Репортаж с края Солнечной системы

Логотип компании
17.08.2015Автор
Репортаж с края Солнечной системы
Проект исследования дальних границ Солнечной системы уже можно считать успешным, хотя до завершения миссии еще далеко.

Спешка не ради рекорда

Что на борту станции

Долетела и…


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.

Спешка не ради рекорда

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.

Что на борту станции

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.

Репортаж с края Солнечной системы. Рис. 1

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.

Долетела и…

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.

Репортаж с края Солнечной системы. Рис. 2

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.

Репортаж с края Солнечной системы. Рис. 3

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.