Yeni Ufuklar
organizasyon | NASA |
---|---|
inşaatçı | Uygulamalı Fizik Laboratuvarı ve SwRI |
programı | Yeni ufuklar |
Alan | Arasında Çalışma Plutonian sistemine ve Kuiper kuşağı |
Görev türü | genel bakış |
Durum | operasyonel |
Diğer isimler | Yeni Ufuklar Pluto Kuiper Kuşağı Flyby |
Başlatıcı | Atlas V -551 |
COSPAR tanımlayıcısı | 2006-001A |
gezegen koruması | Kategori II |
sitesi | pluto.jhuapl.edu |
Tasarımın başlangıcı | 2001 |
---|---|
Başlatmak | 19 Ocak 2006 |
Genel Bakış ait Joviyen sisteminin | 28 Şubat 2007 |
Plüton Sistemine Genel Bakış | 14 Temmuz 2015 |
(486958) 2014 MU 69'a Genel Bakış | 1 st Ocak 2019 |
Görevin sonu | 2025 civarında |
Lansman sırasında kitle | 478 kg |
---|---|
Kitle aletleri | 30 kg |
Ergöller | hidrazin |
itici kütle | 77 kg |
Δv | 400 m / s |
tutum kontrolü | 3 eksen stabilize |
Enerji kaynağı | Radyoizotop termoelektrik jeneratör |
Elektrik gücü | 255 watt |
Eğim | 2.23014 ° |
---|---|
eksantriklik | 1.41905 |
Alice | ultraviyole spektrometresi |
---|---|
Ralph / LEISA | Kızılötesi görüntüleme spektrometresi |
Ralph / MVIC | Renkli görüntüleyici |
LORRI | Yüksek çözünürlüklü görüntüleyici |
PEPSSI | Enerji parçacık dedektörü |
TAKAS | Güneş rüzgar analizörü |
REX | radyo bilimi |
SDC | Toz dedektörü |
Yeni Ufuklar ( " Yeni Ufuklar içinde"Fransızca) bir sonda olduğuAmerikanuzay ajansı (NASAasıl hedefi cüce gezegenin çalışmadır)Plütongerçekleştirildi ve uydular, mid-Temmuz 2015, daha sonra sonra hafif yörünge Değişiklikler,Kuiper kuşağındakibaşka bir beden olan Arrokoth'u keşfetmeyi başardıve muhtemelen başka bir (henüz keşfedilmemiş) inceleyebilirdi. Yeni Ufuklar ,Güneş Sistemi'ninbu bölgesini keşfedenilkuzay görevidir. Uzak olmaları nedeniyle, oradaki gök cisimleri hakkında çok az bilgimiz var, çünkü en iyi teleskoplarla zar zor görülebiliyorlar. Ancak bunların özelliklerininGüneş Sistemi'nin oluşumsüreci hakkında önemli bilgiler sağlaması muhtemeldir.
Uzay aracı New Horizons , bu bölgede, Dünya'dan ve güneşten çok uzakta, zorlu koşullarda çalışacak şekilde tasarlandı . Uzay aracının mimarisi ve görevin seyri, bu nedenle, bir radyoizotop termoelektrik jeneratörü ve güçlendirilmiş ısı yalıtımı , sınırlı telekomünikasyon verimi (1 kb / s ) ve süresini gerektiren düşük güneş ışığı seviyesini hesaba katar . kritik bileşenlerin yüksek güvenilirliğini gerektiren hedefine (dokuz yıldan fazla) geçiş. Yerleşik yedi bilimsel araç, görünür ışıkta ve kızılötesinde çalışan bir kamera , bir görüntüleme ultraviyole spektrometresi , telefoto lens ile donatılmış bir kamera , hedeflerin kimyasal bileşimini ölçmek için tasarlanmış iki spektrometre , bir radyo okültasyon deneyi ve bir hız sayacı içerir. gezegenler arası toz. Bunlar, taşan gök cisimlerinin jeolojisini , yüzey yapılarını, toprağın bileşimini ve sıcaklığını, yapısını ve atmosferinin bileşimini karakterize etmeyi mümkün kılmalıdır .
Uzay sondası fırlatıldı 19 Ocak 2006yüksek güçlü Atlas V- 551 roketi ile . Yeni Ufuklar Jüpiter üzerinde uçtu28 Şubat 2007, bu gezegenin yerçekimi yardımı sayesinde 4 km / s kazanmasına izin verdi . Jüpiter'in aşırı uçuşu, Jüpiter sistemi, özellikle atmosferi , uyduları ve manyetik alanı hakkında ilginç bilimsel gözlemler yaparken, aletleri kalibre etmeyi de mümkün kıldı . Yeni Ufuklar daha sonra, sondanın uyku moduna geçtiği Pluto'ya uzun geçişine başladı. o çıktı6 Aralık 2014 ve başladı ocak 2015 üzerinde uçarken Plüton'la ilgili gözlemleri 14 Temmuz 2015. Daha sonra geçti1 st Ocak 2019Arrokoth'a 3.500 km uzaklıkta , 2014 yılında yapılan astronomik gözlemlerin ardından keşfedilen Kuiper kuşağının küçük bir gövdesi .
Yeni Ufuklar misyonunun sonuçları, Plüton ve uyduları hakkındaki bilgileri tamamen değiştirdi. Jeoloji ile yüzeyin ve atmosferin bileşimi ile ilgili çok sayıda veri toplanmıştır. Mevcut varsayımların aksine, Plüton'un yaratılışından bu yana jeolojik olarak çok aktif kaldığını gösterdiler. Cüce gezegen, çeşitliliklerinde Mars gezegenininkilerle rekabet eden, özellikle zengin bir atmosfer fenomeni ve jeolojik oluşum yelpazesi sunar .
Plüton , gezegen en uzak güneş sisteminin - resmen indirgenen kadar cüce gezegen 2006 yılında - henüz hedeflerine dışında kaldıktan sonra Yeni Ufuklar misyon 2000 yılında kurulmuş yakın mesafeden okudu gerekiyordu 1970'lerde Voyager programı , 1990'larda Amerikan uzay ajansı ( NASA ) bünyesinde birkaç üst uçuş projesi geliştirildi , ancak hedeflerin uzaklığı nedeniyle yüksek maliyetleri, somut bir başarıya ulaşmalarına izin vermiyor. Bu on yıl boyunca, güneş sisteminin kenarında, Plüton'unkine benzer özelliklere sahip birçok cisim keşfettik. Kuiper kuşağını oluşturan bu transneptunian nesneler , Plüton'un keşfine yönelik bilimsel ilgiyi canlandırıyor. Son olarak, 2001'de NASA , onu yerinde incelemekten sorumlu Yeni Ufuklar adlı bir uzay sondasının geliştirilmesini finanse etmeyi kabul etti .
Güneş sisteminin gök cisimleri üç bölgeye ayrılır:
Plüton , katı bir yüzeye sahip buzlu cüce gezegenlerden oluşan, ancak esas olarak donmuş madde (su, azot, karbondioksit, metan ve karbon monoksit) ve kayalık malzemeden oluşan ikinci alt kümenin bir parçasıdır. Bu cüceler , Güneş'ten 50 astronomik birime (AU) kadar uzanan Kuiper Kuşağı'nı oluşturur . Plüton, Eris ile birlikte bu kuşağın bilinen en büyük nesnesidir .
Plüton 1930'da Amerikalı astronom Clyde Tombaugh tarafından keşfedildi ve o zamanlar güneş sistemindeki dokuzuncu gezegen olarak kabul ediliyordu . Keşfedildiği tarihte Plüton'un boyutunun Dünya'nınkine yakın olduğu tahmin ediliyor, ancak daha sonra gezegenin Ay'dan daha küçük olduğu keşfedildi. 1990'ların başına kadar, Plüton'un yörüngesinin ötesinde başka bir gök cismi keşfedilmedi. 1992'de ilk transneptunian nesne (TNO) gözlemlendi, ardından keşifler çoğaldı ve Yeni Ufuklar'ın (2006) piyasaya sürülme tarihinde 1.000'den fazla ceset ve 100.000'den fazla kişinin varlığı keşfedildi. 30 ile 50 au arasında bir yörüngede dolaşan 100 km'den daha büyük bir çap öngörülmüştü. Keşfedilen transneptün nesnelerinin özellikleri (Güneş'ten uzaklık, önemli eğim, bileşim, Neptün ile rezonans, çift sistemlerin frekansı ), Plüton'u karakteristik bir TNO yapar. Bu keşifler nedeniyle, güneş sistemindeki potansiyel gezegenlerin çoğalmasıyla karşı karşıya kalan, astronomi alanındaki resmi sınıflandırma kuruluşu ( Uluslararası Astronomi Birliği ), 2006 yılında 'gezegen: bu gezegen' tanımına ek bir kriter ekledi. yörünge mahallesindeki yerini temizlemiş olmalı. Amerikan bilim camiasının güçlü muhalefetine rağmen , gezegen statüsünü kaybeden ve bir cüce gezegen olarak yeniden sınıflandırılan Plüton'da (diğer transneptün cisimleri gibi) durum böyle değil, çünkü o bir Amerikalı tarafından keşfedilen tek gezegendi. Transneptunian nesneler kuşkusuz gezegenimsi nesnelerdir , yani oluşum süreci güneş sisteminin doğumundan kısa bir süre sonra gerçekleşen gaz devi gezegenlerin yer değiştirmesiyle kesintiye uğrayan gezegen embriyolarıdır.
Plüton'un ÖzellikleriEksantrikliği nedeniyle Plüton, Güneş'ten yaklaşık 4,4 ila 7,4 milyar kilometre arasında salınan bir mesafede, 248 Dünya yılında Güneş'in yörüngesinde döner. İçindetemmuz 2015, Plüton Dünya'dan yaklaşık 4.77 milyar km uzaklıkta, Dünya-Güneş mesafesinin 32 katıdır. Eğim için ekliptikten , 17 derece , güneş sistemindeki gezegenlerin çok daha yüksektir. Plüton 1989'dan beri Güneş'ten uzaklaşıyor ve 1979'dan 1999'a kadar Neptün'ün yörüngesinde dolaştı.
Uçmadan önce yaklaşık 2380 km olarak tahmin edilen Plüton'un çapı, Ay'ınkinden (3474 km ) önemli ölçüde daha küçüktür . Mesafe ve küçük boyut, Mars gezegeninin %1'inden daha az görünen bir çapa sahip cüce gezegeni Dünya'dan incelemeyi çok zor hale getirmek için bir araya geliyor . Gezegen, ana uydusu Charon ile eşzamanlı olarak 6.4 günde kendi kendine dönüyor , böylece ona her zaman aynı yüzü sunuyor. Güneş sisteminde (Uranüs dışında) çok alışılmadık bir şekilde, dönme ekseni göksel kuzeyden 118 ° eğilir . Ortalama yüzey sıcaklığı yaklaşık -233 °C'dir . Dünya'dan yapılan spektrometrik gözlemler, Plüton'un yüzeyinin esas olarak nitrojen , karbon monoksit , metan ve etan buzuyla kaplı olduğunu belirledi . Güneş sistemindeki tüm gezegenlerin en zıt olan aydınlık ve karanlık alanları sunar. Plüton, güneş sistemindeki algılanabilir bir atmosfere sahip çok az sayıdaki cisimlerden biridir. Bu çok incedir (Dünya'nınkinden 50.000 kat daha az yoğun ve Mars'ınkinden 300 kat daha az yoğundur) ve eser miktarda metan, karbon monoksit ve daha ağır hidrokarbonlarla birlikte esas olarak nitrojenden oluşur . Bu atmosfer, yörüngenin eksantrikliği ve dönme ekseninin eğimi nedeniyle önemli değişikliklere uğrar. Plüton'un yüzeyindeki yerçekimi, Dünya'nınkinin %6'sına eşittir. Gezegenimizin yoğunluğu yaklaşık 2 olarak tahmin Pluto% 35 buz ve% 65 kaya malzemesinin oluştuğunu gösterir.
Hubble Uzay Teleskobu'ndan yapılan gözlemlere dayanan Plüton Haritası
Plüton ve Charon, Dünya ve Ay'a kıyasla.
En büyük transneptün nesnelerinden sekizi.
Yeni Ufuklar uçuşundan önce Plüton'un beş doğal uydusu biliniyor. Hepsinin neredeyse dairesel bir yörüngesi vardır ( 0,006'dan az eksantriklik ) ve pratik olarak Plüton'un ekvator düzleminde bulunur ( eğim 1 ° 'den az):
Vücut | keşif yılı | Çap | kitle | Yoğunluk | Yerçekimi // Dünya | yörünge yarıçapı | Yörünge dönemi | Diğer özellikler |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Plüton | 1930 | 2.368 km | 1,3 x 10 22 kg | 1.8 - 2.1 | 0.07 | 29,7 AU (4,7 milyar km) ile 39,5 AU (Güneş çevresinde) arasında |
248 yıl | Yüzey sıcaklığı: -218 °C ile -238 °C arası Atmosfer: nitrojen, metan, karbon monoksit Yüzey: nitrojen, su, metan, donmuş karbon monoksit |
Charon | 1978 | 1.207 km | 0.15 x 10 22 kg | 1.66 | - | 17.500 km | 6.9 gün | Tespit edilebilir atmosfer yok Yüzey: su buzu |
Styx | 2012 | 4 ila 14 km | - | 42.656 km | 20.2 gün | |||
Nix | 2005 | 56 × 26 km | - | 48.694 km | 24.9 gün | |||
Kerberos | 2011 | 15 km | - | 57.783 km | 32.2 gün | |||
hidra | 2005 | 58 × 34 km | - | 64.738 km | 38,2 gün |
Neptün'ün 1989'da Amerikan uzay sondası Voyager 2 tarafından geçişinden sonra , Plüton güneş sistemindeki (o zamanlar bir cüce gezegen olarak yeniden sınıflandırılmamıştı ) bir makine uzaysal tarafından yerinde incelenmemiş son gezegendir . Uzaklığı (2015'te Plüton, Dünya'dan yaklaşık 35 AU uzaklıkta, Satürn'den üç kat daha uzaktadır ) ve ekliptik düzlemine (17 °) göre eğimi nedeniyle , Plüton ulaşılması zor bir varış noktasıdır. Voyager programından sonraki yirmi yıl boyunca, Amerikan uzay ajansının ( NASA ) birkaç projesi geliştirildi ve ardından iptal edildi.
Gezegen Büyük TuruPlüton'un ilk keşif projesi , ikisi Jüpiter , Satürn ve Plüton yönünde olan dört sondanın gönderilmesini sağlayan Gezegensel Büyük Tur programıydı . Ancak NASA'nın bütçe kısıtlamalarını takiben , ikincisi kopyasını gözden geçirmek ve yalnızca iki sonda göndermek zorunda kaldı: Voyager 1 ve 2 . Pluto görevinden vazgeçildi çünkü Jet Propulsion Laboratory (JPL), gezegensel konfigürasyon nedeniyle bir uzay sondasını aynı anda Uranüs , Neptün ve Plüton'a yönlendiremedi. Voyager 1, Pluto'yu keşfetmeye gidebilirdi, ancak Satürn'ün ana uydusu Titan üzerinden daha uzak bir mesafede uçmayı kabul etmek gerekliydi.
Pluto-350 ve Mariner Mark II1990'ların başında, NASA, belirli bir bilimsel baskı ve Kuiper kuşağıyla ilgili (o zamanlar henüz keşfedilmemiş) ilk ipuçlarıyla motive oldu, Plüton üzerinde uçma görevi tasarlamaktan sorumlu bir çalışma grubu kurdu. Pluto-350 adı verilen bu çalışmanın sonucu 1990 yılında yayınlandı. Seçilen amaç, Pluto ve Charon'un ilk keşfine izin vererek azaltılmış bir yük göndermektir. Ortaya çıkan uzay aracının kütlesi 350 kg ve enerjisi için bir radyoizotop termoelektrik jeneratörü var . Bilimsel enstrümantasyon, toplam kütlesi Voyager problarınınkinin yarısından daha az olan 4 enstrümandan oluşur. Pluto-350'nin 1999'da bir Delta II roketi ile fırlatılması ve Dünya ve Venüs'ten birkaç yerçekimi yardımının ardından Jüpiter'in 2015'te Plüton'a ulaşması bekleniyor. Bu çalışmadan kısa bir süre sonra NASA, çok daha ağır bir görevin çalışmasına başladı. Mariner Mark II platformu , başka yerde Cassini-Huygens misyonu için geliştirdi. Bu yeni proje, çok daha büyük bir bilimsel yükün yanı sıra, Plüton'un üstten uçuş sırasında görünmez tarafını incelemekten sorumlu, fırlatılabilir bir cihaz taşımayı mümkün kılıyor . NASA bilimsel çalışma grubu, özellikleri hazırlanan bu projeye yüksek öncelik vermeye karar verdi. Ancak zorlaşan bir bütçe bağlamında, çalışma grubu nihayet 1992'de Pluto-350 projesinin geliştirilmesini seçti.
Pluto Fast Flyby ve Pluto Kuiper ExpressAncak 1992'de, yeni NASA doktrininin uygulanmasında, " daha hızlı, daha iyi, daha ucuz ", rakip bir proje olan Pluto Fast Flyby (PFF), NASA'nın JPL merkezinden mühendisler ve California Institute of Technology'den öğrenciler tarafından önerildi . . Çok yüksek bir ilk seyir hızına (önceki on beş yıllık projeler yerine yedi ila sekiz yıl sonra Plüton'un üst uçuşu) ulaşmak için radikal kavramlar kullanır, düşük maliyetli bir zarfta, fırlatıcı dahil 500 milyon ABD dolarından daha az. Amaç, 7 kg bilimsel enstrümantasyon da dahil olmak üzere , her biri 50 kg'dan daha hafif iki uzay aracı geliştirmektir . Lansman 2004 için planlanıyor, ancak önemli zorluklarla karşılaşıyor: 140 kg'a kadar çıkan kütle artışı ve fırlatıcının fiyatı da dahil olmak üzere yeni bir kuralla ilgili maliyetler: planlanan fırlatıcı Titan IV, 800 milyon ABD Doları faturalandırıldı, başlangıçta planlanan bütçeyi havaya uçurdu. 1994-1995 yıllarında, maliyetleri azaltmak için projede çeşitli değişiklikler yapıldı - iki uzay aracından birinin kaldırılması, Rusya veya ESA ile işbirliği, hafif bir fırlatıcı kullanılması - herhangi bir uygulanabilir çözüm ortaya çıkmadan. Proje yine de bir dizi minyatür enstrüman geliştirmek için kullanılıyor: spektrometre, kameralar, plazma çalışma cihazları. 1990'ların ortalarında, bilim camiasının yeni keşfedilen Kuiper kuşağına artan ilgisi, NASA'nın JPL'den hedeflerdeki ünlü kuşağın keşfi de dahil olmak üzere PFF projesini gözden geçirmesini istemesine neden oldu. Pluto Kuiper Express (PKE) olarak adlandırılan yeniden tasarlanan görev, 9 kg bilimsel enstrümantasyon dahil 175 kg'lık bir uzay aracının fırlatılmasını öngörüyor , ancak 1996'nın sonunda proje NASA yöneticisi Daniel Goldin tarafından pratik olarak durduruldu . . Ancak 1999'da bilim camiasının baskısı altında, bilimsel araçların seçim prosedürü nihayet başlatıldı. Ama içindeEylül 2000, NASA projeyi durdurmaya karar verdi ve kararını şu anda 1 milyar ABD dolarının üzerinde olan projenin çok yüksek maliyetiyle haklı çıkardı.
2000'lerin başında, Ulusal Araştırma Konseyi (NRC) raporu, Plüton ve Kuiper Kuşağı'nı güneş sisteminin keşfi için öncelikli bir hedef haline getirdi . Yine bilim topluluğu ve kamuoyu tarafından talep edilen NASA yetkilileri, 2000 yılının sonunda Plüton üzerinde uçma görevi için bir teklif çağrısı başlatmaya karar verdiler. Spesifikasyonlar NASA tarafından sağlanmıştır.Ocak 2001, ve yanıtlar başlangıçta bekleniyor Nisan 2001. Bu, Discovery programının çok daha mütevazı misyonları için yürütülenler gibi, yönü bilimsel bir yöneticiye emanet edilen dış gezegenlere yapılan ilk görevdir . Özellikler bir kullanılmasını gerektiren Atlas V veya Delta IV başlatıcı ve termoelektrik jeneratörler Radyoizotopik , yedek parça Cassini-Huygens programı , ABD $ (ikincisi modeli daha sağlayan 50 milyon ila 90 arasında bir maliyetle, hazır enerji). Toplam maliyet 506 milyon ABD Doları (2001) ile sınırlıdır. Bu, NASA'nın orta maliyetli güneş sistemi keşif misyonları için yeni oluşturduğu New Frontiers programındaki ilk görevdir.
seçimNASA'nın JPL Merkezi'nden ikisi de dahil olmak üzere, teklif çağrısına yanıt vermek için beş ekip çalışıyor. Ekip, Yeni Ufuklar'ı öneriyor , proje yöneticisi ve Güneybatı Araştırma Enstitüsü (SwRI) Enstitüsü üyesi Alan Stern , daha önce birkaç bilimsel uzay aracı inşa etmiş olan Johns Hopkins'in diğer bilim adamları ve laboratuvar SwRI APL'si etrafında inşa edildi. Vaftiz adı korunan Yeni Ufuklar (Fransızca'da yeni ufuklar), hem Kuiper kuşağının keşifleriyle bağlantılı bilimsel perspektiflere hem de gelecekteki misyon tarafından başlatılan Yeni Sınırlar programının çalışma biçimine atıfta bulunur . Yeni Ufuklar ile ilgili ilk çalışma, 2000 yılının sonunda, Pluto Kuiper Express programının terk edilmesinden kısa bir süre sonra başladı . APL laboratuvarından bir ekip, daha önce nihai hale getirilmekte olan NEAR misyonunun geliştirilmesine atanmış , gerçekçi bir uygulama planının tanımlanmasından ve aynı zamanda görevin tasarımını çizmekten sorumludur. Ekip, Plüton'un keşfi için bugüne kadar yapılan birçok çalışmanın somut bir projeye yol açması umuduyla oluşturuldu. Haziran ayında resmileştirilen ilk seçim, finalistler POSSE ( Pluto Outer Solar System Explorer ), bir JPL projesi ve New Horizons olarak belirlendi. İkincisi, NASA tarafından19 Kasım 2001.
Uzay sondasının geliştirilmesiYaklaşık 2.500 kişilik bir işgücünü harekete geçiren Yeni Ufuklar'ın gelişimi, birçok iniş ve çıkış yaşadı. Karşılaşılan ana zorluk , uzay sondasına enerji sağlamak için gerekli olan plütonyum 238 üretimi ile ilgilidir . Bu, ilk planlara göre, kalkışta 285 watt ve Pluto üzerinden uçuş sırasında 225 watt sağlamaktı. Üretimden sorumlu Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nın karşılaştığı zorlukların ardından , üst uçuşlar sırasında planlanan güç 190 W'a düşüyor . Sonunda bu değer, aletleri planlandığı gibi çalıştırmak için yeterli olan 200 watt olarak yeniden değerlendirilir. Tasarım aşamasında uzay sondasının kütlesi 50 kg artar ve ilk ağırlığa geri dönmek için çeşitli önlemler alınmalıdır: büyük kazançlı antenin çapı 3'ten 2,1 metreye düşürülür ve üçgen platformun açıları kırpılır. Fareyle üzerine gelme sırasında daha fazla veri toplanmasına izin vermek için yığın belleğin boyutu artırılır. Düşük kütle yıldız manzaraları görev için geliştirilen, ağır mevcut ekipman için, bağlı geliştirme zorluklar vazgeçilmelidir. NASA Education and Public Outreach'in popüler bilim programının bir parçası olarak bir grup öğrenci tarafından geliştirilen SDC ( Student Dust Counter ) aracı , faydalı yüke eklendi. Son olarak, başlatma sırasında PEPSSI, SWAP ve LORRI cihazlarının optik kısmını korumak için kepenkler eklenir. Geliştirme aşamasında ve kısmen görev perspektifinde, gökbilimciler Plüton sistemi hakkındaki gözlemlerini çoğaltır ve birçok keşif yapılır. Plüton ve Charon atmosferinin yapısı hakkındaki bilgiler büyük ölçüde değiştirildi ve 2005 yılında Nix ve Hydra da dahil olmak üzere Plüton'un yeni uyduları keşfedildi. Kuiper kuşağında Plüton'unkine yakın büyüklükte birkaç gök cismi keşfedildi.
1990'larda Kuiper kuşağının keşfi , güneş sistemi algımızı derinden değiştirdi . Ancak Hubble gibi en güçlü teleskoplar bile, içinde yaşayan transneptün cisimleri hakkında ayrıntılı gözlemler yapamamakta ve bu nedenle kesin özelliklerini bilmelerine izin vermemekte, bunlar güneş sisteminin oluşumu hakkında önemli ipuçları sağlayabilir. . Kuiper kuşağı gerçekten de bileşimi gezegen oluşum sürecinin bir ara aşamasındaki maddenin durumunu yansıtan cisimlere ev sahipliği yapmaktadır. İkincisi, ilk yüz milyonlarca yıl boyunca gaz devi gezegenlerin yörüngesindeki değişikliklerin neden olduğu çalkantıların ardından Kuiper kuşağında durdu.
plüton sistemiPlüton ve uydusu Charon, daha fazla çalışmayı garanti eden birçok özgün özelliğe sahiptir:
Yeni Ufuklar misyonunun amaçları, bilimsel topluluk tarafından belirlenen ve yukarıda sıralanan araştırma hatlarına yanıt vermeyi amaçlar. Jüpiter sistemiyle ilgili olanların dışında, ayrıntılı hedefler üç gruba ayrılabilir:
Plüton sisteminde gerçekleştirilen ölçümler, kökeni, cüce gezegenin yüzeyinde işleyen süreçler, uçucu maddelerin taşınma döngüsü ve atmosferinin enerjik ve kimyasal özellikleri hakkındaki bilgileri geliştirecektir. Daha genel olarak, bu gözlemler, dev çarpmaların oluşturduğu gök cisimleri (Dünya-Ay birleşimi gibi), güneş sisteminin sınırlarında bulunan cisimler (kuyruklu yıldızlar, buzlu cüce gezegenler), gezegenler ve buharla karakterize edilen aylar hakkında anlayış unsurları sağlayacaktır. dengedeki basınç ( Triton ve Mars gibi ) ve metan ve azotun hakim olduğu bir atmosfere sahip diğer gök cisimleri ( Titan , Triton ve erken Dünya gibi ).
Görevin seyri ve Yeni Ufuklar'ın özellikleri, büyük ölçüde Plüton'un belirli özelliklerine bağlı birçok kısıtlama tarafından belirlendi: 2020'den önce cüce gezegenin atmosferinin ortadan kalkması, daha önce emsali olmayan hızı artırma ihtiyacı. Güneş sisteminin bu uçlarına, düşük güneş ışığı seviyesine ve bu mesafedeki düşük telekomünikasyon hızına ulaşabilmesi için uzay sondası.
Plüton, güçlü bir eksantriklik ile 248 yıllık bir yörüngede dolaşıyor . Güneş'e uzaklığı 29.7 ile 49.4 AU arasında değişmektedir . Ekliptik ile ilgili yörünge düzleminin eğimi, sekiz gezegeninkinden çok daha büyük olan 17 ° 'ye ulaşır. Cüce gezegen 1989'da Güneş'e daha yakın geçti ve şimdi ondan uzaklaşıyor. Bilim adamları, görevin tasarımı sırasında, Güneş'ten kademeli olarak uzaklığı ve eğimi nedeniyle 2020 civarında Plüton'un atmosferinin yerde yoğunlaşacağını tahmin ediyorlardı. Bu nedenle Plüton'un üst uçuşunun bu tarihten önce gerçekleşmesi gerekiyordu.
2013 yılında, uzay sondasının fırlatılmasından çok sonra, gezegenin yıldızlarla örtülmesini tekrar tekrar gözlemleyerek gerçekleştirilen Plüton'un atmosferine ilişkin bir çalışmanın sonuçları, 2020'de atmosferin yok olmasının tamamen yanlış bir varsayım olduğunu kanıtladı. Hatta raporun yayınlandığı yılı yoğunlaştırdı.
Plüton'a bir görev göndermek, güneş sistemindeki sekiz gezegene fırlatmaktan daha fazla enerji gerektirir. Plüton, güneş sisteminin uç noktalarında yer alıyor ve Yeni Ufuklar'ın ona birkaç on yıl almadan ulaşması için, ona hiçbir fırlatıcının ulaşamadığı bir hız vermek gerekiyor . Seçilen konfigürasyonda fırlatıldığında 45 km/s olan uzay sondasının güneş merkezli hızı (Güneş'e göre) Jüpiter seviyesinde 19 km/s'ye , ardından Plüton seviyesinde 10 km/s'ye düşüyor. , herhangi bir ara manevra gerçekleştirilmezse. Görev tasarımcıları , seçilen senaryoda 5 km / s kazanmayı mümkün kılan yerçekimi yardımı tekniğini kullanarak dolaylı bir yörünge seçtiler. Yerçekimi yardımı, bir gezegenin çok hassas koşullar altında gerçekleştirilen alçak irtifa üzerinden geçişi sayesinde, bir uzay sondasının yönünü değiştirirken hızını artırmasına olanak tanır. Bir veya daha fazla gezegenin yerçekimi yardımını birleştirerek çeşitli senaryolar üzerinde çalışıldı: Jüpiter'in basit geçişi (yörünge JGA), Dünya'nın ardından Jüpiter'in üst geçişi, Venüs'ün iki üst geçişi ve ardından Dünya ve Jüpiter'in geçişi. Birden fazla uçuş içeren yörüngeler, gereken fırlatıcının gücünü ve dolayısıyla görevin maliyetini azaltmayı mümkün kılar, ancak Pluto'ya geçiş süresini uzatma dezavantajına sahiptir. Bir yerçekimi yardım manevrasının gerçekleşebilmesi için, üzerinden uçularak geçen gezegenin belirli konumlarda bulunması gerekir. En verimli olduğu için nihayet seçilen JGA yörüngesi için, başlatma penceresi her on üç ayda bir açılır. Görevin zamanlama kısıtlamaları göz önüne alındığında, iki fırlatma fırsatı belirlendi: Aralık 2004Jüpiter'in özellikle etkili yardımı ile karakterize edilir ve ocak 2006. 2004 lansman penceresi, projedeki gecikme nedeniyle korunmayacaktır.
Uzay sondasının nispeten küçük kütlesi (478 kg ), doğrudan fırlatıcının Yeni Ufuklar'da yazdırması gereken hızdan kaynaklanmaktadır . Kullanılan roket ağır en güçlü versiyonu olmasına rağmen Atlas V başlatıcısı , bir yıldız 48 B tipi katı yakıtlı sahne hızı artırılabilir sağlayan 4.1 km / s , istenilen hıza ulaşmak izin eklenecek vardı.
New Horizons , Plüton üzerinde 13,7 km/s hızla uçacaktı. Bu koşullar altında, uzay sondasını cüce gezegenin yörüngesine yerleştirmek mümkün değildi, çünkü bu, hızı yeterince azaltmak için kendi itiş gücünü kullanarak gelmesi içinbirkaç ton itici gazın eklenmesini gerektirecekti. Yoğun bir atmosferin olmaması dabu amacı yerine getirmek için hava frenini düşünmeyi imkansız hale getirdi.
Plüton, Güneş'ten 28 astronomik birime en yakın konumdadır ve bu mesafeden alınan güneş enerjisi , Dünya yörüngesinde alınanın binde biridir . Plütonyum dioksit peletlerinin radyoaktif bozunmasıyla üretilen ısıyı kullanan bir radyoizotop termoelektrik jeneratörünün kullanılması 238 ( 238 PuO 2 ) ), Pluto üzerinde uçarken sondaya enerji sağlamak için mevcut tek çözümdür. Ağırlık tahmini dahilinde kalmak için, probun yalnızca 200 watt sağlayan tek bir RTG'si vardır. Bu nedenle, verimli ısı yalıtımı gerektiren minimum bir sıcaklığı korumak için gerekli elektrik tüketimini sınırlamak ve çok düşük tüketimli cihazlar tasarlamak veya seçmek gereklidir . Plüton'un yörüngesinde, Dünya ile gidiş-dönüş iletişim yaklaşık 9 saat sürer; bu nedenle sonda, Plüton'un üzerinden uçarken tamamen özerk olmak zorundaydı. Dünya'dan bu kadar uzaktaki düşük telekomünikasyon hızı göz önüne alındığında , Yeni Ufuklar , uçuş sırasında toplanan tüm bilimsel verileri depolayabilmeli ve aktarımlarının birkaç ay süreceğini hesaba katmalıydı.
Yeni Ufuklar'ın özelliklerinin Cassini-Huygens uzay sondasının özellikleriyle karşılaştırılması - aynı zamanda çok uzak olan Satürn sistemini araştıran çok pahalı bir proje - görevin kısıtlamalarını ve mimari seçimlerini göstermeyi mümkün kılıyor:
Özellik | Cassini Huygens | Yeni ufuklar | Yorum Yap |
---|---|---|---|
Görevin maliyeti | 3,26 milyar ABD Doları | 0,7 milyar ABD Doları | Amiral Gemisi görevleri ve Discovery arasında makul bir maliyetle görev . |
Lansmanda güneş merkezli hız | 40 km / s | 45 km / s | Makul bir zaman çerçevesinde Plüton'a ulaşmak için yüksek başlangıç hızı. |
kitle | 5712 kg 3.627 dahil kg iticilerin | 77 kg itici gaz dahil 478 kg | Cassini'ye kıyasla azaltılmış kütle, çünkü kalkışta 5 km / s kazanmak için, başlangıçta mevcut olan maksimum ağırlığın %80'inden fazlasını itme gücünden feda etmek gerekir. |
Mevcut güç | 885 watt | 190 watt | Enerji üretimini sağlamak zorunda olan radyoizotop termoelektrik jeneratörlerin kütlesi ve maliyeti nedeniyle çok az enerji mevcuttur . Prob daha sonra bu jeneratörlerden sadece birine sahiptir ve düşük güçtedir. Ek olarak, yeterli bir sıcaklığı korumak için alınan enerjinin payı, Güneş'e olan uzaklığı nedeniyle Plüton'da önemlidir (Plüton'un zeminindeki ortalama sıcaklığın -223 ° C olduğu tahmin edilmektedir ). Mevcut küçük miktardaki enerji, Pluto seviyesinde, veriler Dünya'ya iletildiğinde aletleri durdurmayı gerektirir. |
Misyon | Satürn'ün etrafında yörünge | Plüton üzerinde uçuş | Cüce gezegenin azaltılmış kütlesi (dolayısıyla çok zayıf yerçekimi alanı) ve kütle kısıtlaması nedeniyle Yeni Ufuklar'ın sınırlı yakıt taşıma kapasitesi nedeniyle Plüton'un yörüngesine sokulması imkansızdır. |
yük | 18 enstrüman
(> 400 kg ) |
6 alet (30 kg ) | Maliyet ve kütle kısıtlamaları tarafından dayatılan sonuç. Ek olarak, mevcut enerji miktarı sadece sınırlı sayıda enstrümanın tedarik edilmesini mümkün kılar. |
Anten | yönlendirilemez | yönlendirilemez | Uzay sondası hem veri toplayamaz hem de Dünya'ya iletemez. Sonuç olarak, tek vurgulu faz sırasında (Cassini'den farklı olarak), veri toplama yığın belleğin boyutu (8 gigabayt ) ile sınırlıdır . Geçiş tamamlanana ve veriler toplanana kadar veriler Dünya'ya aktarılmaz. |
Yerinde telekomünikasyon hızı | 166 kilobit , saniyede | saniyede 1 kilobit | Pluto'dan uzaklığı ve antenin boyutu nedeniyle çok düşük akış (kütle nedeniyle çap iki kat daha küçük). Bu hız göz önüne alındığında, uçuş sırasında toplanan tüm verilerin aktarılması yaklaşık dokuz ay sürer. |
tutum kontrolü | Reaksiyon çarkları | Mikro iticiler | Reaksiyon çarklarının ortadan kaldırılması ağırlıktan tasarruf sağlar, ancak seçilen çözüm yenilenemeyen itici gazları tüketir. Aniden, Cassini'den farklı olarak, uzay sondası yakıttan tasarruf etmek için varsayılan olarak dönüş (" omurga ") ile dengelenir . |
yerçekimi yardımı | Venüs (2 kez), Dünya, Jüpiter | Jüpiter | |
Satürn seviyesine gecikmeli varış | 7 yıl | 2,5 yıl (Plüton 9,5 yıl) |
Yeni Ufuklar , NASA'nın 700 milyon dolardan daha az maliyetli uzay sondaları ile güneş sistemindeki gezegenlerin derinlemesine bilimsel araştırmasını gerçekleştirmeyi amaçlayan New Frontiers programınınilk görevidir.görevleri Keşif programı ve amiral gemisi misyonları Flagship program hangi Mars Bilim Laboratuarı takılır.
Son haziran 2016, Yeni Ufuklar'ın birincil görevi sona eriyor: NASA, görevin 2014 üst geçidi MU 69'a kadar uzatılması için bütçenin yayınlandığını duyurdu . NASA tarafından yılda 14,7 milyon dolarlık bir bütçe uzatımı sağlanıyor. 2021'de lansman dahil toplam maliyet 1 milyar doları aşıyor.
New Horizons , kalın bir üçgen şeklinde ve bir piyano boyutunda kompakt bir sondadır. Üçgenin noktalarından birinesilindir şeklindebir termoelektrik radyoizotop jeneratörü sabitlenirken, üst yüzündeDünya ile bağlantıyı sağlayan 2,1 metre çapındabüyük parabolik anten bulunur. Bu uzantılar olmadan, sondanın maksimum boyutları 0,7 metre kalınlık için 2,1 metreye 2,7 metredir. Fırlatıcı üzerindeki bağlantı noktasından anteninin tepesine kadar yüksekliği 2,2 metredir. Bu kütle 478 olduğu kg 77 de dahil olmak üzere, kg arasında hidrazin iticileri tarafından ve 30 kg bilimsel enstrümantasyon.
Probun yapısı, fırlatma sırasında ana gerilimleri destekleyen merkezi bir alüminyum silindirin etrafına inşa edilmiştir . Uçlarından birinde, sondayı rokete sabitleyen adaptör bulunur . Paneller petek alüminyum, çeşitli cihaz ve aletlere klipslenir, silindire ve radyoizotop termoelektrik jeneratöre sabitlenir . Probun iticilerinin kullandığı itici gazın bulunduğu tank bu silindirin içinde yer almaktadır.
Sonda, mevcut güneş enerjisi miktarının çok düşük olduğu güneş sisteminin sınırlarına gitmesi gerektiğinden, geleneksel güneş panelleri ile elektrik üretimi sağlanamaz . GPHS-RTG tipi bir radyoizotop termoelektrik jeneratörü bu nedenle gemide. Bu tarafından sağlanan ısı içine elektrik dönüştürür radyoaktif bozunma 10.9 kg arasında dioksit plütonyum-238 238 puo 2 : 2015 yılında bu jeneratörün hala 190 W sağlayacağı tahmin ediliyordu. Jeneratörü içeren silindir üçgenin köşelerinden birine sabitlenmiştir. Parabolik anten 2.1 bir çapı olan, m ile iletişim için kullanılır, Dünya , üçgenin bir tarafında sabitlenmiştir.
Bu jeneratör için mevcut olan küçük kütle ve genel olarak RTG'lerin yüksek maliyeti nedeniyle, bu sadece nispeten düşük güçtedir. Ayrıca, büyük ölçüde sondayı ısıtmak için kullanılır, çünkü alanı Pluto seviyesinde ısıtmadan soğuk, aletleri tamamen çalışmaz hale getirecektir. Bu nedenle birçok alete güç sağlayamaz ve anten radyo iletimleri için Dünya'ya doğrultulduğunda, mevcut enerjinin olmaması, ölçüm aletlerine giden güç kaynağının kesilmesi gerektiği anlamına gelir.
New Horizons , yönünü kontroletmek için reaksiyon çarklarını kullanmak için yeterli enerjiye sahip değil. Bu nedenle bu, hidrazin yakan itici gazlar aracılığıyla yönetilir. Yıldızlara göre sabit yönünü korumak için yakıt tüketmekten kaçınmak için, uzay sondası aktif olmadığında, antenlerinden geçen bir eksen etrafında dakikada 5 devir hızında dönmeye devam ediyor. Öte yandan, Yeni Ufuklar manevra yaptığında, araçlarını kullandığında, bilgi ilettiğinde veya Dünya'dan veri aldığında, sondanın dönüşü durdurulur ve yönü, faaliyetine bağlı bir işaret ile sabit kalır. Yeni Ufuklar'ın bilimsel araçları ve ana anteni,bazı sondaların aksine, esas olarak bu kadar uzun süreli bir görevde ortaya çıkabilecek olası bir mekanik problemin risklerini sınırlamak için tek tek yönlendirilemez. Bu nedenle, antenleri Dünya'ya veya bilimsel araçları hedeflerine doğru yöneltebilmek için tüm sondanın yönelimini değiştirmek, aynı zamanda tüm sondalarda olduğu gibi, seçilen yönelimden sapmaları düzeltmek için de gereklidir. veya herhangi bir rota değiştirme manevrası yapmadan önce. Prob, gökyüzünün saniyede 10 kez geniş açılı görüntüsünü alan küçük kameralar olan yıldız sensörlerini kullanarak yönünü belirler. Bu, 3.000 yıldızı listeleyen bellekte saklanan ve sondanın bilgisayarının yönünü belirlemesini sağlayan bir gökyüzü haritasıyla karşılaştırılır. Bu bilgi, bir atalet birimi tarafından saniyede 100 kez taranan hız değişimleriyle tamamlanır. Gerekirse oryantasyon kontrol sistemi, bu oryantasyonu düzeltmek veya değiştirmek için küçük roket motorlarını kullanır. Yıldız sensörleri artık yönü belirleyemiyorsa, Güneş'in konumunu belirleyen güneş sensörleri devreye girer.
Yeni Ufuklar için mevcut olan itici güç , hızlanmaya veya frenlemeye hizmet etmez: gerçekten de, Atlas V roketi tarafından yörüngesinde fırlatıldığında , sondanın sırasıyla Jüpiter, ardından Plüton ve son olarak da muhtemelen diğer nesneler üzerinde uçmak için yörünge düzeltmeleri yapması yeterlidir. menzil içindeyse Kuiper kuşağı. Sondanın kullanabileceği iticiler, rota düzeltmelerini yapar ve sondanın yönünü değiştirir. Bu amaçla hidrazin yakan 16 adet küçük roket motoruna sahiptir . Bunlardan dördü 4.4 Newton'luk bir itme gücüne sahiptir ve esas olarak rota düzeltmeleri için kullanılır. 0,8 Newton'luk bir itme ile diğer 12, sondanın işaretini değiştirmek, sondayı dakikada 5 devirde kendi üzerine döndürmek veya tam tersine, özellikle fazlar uçuşu için dönüşü durdurmak için kullanılır. gezegenler üzerinde. Prob 77 taşıyan kg arasında itici gazlar , bir depolanmış titanyum tankı . Hidrazin, motorlara enjekte edilmeden önce helyum ile basınçlandırılır . Mevcut itici gaz miktarı, tüm görev boyunca uzay sondasının hızını saniyede 400 metre değiştirmeyi mümkün kılar. 22,3 kg yörünge düzeltmeleri için, 29,3 kg ise uzay aracının dönüşünü korumak ve konumunu kontrol etmek için ayrılmıştır . Ayrıca 17,8 kg ( 91 m/s ) yedek ve 7,7 kg ( 41 m / s ) fazlalık mevcuttur.
Yeni Ufuklar , Dünya'dan komutlar almak ve toplanan bilimsel verilerin yanı sıra ekipmanlarının çalışmasıyla ilgili bilgileri iletmek içinbir X-bandı telekomünikasyon sistemi kullanır. Büyük borsalar uydu çanağından geçerek büyük kazanç sağlar ve en büyük akışı sağlar. 2,1 metre çapındaki bu, Pluto'ya uzun yolculuk sırasında ele geçirilebilecek bir mekanizmayı kaldırmak için sabitlenmiştir ve bu nedenle sonda, ışını büyük bir hassasiyetle işaret etmek için yönünü değiştirmelidir. 0,3 ° genişliğinde, Dünya'ya doğru. 4 milyar kilometreden daha uzakta bulunan Pluto'dan uzakta, veri hızı saniyede 1000 bite düşüyor (70 metre çapındaki Deep Space Network'ün uydu çanaklarını almasıyla birlikte) ve sinyalin ulaşması dört saat sürüyor. Dünya; ayrıca hızlı uçuş sırasında toplanan tüm verilerin Plüton ve uydusu üzerinden iletilmesi yaklaşık dokuz ay sürer. Prob ayrıca, ışını 14 ° genişliğindeolan ve bu nedenle çok daha az hassas işaret gerektirenbüyük kazançlı antenin üzerine monte edilmiş orta kazançlı bir parabolik antene sahiptir. Son olarak, biri orta kazançlı antenin üzerine, diğeri probun karşı yüzüne olmak üzere iki düşük kazançlı anten monte edilir.
İki katına çıkan bir çıktı prosedürünün geliştirilmesiBir megapiksel CCD sensöre sahip olan LORRI kameranın çektiği görüntüler sıkıştırıldığında yaklaşık 2,5 Mb boyutundadır . Pluto'ya yaklaşırken bir görüntünün iletim süresi bu nedenle 42 dakikadır (saniyede 1000 bitte). Bu hızla, uzay sondası her 24 saatte yalnızca 11 görüntü iletebilir (diğer veriler hariç): Aslında NASA'nın 70 metrelik parabolik antenlerini günde sekiz saat harekete geçirebilir, çünkü bunlar başkaları tarafından yoğun olarak kullanılır. güneş sistemi boyunca dağılmış uzay görevleri. Pluto yaklaştıkça iletim hızını artırmak için NASA, uzay sondasının cüce gezegene geçişi sırasında verileri ileten iki hareketli dalga tüpünü aynı anda kullanmak için bir yöntem geliştirdi . Bu, yedek olarak orada bulunan ikinci tüpün farklı bir dalga boyunda yayın yapmasıyla mümkün olmaktadır. Bu işlem, verimi 1,9 ile çarpmayı mümkün kılar, ancak iletişim oturumları sırasında diğer ekipmanların durdurulmasını gerektiren ek enerji gerektirir. Mühendisler, yönlendirme ve yönlendirme kontrol sistemini kapatmayı seçtiler ve uzay sondasının antenini Dünya'ya mükemmel bir şekilde yönlendirmesi için, Yeni Ufuklar , 'bu modda yayın yaparken' biraz hidrazin feda edilerek döndürülür .
Yerleşik bilgisayar , MIPS R3000'in “radyasyonla sertleştirilmiş” versiyonu olan 32 - bit Mongoose-V mikroişlemci kullanır . Bu saat frekansı 12.5 25'den yavaşlatılmaktadır E Hz güç tüketimini sınırlamak için. Alınan veya iletilecek veriler, az akım tüketecek şekilde tasarlanmış 8 gigabaytlık bir bellekte saklanır . Bu belleğin boyutu, Plüton'un aşırı uçuşu sırasında toplanan tüm bilimsel verilerin depolanmasına izin verecek şekilde seçildi.
Diyagram 1 Üstten görünüm: 1 RTG; 2 Büyük kazançlı anten; 3 Orta kazançlı anten; 4 Düşük kazançlı anten; 5 İtici; 6 yıldız sensörü; Alice'e; R Ralph; TAKAS; L LORRI; P PEPSSI; X REX.
Diyagram 2 Aşağıdan görünüm: 1 RTG; 2 panjur; 3 İtici; 4 Düşük kazançlı anten; 5 yıldız sensörü; Alice'e; R Ralph; D Toz dedektörü; S TAKAS; L LORRI; PEPSSI.
Yeni Ufuklar , güneş sisteminin kenarında bulunan bölgelerin çok düşük sıcaklıklarına dayanmak için (Pluto'nun zeminindeki ortalama sıcaklık -223 ° C olarak tahmin ediliyor ), ısı iç yapısından kaçamayacak şekilde tasarlandı. Elektronikler ve enstrümantasyonun çoğu, çok katmanlı altın termal korumayla kaplı bölmelerde bulunur. Bu, elektronikler tarafından üretilen ısının korunmasına yardımcı olmalı ve bu nedenle sıcaklığı 10 ve 30 ° C aralığında tutmalıdır . Elektronik tüketimi 150 Watt'ın altına düşerse küçük radyatörler devreye giriyor. Sonda hala Dünya'ya ve Güneş'e nispeten yakın olduğunda, aksine, bazı durumlarda ısının boşaltılması gerekir; panjurlar iç ısı izin verilen maksimum değerden otomatik olarak açılır.
Yük üç optik araçlar, iki plazma ölçüm cihazları, bir toz detektörü ve bir radyometre / bilim radyo alıcısı - yedi bilimsel aletlerin oluşur. Plüton'un ve uydularının temel özelliklerinin makroskopik bir şekilde çalışmasına izin vermelidirler: bir yandan jeoloji, yüzeyin bileşimi ve sıcaklığı, diğer yandan atmosfer basıncı. , sıcaklık. atmosfer ve kaçış hızı. Bu araçlar aynı zamanda Jüpiter ve uydularını incelemek için de kullanılıyor ve görevin uzatılması onaylandıktan sonra Kuiper Kuşağı, uzay sondasının ulaşabileceği nesneler. Yük, toplam 30 kg'lık bir kütleyi temsil eder ve genel olarak çok az miktarda elektrik tüketir (28 watt ).
Müzik aleti | Açıklama | Hedefler | Performanslar | kitle | tüketim |
---|---|---|---|---|---|
Ralph | MVIC: Görünür ve kızılötesi çok bantlı görüntüleyici | Yaklaşma (navigasyon) ve üst uçuş (jeoloji) aşamaları için yüksek çözünürlüklü haritalar |
• Dalga boyları: pankromatik (400–975 nm ), mavi, kırmızı, metan, yakın kızılötesi • Uzamsal çözünürlük: 20 μrad / piksel |
10,3 kg | 6.3 Watt |
LEISA: Yakın kızılötesi görüntüleyici spektrometresi | Azot, karbon monoksit ve metan dağılımının belirlenmesi | • Dalga boyları : 1,25 - 2,5 μm • Uzamsal çözünürlük: 62 μrad / piksel • Spektral çözünürlük: λ / δλ ∼ 240–550 |
|||
Alice | Ultraviyole görüntüleyici / spektrometre | Plüton'un atmosferinin, Charon'un ekzosferinin ve Kuiper Kuşağı nesnelerinin bileşiminin ve yapısının analizi |
• Dalga boyları: ∼465–1880 Å • Spektral çözünürlük: ∼3–10 Å FWHM |
4,5 kg | 4.4 Watt |
REX | pasif radyometre | Atmosferin bileşimi ve sıcaklığının belirlenmesi | 0.1 kg | 2.1 Watt | |
LORRI | Teleskop | Plüton haritalama | • Dalga boyları: pankromatik ( 350 - 850 nm ) • Uzamsal çözünürlük: 5 μrad / piksel • Hassasiyet: V <18 |
8,8 kg | 5.8 Watt |
TAKAS | spektrometre | Güneş rüzgarı parçacıklarının yoğunluğunun ve hızının belirlenmesi | • Spektral çözünürlük : ΔE / E <0,4 ile E (enerji) 25 eV ile 7,5 keV arasında |
3,3 kg | 2.3 Watt |
PEPSSI | spektrometre | Plüton'un atmosferinden kaçan plazmanın bileşimi ve yoğunluğu | • Ölçülen parçacıklar: 1 keV ile 1000 keV arasında E (enerji) ile protonlar, karbon, nitrojen, oksijen • Spektral çözünürlük : 12 kanal |
1,5 kg | 2.5 Watt |
SDC | Toz dedektörü | Gezegenler arası toz parçacık boyutu ölçümü | 1,9 kg | 5 Watt |
Ralph, Alice ve REX, birlikte görevin tüm ana hedeflerini yerine getirdikleri için uzay sondasının üç ana aracıdır.
Ralph, görünür ve yakın kızılötesi ışıkta birkaç spektral bant üzerinde çalışan bir MVIC ( Multi-spectral Visible Imaging Camera ) görüntüleyici ile yakın kızılötesinde çalışan bir LEISA ( Linear Etalon Imaging Spectral Array ) görüntüleyici/spektrometreyi birleştiren bir araçtır . İki cihaz 75 mm açıklık ve 658 mm odak uzaklığı ile aynı optik parçayı paylaşıyor . MVIC, 5.024 × 32 piksel tanımlı 7 TDI ( Time Delay Integration ) tipi CCD dedektörüne sahiptir. İki CCD pankromatik (400 975 sağladığımız nm) görüntüleri Diğer dört CCD (400-550 maviye duyarlı iken nm ) kırmızı (540-700 nm ), yakın kızılötesi (780-975 nm ) ve bant. Metan emilimini ( 860-910 nm ) Pankromatik resim 1 çözünürlükte Pluto ve Charon yüzeyini eşlemek için kullanılacak km 2. Açılı uzamsal çözünürlük 20 . mikroradyan Leisa spektrumları yakın enfraruj ayrıntılı elde edilmesini sağlar ( olduğu 1.25 - 2.5 um ) (λ / δλ) 240 MVIC bir spektral çözünürlükte mümkün 10'dan az bir çözünürlüğe sahip cüce gezegenin ve ana ayın yüzeyi bileşimini sağlayan bir harita çizmek için yapmalısınız km .
Alice, ultraviyole (∼ 465 - 1880 Å ) bandında ortalama spektral (1.8 Å ) ve uzaysal (5 mrad/piksel ) çözünürlükte gözlem yapan bir görüntüleyici/spektrometredir . Işık radyasyonu, bir yandan atmosferik lüminesansın gözlemlenmesi için 0.1 ° × 4 ° ' lik bir yarıktan ve diğer yandan Güneş'in Plüton tarafından örtülmesi sırasında gözlem için 2 ° × 2 ° ' lik bir açıklıktan girer ve uydusu Charon . Enstrümanın optik ekseni, LORRI ve Ralph'inkiyle aynı hizadadır. Güneybatı Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen , benzer özelliklere sahip, ancak daha az karmaşık olan bir alet, Avrupa uzay sondası Rosetta'da uçuyor . Alice'in asıl amacı, Plüton'un atmosferinin ana bileşenlerini, özellikle üst atmosferindeki nitrojen , karbon monoksit , metan oranlarını ve muhtemelen soy gazların varlığını belirlemektir . Cihaz ayrıca, uzay sondasının Plüton üzerindeki uçuşundan sonra geçmesi beklenen Kuiper kuşağındaki Charon çevresindeki atmosferin ve nesnelerin varlığını araştırmak için kullanılacak. Cihaz, Plüton'un üst atmosferinin sıcaklık ve basınç profillerini ve Plüton'un atmosferinden kaçış oranını belirlemelidir. Dedektör, 32 farklı noktada 1.024 spektral bandı ölçebilir.
REX ( Radyo Deneyi ), Yeni Ufuklar radyo vericisini kullanan bir bilim radyo deneyidir . Radyo dalgalarının yayılma gecikmelerinin ölçümü, muhtemelen uzay sondası ile Dünya'daki alıcı antenler arasında bulunan atmosferin sıcaklığını ve yoğunluğunu belirlemeyi mümkün kılar ( radyo tıkanması ). Genellikle uygulananın aksine, Doppler kayması, Dünya'dan radyo yayınlarının alınması üzerine uzay sondası tarafından ölçülmelidir. Cihaz, Plüton'un atmosferinin basınç ve sıcaklık profillerini sağlamalıdır.
Ralph.
LORRI.
TAKAS.
SDC.
LORRI ( Uzun Menzilli Keşif Görüntüleyici ) yüksek çözünürlüklü bir görüntüleyicidir (4.95 μrad / piksel ), yani Ralph'inkinden dört kat daha iyidir. LORRI, çerçeve aktarım modunda çalışan, pankromatik görüntüler ( 350 - 850 nm ) sağlayan, Ritchey-Chrétien tipi bir teleskop ve 1024 × 1024 piksellik bir CCD sensöründen oluşur . LORRI , uçuşları sırasında Plüton ve Charon'un görünür yüzeyinin görüntülerini sağlamayı mümkün kılarak, Pluto'da 100 metre ve Charon'da 260 metrelik oluşumları vurgulamayı mümkün kılmalıdır. Ayrıca, uçuştan birkaç gün önce çekilen fotoğraflar sayesinde, uçuş sırasında görünmeyen yarım kürelerin görüntülerini 40 km çözünürlükte sağlamalıdır . Son olarak, LORRI, Pluto'nun diğer uydularının görüntülerini elde etmek, muhtemelen yenilerini keşfetmek ve Kuiper kuşağı içindeki ikinci keşif aşaması için potansiyel hedefleri tespit etmek için kullanılmalıdır .
SWAP ( Pluto Çevresindeki Solar Rüzgar ), güneş rüzgarı ile Plüton'un atmosferinden kaçan iyonlar arasındaki etkileşimleri ölçer. Bu ölçümler, Plüton'un atmosferinden kaçış oranını ve plazmanın karmaşık etkileşimlerini belirlemeyi mümkün kılar. Enstrümanın çözünürlüğü, yoğunluğu Dünya seviyesindeki değerine kıyasla 1000 kat daha düşük olan güneş rüzgarının zayıflamasını dengelemek için özellikle yüksektir.
PEPSSI ( Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation ) 10 keV ile 1 MeV arasında bir enerjiye sahip iyonların ve elektronların bileşimini ve enerjisini ölçmek için bir spektrometredir . Amaç, Plüton'un atmosferinden kaçış sürecini karakterize etmek ve ikincil olarak iyonosfer ile güneş rüzgarı arasındaki olası etkileşimleri belirlemektir.
SDC ( Student Dust Counter ), New Horizons sondasının yörüngesindeki ve kütlesi 10 −12 g arasında olan toz parçacıklarının boyutunu ve dağılımını ölçer . ve 10-9 gr. Detektörler filmlerin meydana poliviniliden florür 0.1 toplam yüzey alanına sahip olan m 2 . Amaç, zodyak ışığı olgusunun başlangıcında, ekliptik boyunca mevcut olan toz konsantrasyonunun içindeki tahmin edilen yapıların varlığını doğrulamaktır . Program, Colorado - Boulder Üniversitesi'nden profesörleri tarafından denetlenen öğrenciler tarafından yönetilmektedir .
İçinde haziran 2006, enstrüman, on bir yaşında, Clyde Tombaugh tarafından henüz keşfedilen gezegen için Plüton adını öneren İngiliz uyruklu Venetia Burney -Phair'in onuruna VBSDC ( Venetia Burney Öğrenci Toz Sayacı ) olarak yeniden adlandırıldı .
Uzay sondası, bilimsel donanıma ek olarak , 1997'de neredeyse 91 yaşında ölen Plüton'u keşfeden astronom Clyde Tombaugh'un küllerini içeren bir cenaze vazosu taşıyor .
Yeni Ufuklar'ın lansmanı, büyük bir gerilim ortamında gerçekleşir, çünkü fırlatma penceresi özellikle kısadır. Günde iki saat süren,17 Ocak 2006 ve kapat 29 ocak. Ocak ayının son üç günü için bir acil yangın penceresi mevcuttur ve Plüton geçiş tarihinden bir yıllık bir kayma vardır. Lansman gerçekleşirseŞubat 2006, Uzay sondası faydalanmak mümkün olmadan, Plüton karşı doğrudan bir yörünge almalıdır yerçekimi yardımı ait Jüpiter operatörü bir kesintinin ardından, optimum olmayan hava koşullarına iki ertelemenin ardından 2020 için helikoptere ertelenmesi, APL uzay sondası , Yeni Ufuklar fırlatıldı19 Ocak 2006de 19 saat 0 UTC (ya da 14 saat 0 yerel saat), Cocoa tabanında olarak, Florida , bir tarafından Atlas v -551 roket bu fırlatıcı ağır sürümü. Uzay aracı yeterince yüksek bir hıza ulaştığında için mil üçüncü kat içerir Yıldız 48B için katı yakıt altında, kapak nispeten kompakt boşluk probu ile. Çeşitli etaplar planlandığı gibi çalışıyor ve fırlatıldıktan yaklaşık 45 dakika sonra uzay sondası en üst etaptan 16,2 km/sn hızla ayrılarak bu alanda yeni bir rekor kırıyor.
Uzay sondası, fırlatıldıktan sadece dokuz saat sonra Ay'ın yörüngesini geçiyor . Sondanın kendi ekseni üzerindeki dönüş hızı (yönünü stabilize etmeyi mümkün kılan hareket), yıldız bulucuların çalışmasına izin vermek için bir gün sonra önce dakikada 68'den 20 devire, ardından fırlatmadan üç gün sonra 5.2 devire düşürülür . Başlatıcı iki düzeltme 28 iticileri ile yapılan nedeniyle, büyük bir hassasiyetle yörünge üzerindeki alan sonda zerk edilmiştir ( ö-V bölgesinin 5 m / s ) ve30 Ocak( 13.3 m / s delta-V ), sağlanandan on kat daha küçüktür. 9 Mart, 1,16 m / s'lik üçüncü bir yörünge düzeltmesi , uzay sondasını ideal yörüngeye yerleştirir ve Jovian sisteminde istenen ivmeden yararlanmayı mümkün kılar. Tüm ekipman test edildi ve Mart sonunda uzay sondası çalışır durumda ilan edildi. 6 Nisan'da Yeni Ufuklar Mars'ın yörüngesini geçti .
Jüpiter'e özellikle hızlı geçişi sırasında, görev ekibi uzay sondasının yörüngesinin 2002 JF 56 (daha sonra yeniden adlandırıldı (132524) APL ) asteroidinin yörüngesini geçeceğini keşfeder . Bilinmeyen özelliklere sahip bu küçük gövde (çapı 5 kilometreden az), ana asteroit kuşağının bir parçasıdır . Bir gözlem kampanyası hazırlanır ve Ralph kamera ve kızılötesi spektrometre, 11 ve 13 Haziran'da asteroide doğrultulur. Bu manevra, mesafeye rağmen (en fazla 102.000 km ) bilimsel bilgi elde etmeyi mümkün kılmakla birlikte, Plüton'un üst uçuşu sırasında yapılacak operasyonların tekrarını teşkil etmektedir .
4 Eylül 2006, uzay sondasının LORRI kamerası Jüpiter'in ilk fotoğrafını çekiyor. 14 Şubat 2007, sadece on üç aylık bir geçişten sonra, Yeni Ufuklar Jüpiter'in yerçekimi etkisi alanına girerken, dev gezegenden hala 23 milyon km uzakta. Uzay sondası, Jüpiter'in üzerinde 2,3 milyon kilometre uzaklıkta uçuyor .28 Şubat 2007. Sayesinde yerçekimi yardımı Jüpiter, Yeni Ufuklar yaprakları Joviyen sistem yaklaşık kırdıktan sonra 4 km / s Sun kıyasla ve yeni yörünge şimdi 2.5 arasında bir açı yapan ° kıyasla ekliptik .
Jüpiter'in aşırı uçuşu, gezegenden 32 ışında gerçekleşir ve dört ay süren yoğun bir gözlem kampanyasına yol açar. Sonda, gözlem yapan son sonda olan Galileo'dan daha güçlü araçlara, özellikle kameralara sahiptir. Galileo'nun kameraları , Mariner programından miras kalan Voyager sondalarının geliştirilmiş versiyonlarıydı . Jüpiter'in üst uçuşu ayrıca aletlerin çalışmasını kontrol etmeyi ve Plüton'un üst uçuşundan önce yapılması gereken işlem sırasının tekrarını gerçekleştirmeyi mümkün kılar. Jüpiter, Dünya'ya Plüton'dan daha yakın olduğundan, uzay sondası, Plüton üzerinden uçuş sırasında toplanacak olandan daha büyük miktarda (40 gigabit) veri iletebilir.
Yeni Ufuklar araçları , Jüpiter'in iç uydularının, özellikle Amalthea'nın yörüngelerinin daha hassas ölçümlerini sağlar . Yeni Ufuklar kameraları , Io'nun yanardağlarının boyutunu ölçer ve dört Galilean ayını ayrıntılı olarak inceler, ayrıca dış uydular Himalia ve Elara'nın uzun menzilli çalışmalarını gerçekleştirir . Yeni Ufuklar optik aletleri , Plüton'un düşük aydınlatmasına karşı yerleşik hassasiyetleri nedeniyle, zarar görebilecekleri için genellikle Jovian sistemindeki en parlak nesnelere yönelik değildir. Bununla birlikte, Jüpiter'in aydınlatılmış yüzünün görüntüleri kızılötesinde alınır. Io bir tutulma sırasında fotoğraflandı ve gece yüzünde sıcak olmayan bölgelere karşılık gelen ilgi çekici parlak noktalar gösteriyor, bu nedenle volkanik patlamalar hariç tutuluyor: öne sürülen hipotez, bunların Io'nun yanardağları tarafından yayılan gaz bulutları olacağı yönünde. Jüpiter'in manyetosferi. Tvashtar Paterae'nin Io'daki patlaması filme alındı, bu da kompozisyonu klasik (bazalt) görünen ejecta'dan gelen serpintiyi gözlemlemeyi mümkün kılıyor. Tüyün şekli, başlangıçta gaz halindeki ejektaların görünür bulutu terk ettiklerinde parçacıklar halinde yoğunlaştığını gösteriyor gibi görünüyor. Sonda, Jüpiter'in küçük kırmızı noktasını , manyetosferini ve onu çevreleyen ince halkayı inceliyor . Flyby kapsamında yürütülen halka uydu arama kampanyası yeni keşiflerle sonuçlanmadı. Satürn'ün halkaları çok küçük uyduları (çapı 1 kilometreden küçük ) içerirken , Jüpiter için Métis (44 km ) ve Adrasteus'un (16 km ) uydularından daha küçük bir ay keşfedilmemiştir. Bu da bir açıklama gerektirir. Ringde Üç kivamlastiricilari ay Adrastee, yakın gözlenir önsel bir çarpışma sonucu yoktur. Jüpiter'in atmosferinde, her iki yarım kürede de nispeten yüksek enlemlerde (60 ° enlem üzerinde) yıldırım gözlemlenir. Bu şimşeklerin kaynağındaki süreç, güneş enerjisinden kaynaklanan konveksiyonla (bu enlemlerde çok zayıf) üretilemez, ancak kuşkusuz kaynağını gezegen tarafından salınan iç enerjide bulur.
Jüpiter ve Io .
Avrupa .
Ganymede .
Kalisto .
Bir püskürme animasyonlu resim Tvashtar Paterae üzerinde Io tarafından filme Yeni Ufuklar kamera .
Görevin kronolojisi: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Başlangıç 28 Haziran 2007, Yeni Ufuklar , sekiz buçuk yıl sürmesi beklenen Pluto'ya geçişinin büyük bir kısmı için hazırda bekletme moduna alındı. Uzay sondası bu durumda toplam 1.873 gün geçirecek. Prob daha sonra yavaş döner, fazlalık bileşenler kapatılır, kılavuzluk ve navigasyon sistemi devre dışı bırakılır. Bu uyku sırasında, yerleşik bilgisayar, uzay sondasının durumunu sürekli olarak izler ve iki değer alabilen bir sinyal iletir; bu, uzay sondasının çalışır durumda olduğunu veya bir sorun oluştuğu için teknisyenlerin müdahale etmesi gerektiğini gösterir. tespit edildi. Amaç, elektronik bileşenlerin kullanımını azaltmak, görevin izlenmesiyle oluşan maliyetleri azaltmak ve diğer uzay sondaları tarafından yoğun olarak kullanılan Deep Space Network anten ağı üzerindeki yükü hafifletmektir . Plüton'a uzun geçişi sırasında, Yeni Ufuklar , derinlemesine testler yapmak ve muhtemelen gömülü yazılımda güncellemeler yapmak için 17 kez uyandı .
8 Haziran 2008, sonda Satürn'ün yörüngesini kesiyor , Güneş'ten 10.06 AU iken (1 AU = Dünya-Güneş mesafesi), ancak bu gezegenin hiçbir gözlemi yapılmadı, çünkü o zaman 2,3 milyar km'de. 20 Haziran 2010Sonda motor küçük bir yörünge düzeltme yapmak 0.45 m / s telafi etmek için, itme arasında ısı fotonların yüksek yansır RTG tarafından yayılan, kazanç anteni . Yeni Ufuklar kesişiyor Uranüs'ün 'yörüngesinden üzerinde18 Mart 2011ancak bu gezegen uzay sondasından 3,8 milyar kilometre uzakta olduğu için gözlemlenemiyor. 25 Ağu 2014NASA , Voyager 2'nin mavi devin üzerinden uçmasından sadece 25 yıl sonra Yeni Ufuklar'ın Neptün'ün yörüngesini geçtiğini duyurdu (25 Ağu 1989). New Horizons da bu gezegeni doğrudan gözlemleyemeyecek, ancak bu gezegenin Truva atlarına ait asteroitleri geçebilir, çünkü bu gezegenin Lagrange L 5 noktasının yakınından geçmesi gerekiyor . Görevin başlamasından bu yana, gökbilimciler Plüton'da şu anda beş tane olan iki yeni ay keşfettiler. Yeni bulgular göz önüne alındığında, Plüton sistemi , daha az görünür gök cisimlerinin yanı sıra, Yeni Ufuklar'ın uçuşu sırasında hayatta kalması için risk oluşturabilecek halka veya torus şeklindeki enkaz bulutlarına sahip olabilir . Plüton sistemi hakkında daha fazla bilgi elde etmek amacıyla 2011'in sonunda Dünya'ya veya uzaya ( Hubble ) dayalı çeşitli araçlar kullanan bir gözlem kampanyası başlatıldı. Ek olarak, yapılan gözlemlerin önemli bir risk belirlemesi durumunda, Plüton'dan daha uzak, ancak daha az çarpışma riski sunan alternatif bir yörünge geliştirilmiştir.
Plüton sisteminin sürekli gözlemleri, Plüton'un üst uçuşundan altı ay önce başlar ve toplanan verilerin iletimi, üst uçuştan dokuz ay sonra sona ermelidir (ve aslında, 23 ekim 2016). Gözlemlerin ayrıntılı seyri, uzay sondasının genel mimarisini, bilimsel araçların konumunu ve ayrıca sondanın entegrasyonu sırasında ve sonrasında gerçekleştirilen testler ve makbuzları tanımlamaya yardımcı olduğu için 2001-2003 yıllarında tanımlandı. başlatmak. Gözlemlerin seyri dört aşamaya bölünmüştür: ilk aşamaocak 2015LORRI cihazı, yapıları ayırt etmeyi mümkün kılan Plüton'un fotoğraflarını çekmeye başladığında. Veri hacmi, toplandığı kadar hızlı iletilemez hale geldiğinde, uzak uçuş aşaması başlar. Araçların görevin ana hedeflerini yerine getirebildiği aşama olarak tanımlanan üçüncü aşama, üst uçuştan 13 saat önce başlar ve 5 saat sonra sona erer. Son olarak, sondanın Pluto'dan uzaklaştığı dördüncü aşama, sınırlı gözlemlerin yapılmasına izin verir.
Yaklaşma aşamasındaki gözlemler (aralık 2014 - temmuz 2015)6 Aralık 2014, Yeni Ufuklar , son yedi buçuk yıldır neredeyse sürekli olarak içine düştüğü kış uykusundan kesinlikle çıkarıldı. Uzay sondası 4.8 milyar kilometre yol kat etti ve Plüton'dan 220 milyon kilometre uzakta. Uzay aracının durumu, özellikle aletleri kontrol edilir. 4 Ocak, Alet de işaret edilir 2011 KW 48 bir (ex-VNH0004) Kuiper nesnesi 100 daha az km çapı, burada 0.5 büyük bir mesafede yer alır AU alan probdan. Mesafe göz önüne alındığında ayrıntılı fotoğraflar hariç tutulursa, bu gözlemler uyduların varlığını ortaya çıkarabilir ve farklı yarım kürelerin dönüşü ve görünümü hakkında göstergeler verebilir. Ancak hiçbir sonuç yayınlanmadı.
İçinde ocak 2015, Plüton'un aşırı uçuşundan altı ay önce, Ralph / MVIC, Ralph / LEISA, LORRI ve Alice cihazlarıyla gezegeni ve uydularını sürekli gözlemlemeye başlayın. LORRI kamerası, daha kesin olarak, Plüton'un uydularının yörüngelerini ve hareketlerini belirlemelidir: amaç, yer ekiplerinin müdahale edemediği üst uçuş sırasında aletlerin işaretlenmesinden sorumlu programı iyileştirmektir. Diğer araçlar , uzay sondasının şimdi içine girdiği Kuiper kuşağını daha iyi karakterize etmeyi mümkün kılabilecek gezegenler arası ortamın ölçümleri için kullanılır : yüksek enerjili parçacıklar, toz konsantrasyonları. Bu mesafede, LORRI , Hubble teleskopuyla elde edilenle aynı olan 900 km /piksellik bir optik çözünürlüğe izin verir . Charon – Plüton çiftini gösteren ilk fotoğraf çekildi25 ocak. Ocak sonu ile Şubat başı arasında , küçük uydular (yaklaşık 100 km çapında) Nix ve Hydra , LORRI kamerasıyla fotoğraflandı. Çekilen fotoğraflar, uzay sondasının gelecekteki yörüngesini daha hassas bir şekilde hesaplamayı mümkün kıldı ve8 Martroket motorları 1,14 m/s'lik hızı değiştirerek 93 saniye boyunca ateşlenir (uzay sondasının hızı o zaman 14,5 km/s'dir ). Bu düzeltme , Plüton'un uçuş mesafesini 3.442 km değiştirir . Mayıs ayının başında, Plüton, en küçük uyduları Kerberos ve Styx , en az 30 km çapında, sırayla 88 milyon kilometre uzaklıkta uzun pozlama seanstan sonra lorri kamera tarafından tespit edilirler.
Aletler etkinleştirildiğinden beri, yüzeyinin eksiksiz bir haritasını oluşturabilmek için, cüce gezegenin dönüş periyoduna tekabül eden 6,5 günlük bir süre boyunca Plüton'un fotoğraf dizileri çekildi. Bu 6.5 günlük dizi, çözünürlük her %50 arttığında, yani Plüton geçiş tarihinden 100, 66, 44, 28, 19, 12 ve 6 gün önce tekrarlanır. Toplanan veriler, zamansal evrimleri tespit etmeyi, haritalar ve spektrumlar elde etmeyi mümkün kılar. Ayrıca Plüton ve uydularının yörüngelerini ve dolayısıyla kütlelerini iyileştirmek ve muhtemelen karasal teleskoplar tarafından keşfedilemeyecek olan ayları tespit etmek için kullanılırlar. Uçuştan altı gün önce başlayan son sekans, uçuştan 3.2 gün önce fotoğraflanan uçuşun uzak tarafı da dahil olmak üzere en iyi çözünürlükteki görüntüleri ve spektrumları sağlar. SWAP cihazı güneş rüzgarı gözlemlerine uçuştan 27 ila 54 gün önce başlarken, PEPPSI uçuştan birkaç gün önce Plüton'un atmosferinden kaçan iyonları tespit etmeye çalışır.
LORRI kamera ile yürütülen yedi haftalık plüton sistemi gözlem kampanyasının sonunda, NASA karar verdi: 1 st Temmuz, optimal yörüngeyi korumak için. Uzay sondasının uçuşu sırasında izlemesi gereken yolda çok küçük toz bulutları, halkalar veya aylar gözlemlenmedi. 4 Temmuz, uzay sondası “kaydet” moduna geçer ve tüm bilimsel gözlemlerini askıya alır. Sorunun kaynağı hızlı bir şekilde belirlenir. Bilgisayar aşırı yüklenmenin kurbanı oldu: Yerdeki operatörler zincirlenecek tüm komutları 7 ile 16 arasında yerden müdahale olmadan iletiyordu, ancak aynı zamanda bilgisayardan sıkıştırması istenmişti. Bilimsel veriler, Dünya'ya gönderilmeden önce stokta. Her iki görev de bilgisayarın yeteneklerinin ötesindedir ve bilgisayar, Dünya'dan daha fazla talimat talep ederek kaydetme moduna girer. Bunlar iletilir ve bilimsel gözlemler devam eder.7 Temmuz.
Plüton Sistemini Geçmek (14 Temmuz 2015)Başlangıç 7 Temmuz ve kadar 15 Temmuz, araç bilgisayarı, yerdeki operatörlerin müdahalesi olmadan bir dizi programlanmış işlemi (enstrümanları hedeflerine yönlendirmek için uzay sondasının oryantasyonu, aletlerin etkinleştirilmesi/devre dışı bırakılması vb.) yürütür. Plüton'un aşırı uçuşundan on üç saat önce,14 Temmuz 2015En 11 saat 59 UTC , görevin temel hedefleri doldurur gözlem aşaması başlar. LORRI önce Pluto ve Charon'un fotoğraflarını çeker, sonra bunlar cihazın tüm optik alanını 2 ila 3 km/piksel çözünürlükte kaplar . Sonraki yedi saatin çoğu , gezegenin atmosferinin bileşimini belirlemek için atmosferik lüminesans spektrumlarını gerçekleştirmek için Alice enstrümanı tarafından kullanılır . Ralph / LEISA, uçuştan üç saat önce, 10 km / piksel çözünürlükte bir yüzey kompozisyon haritası çizmeden önce LORRI tarafından kısmi fotoğraflar çekilir . Alice daha sonra Plüton ve Charon'un yüzeyini gözlemlemek için kullanılır. Üst uçuştan bir buçuk ila iki saat önce, Ralph/LEISA, yüzey bileşiminin 5 ila 7 km/piksel çözünürlükte ikinci, fazladan bir haritalamasını gerçekleştirir . Ardından, cüce gezegen üzerinde uçuştan hemen önce, Pluto ve Charon'un yüksek çözünürlüklü ve kızılötesinde pankromatik ve renkli haritaları üretilir.
New Horizons , Plüton üzerinde uçuyor14 Temmuziçin 11 saat 59 UTC 11 095 için km mesafe, bir nispi hız 13.78 m / s , daha sonra Charon en yakın geçer 12 saat 13 26.926 bir mesafede, km . Plüton sistemi üzerinde uçtuktan hemen sonra, uzay sondası kendisini Plüton'un aydınlatılmamış yüzünün ve uydularının yanında bulur. Önümüzdeki iki saat boyunca, Plüton ve Charon, Güneş'i gizleyecek bir konumdalar (Uzay aracından ve Dünya'dan görüldüğü gibi 12 saat 48 Plüton'a ve 14 saat 17 Charon'a (Güneş'in karartılmasından bir ila iki dakika sonra, çünkü bu noktada) mesafe, Dünya ve Güneş sadece 0.24 ° açı yapar. Bu tıkanmalar, REX (Dünyanın tıkanması) ile Doppler kaymasını ve Alice ile atmosferik lüminesansı (Güneşin tıkanması) ölçmek için kullanılır ve kompozisyonu belirlemeye izin verir. ve atmosferin yapısı ve sıcaklık.
Plüton sistemi üzerinde uçtuktan 22 saat sonra, 15 Temmuzde 0 saat 52 UTC , zemin operatörleri rollover ilişkili gözlem programı nominal gerçekleşmesidir onaylamak verileri almaya. PEPSSI cihazından bazı bilimsel veriler de iletilir. REX, Alice ve SWAP'tan bazı verilerle birlikte, Plüton'un üç ayrıntılı fotoğrafının yanı sıra Plüton sistemindeki her bir cismin küresel bir fotoğrafının iletilmesi, ertesi gün için planlandı.
Plüton sistemi gözlemlerinin sonu ve uçuş sırasında toplanan verilerin iletilmesi (15 Temmuz 2015 - kasım 2016)Plüton sisteminin gözlemleri, özellikle SWAP ile güneş rüzgarı ve PEPSSI ile atmosferik kaçışın incelenmesi olmak üzere , uçuştan otuz gün sonra devam eder . Yakın gözlem aşamaları sırasında toplu bellekte saklanacak olan veriler , esasen başlangıçtan itibaren Dünya'daki yer istasyonlarına iletilir.eylül 2015. En büyük veri hacmini temsil eden fotoğraflar için, sevkiyat sırasını belirlemek için küçük resimler (küçültülmüş formatlı görüntüler) kullanılarak yer ekipleri tarafından Eylül ayında bir ilk önceliklendirme çalışması yapılacaktır. Sondayı gezegenimizden ayıran mesafe ile sınırlı akış nedeniyle, toplanan verilerin aktarımı, üst uçuştan on altı ay sonra, yanikasım 2016.
Yeni Ufuklar tarafından çekilen Plüton (en parlak nesne) ve Charon'un gerçek renkli görüntüsü ,14 Nisan 2015.
Tarafından alınan Plüton'un Gerçek renk fotoğraf Yeni Ufuklar üzerinde3 Temmuz.
LORRI cihazı tarafından fotoğraflanan Plüton 11 Temmuz.
Yanlış renkli görüntü alındı 13 Temmuz solda Pluto ve sağda Charon ile (farklı jeolojik bölgeleri vurgulamak için kontrast güçlendirilir).
Yeni Ufuklar , Plüton üzerinde uçtuktan sonra , Güneş'ten 30 ila 55 astronomik birime kadar uzanan ve incelenmesi görevin ikinci hedefi olan Kuiper Kuşağı'nı geçiyor . En az bir transneptün nesnesinin aşırı uçuşu planlanmıştır. Ancak fırlatıldığında, hiçbiri uzay sondasının rotasına yeterince yakın değil. Takip eden on yıl boyunca yoğun bir astronomik gözlem kampanyası yürütüldü. İstisnai bir kaynak seferberliğinin ardından 2014 yılına kadar nihayet bir hedef bulunamadı.
Diğer nesnelerin gözlemleriSonda, örneğin, nispeten yakın nesnelerin bazı resimlerini çekebildi. kasım 2015 ve nisan 2016arasında (15810) Arawn , bir yarı-uydu mümkün böyle kendi rotasyon dönemi gibi bazı fiziksel ayrıntıları için yapılan Plüton'un, bu 111000000 sonra oldu km sondadan.
Kuiper Kuşağında bir hedef aramakGörev başlatıldığında, 2006'da, uzay sondasının Plüton'u geçtikten sonra sahip olacağı birkaç itici gaz göz önüne alındığında, Kuiper kuşağında Yeni Ufuklar aralığında hiçbir transneptunian nesnesi bilinmiyordu . Ancak görevden sorumlu olanlar, uzay aracını ikinci hedefine yönlendirmek için yapılması gereken fırlatma ile rota düzeltmesi arasında geçmesi gereken on yıldaki bulgulara güveniyorlar. Uzay sondasının 72 km çapındaki bir gök cismi aralığından geçme olasılığının %50 veya 45 km veya daha fazla bir nesnenin yakınından geçme olasılığının %95'ten fazla olduğunu tahmin ediyorlar . Bu olasılık , 2018 ve 2019 yılları arasında geçilmesi gereken bir bölge olan Kuiper Kuşağı'ndaki en yüksek nesne konsantrasyonuna karşılık gelen Güneş'ten 42 AU uzaklıkta maksimuma ulaşır . Sondanın neredeyse mükemmel navigasyonu göz önüne alındığında, Plüton sistemini geçtikten sonra , yörüngesini 130 m / s değiştirmek için yeterli itici gaza sahiptir, bu da Plüton'un üst uçuşu sırasında izlediği rotadan 1 ° 'den daha az bir açıyla sapmasına izin verir. Ancak gökbilimciler tarafından yürütülen sekiz yıllık araştırmadan sonra, Kuiper Kuşağı'ndaki astronomi topluluğu tarafından herhangi bir potansiyel hedef keşfedilmedi . Kullanılabilir bir keşif için son tarih 2014 yazıdır. Aslında, bir randevu düzenlemek için, bir yıl arayla iki gözlem yapmayı varsayan, taşan nesnenin yörüngesini bilmek gerekir. Bu nedenle, ilk gözlem, sondanın Plüton'un üst uçuşundan sonra ikinci hedefine yönlendirilmesine izin vermek için en geç 2014 yazından önce yapılmalıdır. temmuz 2015.
Uzay sondasının menzili içinde bir transneptün nesnesinin keşfi kolay değildir, çünkü Kuiper kuşağının nesneleri çok sayıda değildir (muazzam bir uzay hacminde yaklaşık 1000 keşfedilmiştir) ve bulunması çok zordur, çünkü onların bulunması çok zordur. küçük boyut ve uzaklıkları (birkaç düzine UA). Ancak, bir hedefi keşfetmek için önemli araçlar kullanıldı: 2011 ve 2013 yılları arasında, en güçlü karasal teleskoplar arasında yer alan Subaru , Magellan ve Keck aletleri kullanılarak yoğun bir gözlem kampanyası (84 saat süren) gerçekleştirildi : elli iki yeni Kuiper kuşağına ait nesneler keşfedildi, ancak hiçbiri Yeni Ufuklar'ın menzili içinde değil : en yakını, 200 m/s'lik bir delta-v varyasyonu gerçekleştirmeyi gerektiriyor , bu manevra, sondada halen mevcut olan miktardan daha fazla sevk maddesi gerektiren bir manevra.
Yer tabanlı gözlemevlerinden yapılan araştırmaların başarısız sonucunun ardından, New Horizons ekibi, 2014 baharında Hubble uzay teleskobu üzerinde bir gözlem penceresi uygulaması yapıyor , çünkü uzaydaki konumu ile 1,6 büyüklük tasarrufu sağlıyor . 200 yörüngelik (~ 300 saat) bir gözlem süresi talep edilmektedir. Bu süre, önceki bulgulara dayanan istatistiksel bir hipotezden kaynaklanmaktadır. Bu hipoteze göre, bu sürenin gözlemlenmesinin menzil içindeki bir hedefi ortaya çıkarma olasılığı %94 olmalıdır. Proje yöneticileri , Hubble'ın gözlem süresini tahsis eden Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'nün onayını almayı, yapılan hipoteze göre keşfe izin vermesi gereken 40 yörüngelik (~ 60 saat) ilk gözlemi gerçekleştirmeyi teklif ediyor. Kuiper Kuşağı'ndaki iki yeni nesne. Bu gözlem süresi sayesinde yapılan keşifler istatistiksel modeli doğrularsa, 160 ek yörüngenin (~ 240 saat) tahsis edilmesini isteyeceklerdir. Araştırma başarısız olursa, Yeni Ufuklar ekibi , uzay sondasının Plüton üzerinden uçtuktan sonra, dağılımlarının bir modelini oluşturmak için Kuiper kuşağındaki bir dizi nesneyi uzaktan gözlemlemek için kullanılmasını önerir. Pilot gözlem aşaması başlarhaziran 2014. sonunda,1 st TemmuzYeni Ufuklar ekibinin tahminine göre Kuiper Kuşağı'nda iki yeni nesne keşfedildi . Sonuç olarak, uzay teleskobunun yöneticileri, 160 tamamlayıcı yörüngeden oluşan talep edilen gözlem zaman dilimini tahsis eder. Son olarak,ekim 2014, Yeni Ufuklar ekibi , sahip olduğu yakıt rezervleri göz önüne alındığında, uzay sondasının uçabileceğinden emin olan en az bir hedef keşfettiğini duyurdu. Benzer çapta ve pratik olarak eşdeğer bir mesafede bulunan iki potansiyel hedef daha incelenmeye devam ediyor.
Hedef seçimi (Ağustos - Aralık 2015)Önceden seçilmiş hedef, 2014 MU 69 , diğer adı PT1 ( Potansiyel Hedef 1 için , İngilizce'de " Potansiyel hedef 1 "), tercih edilen adayı oluşturur, çünkü mevcut rezerv dikkate alındığında uzay sondasının ona ulaşma olasılığı yakıt %100'dür. 30 ila 45 kilometre çapa sahiptir , Güneş'ten 43.4 AU uzaklıkta bulunur ve görünen büyüklüğü 26.8'dir. Ona ulaşmak için gerekli manevralar sadece 56 m/s tüketmelidir (eğerekim 2015) veya 60 m / s (Aralık ayında gerçekleştirilirse), yani uzay sondasının bu manevra için mevcut olan itici yakıt rezervinin üçte birinden biraz fazlası ( 130 m / s ). Bu uçuşu için iki olası objelerin ikinci 2014 PN 70 ancak gerektirir (PT3), hız değişimi ve 116 / m s Ekim ve 122 m / s Aralık. PT3, daha parlak olma, dolayısıyla daha kesin bir yörüngeye izin verme, şüphesiz daha büyük olma ve uçuş sırasında Dünya'dan görüldüğü gibi Güneş'ten daha uzak olma avantajına sahipti; bu, Dünya'dan ve Dünya'dan eşzamanlı gözlemi kolaylaştıracaktı. uzay sondası. PT3, PT1'e yakın bir yörüngeye sahiptir ve ikincisi gibi, bu cisimlerin ana koşulunu oluşturan "soğuk" transneptün nesnelerinin bir parçasıdır.
Yörünge ve hedef tarafından seçilir ağustos 2015ve Ekim ayında dört uzay aracı manevrası gerçekleştirildi ve kasım 2015, Yeni Ufukları bir kesişme yoluna yerleştirmek için. Sonuncusu yirmi dakika sürer. Bunlar, insan kaynaklı bir makine üzerinde şimdiye kadar gerçekleştirilen en uzak manevralardır.
2017 yaz gözlem kampanyasıHaziran ayında yoğun bir gözlem kampanyası yürütülüyor ve temmuz 20172014 MU 69'un özelliklerini daha kesin olarak belirlemek için . Proje ekibi, altı hafta arayla meydana gelen MU69'un üç yıldızlı örtülmesinden yararlanmak istiyor. Karasal, hava ( NASA SOFIA teleskopu ) ve uzay teleskopları , bu gözlemleri gerçekleştirmek ve mümkünse daha kesin olarak boyut, yörünge özellikleri, şekil, halkaların, tozun veya muhtemelen uyduların varlığını belirlemek için seferber edilir. Bu gözlemler3 Haziran, 10 Temmuz ve 17 Temmuz 2017. Sonuçlar göstermektedir 2014 MU 69 beklenenden küçük olduğunu ve olması ya az 30 oval km uzunluğunda veya bir ikili sistem olan büyük uzunluğu 15 ila 20 aşmadığı iki gövdelerinden oluşur km .
Yeni Ufuklar proje ekibi, Kuiper 2014 nesnesi MU 69'a daha anlamlı bir vaftiz adı vermeye karar verdi vekasım 2017halktan teklif çağrısı. Halkın önerileri sonucu oluşan bir listeden Ultima Thulé'nin adı korunmuştur. Thule , Orta Çağ'da, bilinen dünyanın ötesinde, kuzey sınırlarında bulunan efsanevi bir adaydı. Adı, Yeni Ufuklar'ın uçuşunu yaparak, o zamana kadar gerçekleştirilen uzay görevlerinin ulaşamayacağı bir dünyayı keşfedeceği gerçeğine atıfta bulunuyor. Bu geçici bir takma addır, NASA, uçuştan sonra, misyonlarından biri yeni gök cisimlerini belirlemek olan UAI'ye ( Uluslararası Astronomi Birliği ) resmi bir isim önerecektir .
(486958) Arrokoth'a Genel Bakış (1 st Ocak 2019)Kuiper nesnesi üzerindeki bilimsel verilerin toplanması, Plüton sistemi ile aynı şekilde ilerler, ancak uçuşun seyri çok daha zordur. Gerçekten de yörünge, uzay sondasındaki optik araçlarla kısmen daha sonra Ultima Thule takma adı verilen (486958) Arrokoth'un konumuna dayalı olarak geç yörünge düzeltmeleri uygulayan sınırlı bir hassasiyetle bilinmektedir . Kuiper'in nesnesi ilk olarak uzay sondasının LORRI kamerası tarafından çekilen görüntülerde görüldü.16 Ağu 2018Yeni Ufuklar ise hedefinden 172 milyon kilometre uzakta. Uçuş üç aşamadan oluşur. uzanan ilk sözde yaklaşma aşaması sırasında16 Ağustos ve şuna kadar git 24 Aralık, New Horizons, uzay aracını tehlikeye atabilecek toz üretebilecek halkaların veya ayların varlığını belirlemek için kameralarıyla fotoğraf çekiyor. Ana aşama şuradan gider:24 Aralık de 2 Ocakve bilimsel veri toplamanın çoğunu üst uçuşu çevreleyen iki güne yoğunlaştırır. Spektrograf yüzeyi oluşturan kimyasal elementleri belirlerken topografyayı belirlemek için görüntüler alınır. Son aşama 20 ayı kapsar ve uçuş sırasında toplanan verilerin aktarılması için kullanılır. Görev kontrol merkezi tarafından hazırlanan talimatların uzay sondasına ulaşması 6 saatten fazla sürdüğü için üst uçuş sırasında gerçekleştirilen operasyonlar tamamen otomatik olarak gerçekleşiyor. Arrokoth, Pluto'dan daha koyudur ve LORRI kamerası bu aydınlatma koşullarında görüntü yakalamak için tasarlanmamıştır. Yeterli düzeyde ayrıntı elde etmek için, geçiş çok daha yakın bir mesafede yapılmalıdır (Arrokoth, Pluto'dan çok daha küçüktür), bu da fotoğraflanan nesnenin çok daha hızlı kaydırılmasını sağlar.
Yeni Ufuklar (486958) Arrokoth üzerinde uçuyor 1 st Ocak 2019için 5 saat 33 TU 3500 bir mesafede km bir hızda 14.43 km / s . Uçuş sırasında, Dünya 6.62 milyar kilometre uzaktaydı. Bundan dört saat sonra, yer kontrolü ilerlemesiyle ilgili ilk verileri alır: Bu kısa geçiş sırasında 50 gigabit veri (yaklaşık 6.25 gigabayt) kaydedildi. Azaltılmış hız (1 kilobit/saniye) ve mevcut sınırlı enerji miktarı göz önüne alındığında, bu verilerin iletimi 20 ay sürmeli ve sürmelidir.Eylül 2020. Uçuştan bir gün sonra alınan ilk düşük çözünürlüklü fotoğrafa göre, Arrokoth birbirine kaynaklanmış ve bir kardan adam şeklinde, neredeyse eşit olmayan büyüklükte iki küresel gövdeden oluşuyor. Bu, kontak ikili gövdenin özellikle iyi korunmuş bir örneğidir . Çarpma nispeten düşük hızda (birkaç km/s) yapılmış olmalıdır. Bu ikili dosyalar, Arrokoth ile aynı kökeni paylaşan kuyruklu yıldızlar (örneğin 67P / Tchourioumov-Guérassimenko ) arasında çok yaygındır . Tamamı, maksimum 15 km genişlik için 33 km yüksekliğindedir . İki elemente, daha büyüğü için Ultima ve küçüğü için Thule takma adı verildi, bu geçici addan geliyor. Üst uçuştan kısa bir süre önce ölçülen dönüş süresi yaklaşık 15 saattir. Yüzeyde büyük kraterler yok gibi görünüyor. Charon'un kuzey kutbunun başlığına benzer kırmızımsı bir renge sahiptir ve kuşkusuz tholine tipi organik materyallerin varlığından kaynaklanmaktadır . Görünür özellikler, Kuiper kuşağının bu nesnesinin Güneş Sistemi'nin oluşumunun en başında yaratıldığını ve orijinal özelliklerini koruduğunu gösteriyor.
Görevin sonu (2019-2025): geçiciİçinde Mart 2019Prob 0.1 içinde geçmek zorunda astronomik birimi arasında 2014 PN 70 (o ziyaret olabilir nesne) ve fotoğraf gerekiyordu.
Yeni Ufuklar'ın görevi şu ana kadar devam edebilir2025, uzay sondasının Kuiper kuşağının dış sınırının bulunduğu 50 ila 60 au mesafesine ulaştığı tarih, bunun ötesinde, yalnızca yoğunluğu bir üst uçuşu olası kılan dağınık nesneler bulunur .
Misyonun proje ekibi, Kuiper Kuşağı'ndaki uzay sondası için üçüncü bir hedef bulmayı umuyor. (486958) Arrokoth'u (Ultima Thule) bulmak için seferber edilmesi gereken özellikle önemli kaynaklar göz önüne alındığında, bu keşif zor olabilir . Ancak, sondanın ziyaret edebileceği nesneyi kendisi algılaması gerekir. Çekeceği fotoğrafları analiz etmeli ve karasal teleskoplardan görülemeyecek kadar düşük ışıklı bir nesneyi tespit edebilmelidir; Sondanın emisyon kapasitesi göz önüne alındığında, fotoğrafları analiz için Dünya'ya göndermek çok uzun sürecektir. Bu çalışma, ancak yaklaşık 20 ay sürmesi gereken Arrokoth ile ilgili (486958) verilerin tam olarak iletilmesinden sonra başlayabilir. NASA, araştırmaların 2020'nin sonunda başladığını, Hubble teleskobunun kullanılabileceğini duyurdu. Bu yeni hedef, uzay sondası Kuiper Kuşağı'nın yoğun bölgesinden ayrılmadan birkaç yıl önce keşfedilecek. Ek olarak, görev şu anda yalnızca 2021'in başına kadar finanse edilmektedir. Kuiper kuşağının ikinci bir nesnesinin aşırı uçuşu, bu nedenle, görev uzatmasının ABD uzay ajansı tarafından verilmesini gerektirecektir.
İçinde ocak 2018, Yeni ufuklar ve Voyager takımlar gözlem için olası bir işbirliği için temel oluşturmak üzere bir araya heliosfer ; Aletler ve üç geminin konumu, en azından 2025'e kadar ve muhtemelen Voyager sondalarında kalan enerji miktarının artık onları çalışır durumda tutmak için yeterli olmayacağı 2027'ye kadar birbirini tamamlayabilir .
2032 yılına kadar , Yeni Ufuklar yaklaşık 82 AU'ya yerleştirildiğinde, gemide kalan güç, onu çalışır durumda tutmak için gereken minimum 150 watt olacak. Bu teorik sınırları zorlamak muhtemelen mümkün olsa da, sonda 120 astronomik birim mesafeye ulaştığında kesinlikle artık çalışmayacaktır.
Plüton, Charon ile ikili bir sistem oluşturma özelliğine sahip bir transneptunian nesnesidir . Bu iki özellikten herhangi birini sergileyen güneş sistemindeki hiçbir cisim şimdiye kadar bir uzay aracı tarafından yerinde incelenmemişti . Bu yüzden bilim adamlarının özgün özelliklere sahip bir dünya bulmaları bekleniyordu. Bu alandaki ilk gözlemler beklentilerin çok ötesine geçiyor. Pluto, Charon gibi, hem orijinal hem de çeşitli görünen yapılara sahip, pratik olarak kraterlerden yoksun genç yüzeyler sunar. Plüton, gezegenin büyüklüğü, cüce ve yeterince güçlü gelgit kuvvetlerinin yokluğu göz önüne alındığında, güneş sisteminde daha önce yapılan hiçbir gözlemin açıklayamadığı, 3 km'den daha yüksek su buzu dağlarıyla açıkça jeolojik olarak aktif bir gezegendir . Bir misyonun sonuçlarının ilk resmi yayın bilimsel bir dergide gerçekleşirekim 2015.
Plüton'un uzay sondası tarafından çekilen ilk fotoğrafları, bir kutupta çok parlak bir bölge, ekvatorda karanlık bir bant ve ara renk bölgeleri gösteriyor. Ön sonuçlar şu tarihte açıklanıyor12 Temmuz 2015. Plüton'un çapı geliştirilmiş doğrulukla ölçülür ve 2370 ± 20 km olarak derecelendirilir . Plüton, metan ve nitrojen buz tabakalarından oluşan bir kutup başlığına sahiptir. Karanlık alanlar, çok daha düşük metan varlığı ile kutup kapaklarından çok farklı bir bileşime sahiptir. LORRI ve RALPH tarafından 13 Temmuz'da, uçuştan bir gün önce çekilen Plüton'un son fotoğrafı, Satürn'ün Iapetus uydusu ve Neptün'ün Triton uydusunun bazı belirgin özelliklerini gösteren, çok çeşitli arazi tiplerine sahip bir gezegeni gösteriyor . Birkaç krater görülebilir.
Su buzu dağlarıUçuş sırasında çekilen ve Dünya'da alınan ilk yakın çekim 15 Temmuz, çarpma kraterlerinden yoksun bir yüzey gösterir ve bu nedenle şüphesiz genç (100 milyon yıldan daha eski). Fotoğrafta gayri resmi olarak Norgay Montes olarak adlandırılan yaklaşık 3.300 metrelik yüksek dağlar görünüyor. Bunlar buz metan, karbon monoksit veya nitrojenden oluşamaz, çünkü bu malzemeler bu kadar yüksek tepe noktaları oluşturacak kadar güçlü değildir. Kuşkusuz cüce gezegenin mantosunu oluşturan su buzundan oluşuyorlar. Bu tür rölyefler şimdiye kadar sadece gazlı gezegenlerin buzlu uydularında gözlemlendi ve bu dev gezegenlerin ürettiği gelgit kuvvetlerinden kaynaklanıyor. Burada farklı bir mekanizma iş başındadır, ancak henüz belirlenmemiştir. Bilim adamları, büyüklüğü göz önüne alındığında, Charon tarafından üretilen gelgit kuvvetlerinin etkisini dışlıyor. İki yol akla geliyor: Silikatlarda bulunan toryum veya uranyum gibi , Dünya'nın durumunda hala bir rol oynayan, ancak dört milyar yıl sonra Plüton büyüklüğündeki dünyalar üzerindeki etkisi genellikle ihmal edilebilir kabul edilen radyoaktif maddelerin parçalanması . Diğer açıklama, buzlu manto altında, gizli ısısını kaybederek yüzey hareketlerinin kaynağında olacak bir okyanusun varlığını varsayar .
Tombaugh BölgesiPlüton'un keşfinden sonra gayri resmi olarak Tombaugh Regio olarak adlandırılan çok parlak, kalp şeklinde bir bölge, ekvatorda görünüşte çok karanlık alanlar arasında yer alır. Yüzeyini kaplayan malzeme tek tip değildir: sol yarısında bu bölgenin merkezine doğru daha büyük bir birikimle karbon monoksit hakimdir. Bu birikimin arkasındaki süreç bilinmemektedir. Kalbin yakından çekilmiş bir görüntüsü, Sputnik Planum olarak bilinen, her bir kenarı 20 km'lik bir dizi çokgen alandan oluşan , dar çöküntülerle sınırlanmış, bazıları koyu renkli malzeme içeren, diğerleri ise tepelerle çevrili gibi görünen bir ovayı göstermektedir. çevreleyen arazinin üzerine çıkın. Çöküntüler yüzeyin büzülmesinden kaynaklanabilir, ancak Plüton'un iç ısısından kaynaklanan konvektif bir süreçten de kaynaklanabilir. Güneydoğuda, düz arazi, yerini bir ara sıvı fazdan geçmeden buzu gaza dönüştüren süblimleşme süreciyle oluşmuş olabilecek tepelerle dolu bir bölgeye bırakıyor. Azot, metan ve karbon monoksit buzu, su buzunun aksine, Plüton'daki sıcaklık koşulları altında sıvı kalır. Böylece, Sputnik Planum'un kuzeyinde, çekilen fotoğraflar, kaotik bir araziden, daha kuzeyde, bu ovaya doğru akan nitrojen buz buzullarını gösteriyor ve engelleri aşmak için kıvrımları anlatıyor . Benzer şekilde, Sputnik Planum'un güneyinde, egzotik buz (su buzu değil) Hillary ve Norgay (Everest Dağı'nın kazananlarından sonra adlandırılan) olarak adlandırılan sıradağların etrafında akar ve büyük etki kraterlerini doldurmaya gelir.
LORRI ve RALPH aletleri tarafından fotoğraflanan Plüton 13 Temmuz 2015.
Plüton'un yakın çekimi (yaklaşık 300 × 300 km ), çekilmiş14 Temmuz 2015 uçuş sırasında.
Pluto'daki Sputnik Planum'un güney kısmı: Hillary ve Norgay masifleri arasında egzotik buz akıyor ve özellikle 50 km çapındaki açıklamalı büyük krateri dolduruyor .
Plüton'da bir atmosferin varlığı 1988'den beri bilinmektedir. SWAP araçları ve PEPSSI , Plüton'un atmosferinin atmosferik emisyon oranının özellikle yüksek olduğunu doğrulamıştır . Güneş rüzgar yönünde (manyetik alanın olmaması için korumasız) Plutonian atmosfer iyonize parçacıkları taşıyarak, sürecin kökenindeki kuşkusuz arasi uzayda . Bilim adamları, Yeni Ufuklar araçları tarafından toplanan verilere dayanarak, kaçış oranının Mars gezegenininkinin 500 katı olduğunu tahmin ediyor . Cüce gezegenin yüzeyindeki malzemelerin süblimleşmesiyle yeniden oluşturulan atmosfer , bu süreç Plüton'un oluşumundan bu yana çapında 6 kilometrelik bir azalmaya neden olacaktı.
Plüton'un eliptik yörüngesi nedeniyle, Güneş'ten uzaklaştıkça, atmosferi soğur, sonra yoğunlaşır ve buz şeklinde yere çökerek, nihayetinde tamamen ortadan kaybolmasına neden olur, ta ki gezegen tekrar yıldızımıza yaklaşana kadar. Plüton 1989'dan beri yavaş yavaş Güneş'ten uzaklaşırken, son yıllarda Dünya'dan yapılan gözlemler atmosferik basınçta bir artışa işaret ederek bu hipotezle çelişiyor. REX cihazı , Dünya cüce gezegen tarafından gizlenmeden hemen önce Yeni Ufuklar'ın Plüton'un atmosferinden geçen radyo emisyonlarının Doppler etkisini ölçerek, Plüton'un yüzeyindeki basıncı belirlemeyi mümkün kıldı . REX tarafından ölçülen basınç, 2013 yılında Dünya'dan yapılan gözlemlerin sağladığı değerden iki kat daha düşüktür . Bu varyasyon, Yeni Ufuklar'ın uçuşunun atmosferin yok olma aşamasına denk geldiğini gösteriyor gibi görünüyor. Bazı bilim adamları için tesadüf şaşırtıcı ve bu sonuçların doğrulanması gerekiyor.
Güneş'in Plüton tarafından örtülmesi sırasında çekilen bir fotoğraf , sıcaklık ve basınç koşulları göz önüne alındığında , beklenenin (30 km ) oldukça üzerinde , 130 km yüksekliğe kadar pus varlığının vurgulanmasını mümkün kıldı . Aynı fotoğraf, 0 ila 80 km yükseklikte ve 80 ila 130 km arasında farklı özelliklere sahip iki atmosferik katmanı ayırt etmeyi mümkün kılıyor . Bu pus, Plüton'un atmosferinde meydana gelen karmaşık kimyanın bir ipucudur. Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyon atmosferdeki metan molekülleri ile etkileşime girerek atmosferin üst katmanında karmaşık hidrokarbonlar oluşturur. Etilen veya asetilen gibi moleküller oluşturur . Bu moleküller atmosferin alt katmanına geçerler ve burada yoğunlaşarak buza dönüşürler ve pus oluşumuna neden olurlar. Ultraviyole radyasyon bu moleküllerle etkileşime girerek karakteristik kırmızı/kahverengi renkli tortuları Plüton'un yüzeyinde görülebilen tolinleri oluşturur .
Charon , Plüton gibi, az sayıda krater ve çok sayıda oluşum ile genç bir yüzey gösteriyor ve bu da küçük boyutuna rağmen jeolojik olarak aktif olduğunu düşündürüyor. Kutup yakınında 6 ila 10 km derinliğinde ve uzunluğunda bir kanyon ve ayrıca 5 km derinliğinde bir kanyon daha görülüyor . Bir dizi uçurum ve çöküntü, kuzeydoğudan güneybatıya 1000 km'den daha uzun bir süre boyunca birbirini takip eder ve bu, içsel bir süreçle yaratılmış olabilir. Bu oluşumların altında, pratik olarak düz ve zayıf kraterli bir arazi, yakın zamanda yeniden yüzeye çıktığını gösteriyor. Mordor olarak adlandırılan karanlık bir bölge, Kutup'u kaplar ve kırmızımsı bir araziyle çevrilidir. Koyu renk, görünür kraterlerin bulunduğu yerde daha açık renkli arazi göründüğünden, ince bir malzeme tabakasından kaynaklanıyor olabilir.
Ayın sonlandırıcının yakınındaki bir bölgesinin yakından görünümü , keskin bir şekilde çizilmiş çarpma kraterleri ve uzun çatlakları olan çok düzgün bir araziyi gösteriyor . Bu çatlaklar , yüzeyinde yayılan çok akışkan lavların soğuması ve ardından büzülmesinden kaynaklanan ay yarıklarına benzer . Çok derin bir çöküntüde bulunan izole bir dağ, gezegenbilimcilerin ilgisini çekiyor çünkü oluşumu açıklanamıyor ve bu tür bir oluşum güneş sisteminde hiç gözlemlenmedi. Alice cihazı tarafından herhangi bir atmosfer tespit edilmedi.
Charon'un 14 Temmuz'da kartuştaki LORRI kamerayla yakın plan çekimiyle çekilmiş fotoğrafı.
Alice sur Charon aleti tarafından hiçbir atmosfer tespit edilmedi: Güneş'in Charon tarafından örtülmesi, Pluto'nun aksine (yukarıdaki resme bakınız) herhangi bir geçiş olmaksızın (ışık yoğunluğunun dikey değişimi) bir sinyal kaybına neden olur.
Hydra'nın birkaç pikselden oluşan ilk görüntüsü alınabilir. Uzatılmış (43 × 33 km ), yüzeyi esas olarak su buzundan oluşur. Nix'in eşit derecede güçlü pikselli bir görüntüsü, uçuştan birkaç gün sonra oluşturulur. Bu küçük uydunun 40 km'lik uzunluğunu ve uzamış şeklini doğrulamaktadır .
Plüton'a genel bakış, Plüton'un küçük uydularının temel özelliklerini (aşağıdaki tabloda özetlenmiştir) iyileştirmeyi mümkün kılar. Uzay sondası tarafından keşfedilen en şaşırtıcı şeylerden biri, güneş sistemindeki (ve Charon'daki) gezegenlerin çoğu uydusunun aksine, Plüton'un küçük uydularının Plüton ile eşzamanlı olarak dönmemesidir (cüceye her zaman aynı yüzü göstermezler). gezegen). Özellikle en dıştaki uydu olan Hydra , Plüton'un yörüngesini 38 günde, kendi etrafında ise 10 saatte döner. Kutupların ekseninin eğimi de atipiktir: Styx'in 82 ° eğimi vardır ve Nix'in ekseni 132 ° bile eğimlidir , bu da ayın hareketine göre ters yönde döndüğü anlamına gelir. Plüton'un etrafında. Ayrıca Nix'in dönüş hızı, keşfinden bu yana %10 azaldı. Bu özelliklere rağmen, bilim adamları, Charon ve Pluto'ya yakın görünümleri göz önüne alındığında, Plüton sistemi içinde küçük uyduların, hiç şüphesiz, en azından Nix ve Hydra için, küçük cisimlerin füzyonunun bir sonucu olarak, kendilerinin parçalanmasından kaynaklanan bir sonucu olduğuna inanıyorlar. Plüton'un eski uyduları. Nix'in ve Hydra'nın yüzeyinde birkaç küçük krater vardır, ancak hiçbir katman veya görünür kaya kayması yoktur. Diğer Pluto uydularının aranması yeni keşifler getirmedi ve eğer varsa, çok küçük olmalı.
Ay | Görünür büyüklük | kitle | Boyutlar | yörünge yarıçapı | Yörünge dönemi | Yörünge başına dönüş sayısı |
---|---|---|---|---|---|---|
Styx | 27 | 10 × 5,3 km | 42 656 ± 78 km | 20.2 gün | 6.22 | |
Nix | 23.5 | 54 × 41 × 36 km | 48 694 ± 3 km | 24.9 gün | 13.6 | |
Kerberos | 26.4 | 12 × 7,5 km | 57.783 ± 19 km | 32.2 gün | 6.04 | |
hidra | 23 | 43 × 33 km | 64 738 ± 3 km | 38,2 gün | 88.9 |
New Horizons, (486958) Arrokoth uçuşu sırasında veri topladı .
SWAP aracı , güneş sistemi yakınındaki hidrojen atomlarının yoğunluğunu 0.127 ± 0.015 cm -3 olarak tahmin etmeyi mümkün kıldı .