Репортаж с края Солнечной системы
Автоматическая межпланетная станция New Horizons, в шутку прозванная «роялем с тарелкой» (из-за внешнего сходства), проделала путь длиной в девять с лишним лет и достигла своей основной цели – Плутона, расположенного на краю Солнечной системы, в окрестностях астероидного пояса Койпера.
С момента возникновения идеи (в 1990-х гг.) ее воплощение в жизнь постоянно откладывалось. И лишь в 2004-м из-за возросшего интереса к поясу Койпера разработчики получили добро. Первоначальная стоимость проекта составляла около $650 млн (2006 г.), но, скорее всего, оказалась выше.
Проект во многом уникален – заткнул за пояс даже старичка Voyager-1, столь велика разница в технологиях. Начнем с того, что в космос New Horizons выводила одна из самых мощных ракет современности – Atlas V, оснащенная российскими двигателями первой ступени. Примечательно, что, способная отправить на орбиту 20 тонн груза, она использовалась исключительно для придания 478-килограммовой станции максимальной стартовой скорости –16 км/с. Это самое большое ускорение, с которым подобные аппараты когда-либо покидали околоземную орбиту. К примеру, New Horizons долетел бы с ней до Луны за неполные 9 часов, а до Юпитера – за 13 месяцев. На преодоление расстояния от Земли до Луны модулю Apollo потребовалось бы трое суток, а Voyager добирался бы до Юпитера больше двух лет.
Причины спешки не в стремлении установить рекорд. Дело в том, что Плутон периодически приближается к Солнцу и важно было застать его на минимальном расстоянии да еще в такой фазе, когда возможно изучить атмосферу, что называется, на просвет. Ожидалось, что с 2015 по 2020 год карликовая планета отдалится от нашего светила настолько, что газовая прослойка замерзнет и большинство научных задач останутся нерешенными.
Второе ограничение накладывал срок службы топливного элемента. Традиционно в таких аппаратах применяется радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), емкость которого постепенно снижается. Так, на борту станции разместили энергоустановку мощностью 240 Вт: согласно расчетам, при условии потери 5% в год к достижению цели (Плутона) она выдавала бы нужные 200 Вт. Задержка в пути означала снижение мощности топливного элемента ниже достаточной для нормальной работы.
На New Horizons установлены две системы: одна отвечает за управление и телеметрию, другая за обработку данных. А поскольку обе продублированы, то всего на борту четыре компьютера. Интересный факт: на роль центрального процессора выбрана радиационно защищенная версия MIPS R3000 (Mongoose-V) – того, что стучал в груди выпущенной в 1994 году Sony PlayStation. Объяснение простое: предпочли не самый быстрый, а самый надежный и стабильный чип. Под управлением компьютера работают все бортовые измерительные приборы, включая ультрафиолетовый спектрометр Alice, многофункциональную камеру Ralph, телескоп LORRI, анализаторы атмосферы SWAP и PEPSSI, радиозонд REX и датчик космической пыли SDC.
Измерительные приборы на борту станции
На станции нашлось место и для капсулы с прахом первооткрывателя Плутона – американского астронома Клайда Томбо (Clyde Tombaugh), а также двух компакт-дисков с именами почти полумиллиона участников акции Send Your Name to Pluto и фотоснимками разработчиков. Плюс пара монет, два флага США, почтовая марка (Pluto: Not Yet Explored) и фрагмент первого коммерческого шаттла SpaceShip 1.
Достигнутой при старте скорости оказалось недостаточно: аппарат ни за что не уложился бы в срок, если бы ее не повысили за счет гравитационных маневров и собственных двигателей до 21 км/с, а впоследствии, истратив часть бортового топлива, еще на 1,08 м/с. В целом полет прошел практически без накладок, если не считать сбоя в работе компьютеров, повлекшего необходимость перезапуска системы. Но, кроме потери части информации по Юпитеру, никаких серьезных проблем это не породило. New Horizons вышла в расчетную точку в установленное время и после тестирования всех систем начала накапливать и передавать результаты наблюдений.
У специалистов NASA праздник
Полученные на подлете снимки по качеству и содержанию значительно превышают сделанные телескопом Hubble. В частности, на поверхности Плутона обнаружено уникальное плато, покрытое льдом. Кроме того, подтверждена информация о колебаниях погоды и сложных геотектонических процессах в коре планеты, установлено движение ледников и найдены органические вещества, опровергнута теория о турбулентной природе атмосферы. Наконец, измерена скорость потери массы Плутона (около 500 тонн в час) и проведено много других важных исследований.
Снимок Плутона
Выводы
Пока рано подводить итоги, поскольку информация продолжает поступать на Землю. И процесс этот совсем не быстрый: скорость передачи ограничена 96 байт/с (1 Мбайт доходит за 3 часа) – на сегодня получено не более 3%, и ученые рассчитывают, что оставшиеся данные удастся загрузить не ранее чем за 16 месяцев. Далее предполагается, что станция пропутешествует к следующему объекту в астероидном поясе, к какому из двух, решат в августе. Встреча с ним произойдет в 2019-м, а вся программа рассчитана на период до 2026 года. Если все пройдет успешно, о миссии New Horizons будут написаны трактаты.
Опубликовано 17.08.2015