Художествено впечатление от космическия кораб New Horizons, минаващ покрай Плутон. Кредит на изображението: JHUAPL/SwRI. Кликнете, за да увеличите.
Ако всичко върви добре, първата мисия до най-отдалечената известна планета в нашата Слънчева система ще стартира в началото на 2006 г. и ще ни даде първите ни подробни изгледи на Плутон, неговата луна Харон и района на пояса на Кайпер, като същевременно завършва разузнаването от НАСА на всички планети в нашата Слънчева система.
„Отиваме на планета, на която никога досега не сме били“, каза д-р Алън Стърн, главен изследовател на мисията New Horizons до Плутон. „Това е като нещо от книгата на НАСА, като през 60-те и 70-те години с всички нови мисии, които се случваха тогава. Но това е изследване за нов век; това е нещо смело и различно. Това, че съм първата мисия до последната планета, наистина ме „разтърсва“. Има нещо специално в това да отидеш на нова граница, за
Плутон е толкова далеч (5 милиарда км или 3,1 милиарда мили, когато New Horizons го достигне), че нито един телескоп, дори космическият телескоп Хъбъл, не е успял да осигури добра снимка на планетата и затова Плутон е истински мистериозен свят . Съществуването на Плутон е известно едва от 75 години и продължава дебатът относно класифицирането му като планета, въпреки че повечето планетарни учени го класифицират в новия клас планети, наречени ледени джуджета. Плутон е голям свят от ледена скала, роден в зоната на пояса на Кайпер на нашата слънчева система. Нейната луна Харон е достатъчно голяма, че някои астрономи наричат двете двоична планета. Плутон претърпява сезонна промяна и има удължена и огромна 248-годишна орбита, която кара атмосферата на планетата да се разсейва циклично и да замръзва, но по-късно се попълва, когато планетата се върне по-близо до слънцето.
New Horizons ще предостави първия поглед отблизо на Плутон и околния регион. Космическият кораб с размер на роял ще картографира и анализира повърхността на Плутон и Харон, ще изучава избягащата атмосфера на Плутон, ще търси атмосфера около Харон и ще извършва подобни изследвания на един или повече обекти от пояса на Кайпер.
Космическият кораб, построен в лабораторията по приложна физика на Джон Хопкинс, в момента се тества полетни в Центъра за космически полети на Годард. Д-р Стърн планира мисия до Плутон от доста време, оцелявайки чрез различните потенциални мисии до външната слънчева система.
„Чувствам се много добре за мисията“, каза той в интервю от офиса си в Югозападния изследователски институт в Боулдър, Колорадо. „Работя по този проект от около 15 години и първите 10 години дори не можахме да го извадим от началните блокове. Сега не само успяхме да го финансираме, но и го изградихме и наистина очакваме с нетърпение да изпълним мисията скоро, ако всичко продължи да върви добре.'
От препятствията, които остават да бъдат изчистени преди изстрелването, едно е доста голямо. Системите на New Horizons се захранват от радиоизотопен термоелектричен генератор (RTG), където топлината, освободена от разпадането на радиоактивни материали, се превръща в енергия. Този тип енергийна система е от съществено значение за мисия, която отива далеч от Слънцето като New Horizons, където слънчевата енергия не е опция, но трябва да бъде одобрена както от НАСА, така и от Белия дом. 45-дневният период за обществено обсъждане приключи през април 2005 г., така че проектът сега чака окончателно официално одобрение. Междувременно екипите на мисията New Horizons се подготвят за стартиране.
„Все още имаме много работа пред нас“, каза Стърн. „Цялото това лято ние тестваме и проверяваме космическия кораб и компонентите, премахваме всички грешки и се уверяваме, че е готов за изстрелване и за полет. Това ще ни отведе през септември и през октомври се надяваме да докараме космическия кораб до Кейп.
Едномесечният прозорец за стартиране на New Horizons отваря на 11 януари 2006 г.
New Horizons ще бъде най-бързият космически кораб, стартиран някога. Ракетата-носител комбинира първа степен Atlas V, втора степен Centaur и трета степен на ракета с твърд твърд STAR 48B.
„Построихме най-малкия космически кораб, с който бихме могли да се разминем, който има всички неща, от които се нуждае: мощност, комуникация, компютри, научно оборудване и резервиране на всички системи, и го поставихме на възможно най-голямата ракета-носител“, каза Стърн. 'Тази комбинация е свирепа по отношение на скоростта, която достигаме в дълбокия космос.'
При най-добра скорост космическият кораб ще се движи с 50 км/секунда (36 мили/секунда), или еквивалент на 85 Маха.
Стърн сравнява ракетата Atlas с други ракети-носители. „Сатурн V отведе астронавтите на Аполо до Луната за 3 дни“, каза той. „Нашата ракета ще пренесе New Horizons покрай Луната за 9 часа. Отне на Касини 3 години, за да стигне до Юпитер, но New Horizons ще премине Юпитер само за 13 месеца.
Все пак ще са необходими 9 години и 5 месеца, за да прекосим огромната ни Слънчева система. Гравитационната помощ от Юпитер е от съществено значение за поддържане на датата на пристигане през 2015 г. Невъзможността да станете от земята рано в прозореца за стартиране би имала големи последици по-късно.
„Ние стартираме през януари 2006 г. и пристигаме в Плутон през юли 2015 г., най-добрият сценарий“, каза Стърн. „Ако не стартираме рано в прозореца за изстрелване, датата на пристигане се изплъзва, защото Юпитер няма да бъде в толкова добра позиция, за да ни даде добра гравитационна помощ.“
New Horizons има 18 дни, за да стартира през януари 2006 г., за да достигне до 2015 г. След това позицията на Юпитер се движи така, че за всеки 4 или 5 дни забавяне на изстрелването означава пристигане на Плутон година по-късно. До 14 февруари прозорецът се затваря за пристигане през 2020 г. New Horizons може да се опита да стартира отново в началото на 2007 г., но тогава най-добрият случай на пристигане е 2019 г.
New Horizons ще носи седем научни инструмента:
- Ралф: Основният имиджър с видими и инфрачервени възможности, който ще осигури цвят, композиция и термични карти на обектите от Плутон, Харон и пояса на Кайпер.
- Алис: Ултравиолетов спектрометър, способен да анализира структурата и състава на атмосферата на Плутон.
- REX: Радионаучен експеримент, който измерва състава на атмосферата и повърхностната температура с пасивен радиометър. REX също така измерва масите от обекти, покрай които лети New Horizons.
- LORRI: Устройството за разузнаване на дълги разстояния има телескопична камера, която ще картографира далечната страна на Плутон и ще предостави геоложки данни.
- PEPSSI: Научно изследване на спектрометъра за енергийни частици на Плутон, което ще измерва състава и плътността на йоните, излизащи от атмосферата на Плутон.
- SWAP: Слънчев вятър около Плутон, който ще измерва скоростта на бягство на атмосферата на Плутон и ще определи как слънчевият вятър влияе на Плутон.
- SDC: Студентският брояч на прах ще измерва количеството космически прах, което космическият кораб среща по време на пътуването. Този инструмент е проектиран и ще се управлява от студенти в Университета на Колорадо в Боулдър.
Стърн казва, че първата част от полета ще държи екипите на мисията заети, тъй като те трябва да проверят целия космически кораб и да извършат облитането на Юпитер на 13 месеца.
„Средните години ще бъдат дълги и вероятно — и да се надяваме — доста скучни“, каза той, но ще включва годишни проверки на космически кораб и инструменти, корекции на траекторията, калибриране на инструмента и репетиции като основната мисия. През последните три години от междупланетната круизна мисия екипите ще пишат, тестват и качват изключително подробния команден скрипт за срещата на Плутон/Харон, а мисията започва сериозно приблизително година преди космическият кораб да пристигне в Плутон, когато започва да снимайте региона.
Мисия до Плутон предстои дълго време и е популярна сред голямо разнообразие от хора. Децата изглежда имат афинитет към планетата с името на анимационния герой, докато Националната академия на науките класира мисията до Плутон като най-висок приоритет за това десетилетие. През 2002 г., когато изглеждаше, че НАСА ще трябва да отмени мисията до Плутон поради бюджетни причини, Планетарното общество, наред с други, лобираше силно пред Конгреса да запази мисията жива.
Стърн каза, че уебсайтът на мисията е получил над милион посещения през първия месец, в който е бил активен, и процентът на посещения не е намалял. Стърн пише месечна колона на уебсайта, http://pluto.jhuapl.edu , където можете да научите повече подробности за мисията и да се регистрирате, за да изпратите вашето име до Плутон заедно с космическия кораб.
Макар че Стърн разбираемо е развълнуван от тази мисия, той казва, че всеки шанс за изследване е страхотна възможност.
„Изследването винаги ни отваря очите“, каза той. „Никой не очакваше да открие речни долини на Марс, вулкан на Йо или реки на Титан. Какво мисля, че ще намерим в Плутон-Харон? Мисля, че ще намерим нещо прекрасно и очакваме да бъдем изненадани.'
