlenku plutonu 238. Na początku misji generator dostarczał energii o mocy około 240 W i napięciu 30 V. Podczas przelotu koło Jowisza dostarczana moc wynosiła 234 W, a podczas przelotu koło Plutona spadnie do około 200 W. Łączność z sondą zapewniają: antena główna o średnicy 2,1 m, mniejsza antena o średnicy 0,3 m oraz dwie anteny pomocnicze, które używane były tylko do odległości 5 AU od Ziemi. Prędkość przesyłania danych na Ziemię z okolic Plutona będzie wynosić od 600 do 1200 bitów na sekundę. Sonda wyposażona jest w zestaw 4 silników o ciągu 4,4 N i 12 silników o ciągu 0,8 N. Służą one do wykonywania korekt kursu i do kontroli położenia sondy. Materiał pędny dla silników stanowi hydrazyna. Sonda przez większą część lotu jest stabilizowana obrotowo, natomiast podczas przelotów obok planet używana jest stabilizacja trójosiowa. Całkowita wysokość sondy od podstawy kadłuba do szczytu zestawu anten wynosi 2,2 m. Całkowita masa startowa wynosiła 478 kg, w tym 77 kg hydrazyny i 30 kg masy aparatury naukowej.

Instrumenty naukowe[edytuj | edytuj kod]

  • Ultraviolet Imaging Spectrometer (Alice) – spektrometr obrazujący w ultrafiolecie badający skład i strukturę atmosfery; obserwacje w zakresie długości fal 465–1880 Å
  • Visible Imager and Imaging Spectrometer (Ralph) – instrument składający się z dwóch części:
    • Multispectral Visible Imaging Camera (Ralph/MVIC) – kamera multispektralna w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni wykona panchromatyczne i barwne mapy powierzchni badanych ciał; obserwacje w zakresie długości fal 400–975 nm
    • Linear Etalon Imaging Spectral Array (Ralph/LEISA) – spektrometr mapujący w bliskiej podczerwieni wykonujący mapy mineralogiczne i pomiary temperatury powierzchni; obserwacje w zakresie długości fali 1250–2500 nm
  • Radio Science Experiment (REX) – pomiary ciśnienia i temperatury atmosfery oraz gęstości jonosfery, pomiary masy i rozmiarów badanych ciał
  • Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) – kamera panchromatyczna wysokiej rozdzielczości; obserwacje w zakresie długości fal 350–850 nm
  • Solar Wind at Pluto (SWAP) – detektor cząstek wiatru słonecznego; wykona pomiary prędkości i gęstości wiatru słonecznego oraz tempa ucieczki atmosfery Plutona
  • Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) – spektrometr cząstek naładowanych
  • Venetia Burney Student Dust Counter (VB-SDC) – czujnik cząstek pyłowych

Przebieg misji[edytuj | edytuj kod]

Wydarzenia minione[edytuj | edytuj kod]

Plik wideo Start sondy New Horizons

Start sondy z Cape Canaveral Air Force Station - 19 stycznia 2006

Problem z odtwarzaniem pliku? Zobacz Pomoc.
  • 17 stycznia 2006 – odwołanie zaplanowanego na ten dzień startu z powodu porywistych wiatrów.
  • 18 stycznia 2006 – odwołanie drugiego zaplanowanego terminu startu z powodu przerwy w dostawie prądu.
  • 19 stycznia 2006 – udany start o 19:00 UTC, po krótkim opóźnieniu spowodowanym dużym zachmurzeniem.
  • 20 stycznia 2006 – przelot poza orbitę Księżyca. Odległość od Ziemi wyniosła 413 892 km.
  • 7 kwietnia 2006 – minięcie przez sondę orbity Marsa. Odległość od Ziemi wyniosła 93 541 123 km.
  • 13 czerwca 2006 – przelot w odległości około 102 000 km od planetoidy (132524) APL, o średnicy około 5 km, orbitującej dookoła Słońca między orbitami Marsa i Jowisza w pasie planetoid.
  • 28 lutego 2007 – przelot koło Jowisza celem przyspieszenia sondy przy wykorzystaniu asysty grawitacyjnej. Minięcie planety nastąpiło o godzinie 05:43:40 UTC w odległości 2 304 537 km (poza orbitą jowiszowego księżyca Kallisto). Podczas wykonywania tego manewru sonda została przyspieszona do maksymalnej prędkości podczas misji wynoszącej 22,85 km/s, czyli 82 260 km/h (jest to prędkość sondy względem Słońca[4]).
  • 25 września 2007 – dokonano korekty trajektorii sondy. O godzinie 20:04 na 15,37 s uruchomiony został silnik, co spowodowało przyrost prędkości o 2,37 m/s.
  • 8 czerwca 2008 – sonda z prędkością 18,26 km/s (65 736 km/h) minęła orbitę Saturna. Po 870 dniach lotu sondy odległość od Słońca wyniosła 10,06 j.a., czyli ponad 1,5 mld kilometrów. Sonda, po wzbudzeniu i serii testów została ponownie wyłączona, aż do momentu mijania orbity Urana w 2011.
  • 29 grudnia 2009 – sonda znalazła się bliżej Plutona niż Ziemi
  • 18 marca 2011 – minięcie przez sondę orbity Urana.
  • 10 lipca 2013 – wykonanie i przesłanie pierwszego zdjęcia Plutona i Charona.
  • 25 października 2013 - sonda znalazła się w odległości 5 AU od Plutona[5]
  • 24 sierpnia 2014 – minięcie przez sondę orbity Neptuna.

Wydarzenia planowane[edytuj | edytuj kod]

  • 12 kwietnia 2015 – rozpoczęcie operacji zbliżania do układu Plutona.
  • 14 lipca 2015 – przelot koło Plutona około godziny 11:59 (UTC) w odległości 11 096 km przy prędkości 13,780 km/s.
  • 14 lipca 2015 – przelot koło Charona około godziny 12:13 (UTC) w odległości 26 927 km przy prędkości 13,875 km/s.
  • 2016–2020 – badanie pasa Kuipera.

Sonda w kulturze[edytuj | edytuj kod]

Stworzono specjalny zestawu klocków Lego, z którego można złożyć model sondy[6].

Przypisy

  1. New Horizons Mission Guides (ang.). [dostęp 28.07.2008].
  2. Pluto mission lifts off after days of delay. MSNBC, 2006-01-26.
  3. Alan Stern: Happy 100th Birthday, Clyde Tombaugh. JHU Applied Physics Laboratory, 2006-02-03.
  4. Oficjalna strona misji - gdzie jest teraz New Horizons
  5. JHU/APL: On the Path to Pluto, 5 AU and Closing (ang.). JHU/APL, 2013-10-25. [dostęp 2013-11-25].
  6. JHU/APL: A Model Spacecraft (ang.). JHU/APL, 2013-12-13. [dostęp 2013-12-19].

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]