New Horizons

New Horizons je americká planetárna sonda, určená na prieskum trpasličej planéty Pluto, jej mesiacov a ďalších transneptúnskych telies (TNO). Je to jediná sonda, ktorá bola kedy vyslaná k Plutu. O tri a pol roka neskôr tiež dodala ľudstvu informácie z blízkeho preletu zo zatiaľ najvzdialenejšieho telesa od Slnka, aký kedy prebehol - z planétky 2014 MU69.

2006-001A – New Horizons
Prevádzkovateľ:USA, NASA; JHU APL; SwRI
Výrobca:USA, JHU APL
Typ misie:planetárna sonda
Dátum štartu:19. január 2006, 19:00:00 UTC
Kozmodróm:Eastern Test Range
Nosná raketa:Atlas 5 / Star 48
Zánik:nie
NSSDC ID:2006-001A
Kat. číslo:28928
Hmotnosť:478 kg

Sondu postavilo a prevádzkuje Laboratórium aplikovanej fyziky (APL), Laurel, MD (USA) pri Univerzite Johna Hopkinsa. Projekt v rámci programu New Frontiers (nové hranice) financuje NASA.

Po svojom štarte 19. januára 2006 sa New Horizons stala najrýchlejšou sondou, akú kedy človek vypustil do vesmíru. Už 9 hodín po štarte preťala obežnú dráhu Mesiaca (kozmickým lodiam Apollo to trvalo 4 dni), o tri mesiace prekonala vzdialenosť Marsu od Slnka a za 13 mesiacov sa priblížila k Jupiteru, ktorý sa stal tiež čiastkovým cieľom jej výskumu. Napriek tomu jej dosiahnutie kedysi najvzdialenejšej planéty slnečnej sústavy potrvalo viac než deväť rokov. Po prelete okolo Pluta sonda pokračuje ďalej do vzdialenejších oblastí Kuiperovho pásu, kde sa stretla s druhým, v porovnaní s Plutom oveľa menším objektom 2014 MU69. Keďže jej rýchlosť je väčšia ako 3. kozmická rýchlosť, po dlhom čase sonda nenávratne opustí slnečnú sústavu. Na jej palube sa nachádzajú okrem iných zariadení tri optické prístroje, dva plazmové experimenty, detektor kozmického prachu a rádiové vybavenie na sondáž atmosféry.

Opis sondy
Schéma sondy zhora. Experimenty sú označené červenou farbou
Obrázok: NASA/APL
Schéma sondy zdola. Experimenty sú označené červenou farbou
Obrázok: NASA/APL

Trojosovo alebo rotáciou stabilizovaná sonda v tvare nízkeho nepravidelného šesťbokého hranolu s rozmermi základne približne 2,1 (resp. 2,7 m vrátane RTG) × 1,8 m a výškou 0,7 m (2,2 m vrátane anténneho systému a adaptéru pre pripojenie k nosnej rakete) je vybavená rádioizotopovým termoelektrickým generátorom RTG (Radioisotope Thermolectric Generator), dodávajúcim na začiatku misie 240 W (v roku 2015 minimálne 200 W) elektrickej energie. Ako zdroj slúži 11 kg oxidu plutoničitého 238PuO2. Sonda nesie sedem vedeckých experimentov s celkovou hmotnosťou 30 kg, a to:

  • vysokorozlišujúci spektrometer Alice pre extrémnu a vzdialenú ultrafialovú oblasť (spektrálny rozsah 50 – 180 nm, 1024 kanálov);
  • súprava kamier Ralph, ktorú tvoria:
    • kamery MVIC (Multispectra Visible Imaging Camera) pre viditeľnú oblasť (priestorové rozlíšenie 250 metrov na vzdialenosť 10 000 km), a to:
      • tri panchromatické kamery s detekčnými prvkami CCD;
      • štyri farebné kamery s detekčnými prvkami CCD;
  • infračervene zobrazujúci spektrometer LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) pre mapovanie rozloženia N2, CH4, CO, H2O a organických látok;
  • rádiový experiment REX (Radio Science Experiment) pre:
    • štúdium vlastností atmosféry Pluta zo zmien rádiových vĺn počas rádiového zákrytu sondy za planétou;
    • meranie rádiového žiarenia Pluta a ďalších telies slnečnej sústavy;
  • dlhofokálna kamera LORRI (Long Range Reconnaisance Imager) na snímkovanie Pluta a ďalších telies slnečnej sústavy (priestorové rozlíšenie 50 m na vzdialenosť 10 000 km);
  • prístroj SWAP (Solar Wind at Pluto) na štúdium interakcie planéty so slnečným vetrom, ktorý tvoria:
    • analyzátor plazmy RPA (Retarding Potential Analyzer);
    • elektrostatický analyzátor nabitých častíc ESA (Electrostatic Analyzer);
  • analyzátor energetických častíc PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation);
  • detektor kozmických prachových častíc SDC (Student Dust Counter).

Riadenie sondy zaisťuje procesor typu Mongoose V (taktovacia frekvencia 12 MHz). Vedecké a technické dáta sú zaznamenávané do dvoch polovodičových veľkokapacitných pamätí s kapacitou 2 × 64 Gbit. Komunikačný systém sondy pracuje v pásme X (8 GHz, prenosová rýchlosť od Pluta 800 bit/s). Predpokladá sa, že prenos všetkých dát z preletu okolo Pluta bude trvať 9 mesiacov. Sonda je ďalej vybavená 12 motorčekmi spaľujúcimi jednozložkové kvapalné pohonné látky (hydrazín) s ťahom 12 × 0,8 N a 4 silnejšími motorčekmi na rovnaké pohonné látky s ťahom 4 × 4,4 N; motorčeky sú rozdelené do dvoch nezávislých okruhov po 8 motorčekoch. Motorčeky slúžia na udržiavanie orientácie počas skúmania planét a počas korekčných manévrov; väčšinu doby preletu medziplanetárnym priestorom je orientácia udržiavaná rotáciou sondy rýchlosťou približne 5 ot./min. Na zisťovanie orientácie v priestore slúži inerciálna plošina IMU (Inertial Measurement Unit) a systém sledovačov hviezd.

Let sondy je po technickej stránke riadený zo strediska MOC (Mission Operations Center), umiestneného v areáli Johns Hopkins University, Laurel, MD. Prácu vedeckých prístrojov na palube zaisťuje stredisko SOC (Science Operations Center) na University of Colorado, Boulder, CO. Spojenie zaisťuje celosvetová sieť sledovacích staníc diaľkového kozmického spojenia DSN (Deep Space Network) organizácie NASA.

Priebeh letu
Štart sondy New Horizons
Sekvencia piatich záberov sondy zachytáva erupciu sopky Tvashtar na Jupiterovom mesiaci Io
Pluto v reálnych farbách, globálna mozaika

Nosná raketa typu Atlas 5 model 551 (výr. č. AV-010) s urýchľovacím tretím stupňom Star 48 vzlietla po niekoľkých odkladoch, spôsobených prevažne zlým počasím, z rampy SLC-41 kozmodrómu Eastern Test Range na Floride 19. januára 2006 o 19:00:00 svetového času (UT). O 19:41:41 UT tretí stupeň naviedol užitočné zaťaženie na hyperbolickú únikovú dráhu zo zemského gravitačného poľa, o 19:44:55 UT sa od tohto stupňa sonda oddelila a začala samostatnú púť k Jupiteru a ďalej k Plutu. Stala sa tak zatiaľ najrýchlejšie sa pohybujúcim umelým kozmickým telesom v zemskom gravitačnom poli. Vyhorený raketový stupeň Star 48B sa nachádza na podobnej dráhe ako samotná sonda, ale postupne sa od nej vzďaľuje. Pluto minie raketový stupeň vo vzdialenosti približne 200 miliónov kilometrov.

Riadiace stredisko overovalo funkcie sondy a vykonalo niekoľko malých korekcií dráhy. Okolo 04:00 UT dňa 20. januára sonda prekročila dráhu Mesiaca a 78 dní po štarte (7. apríla) prekročila dráhu Marsu. Planéta sa vtedy nachádzala v inej časti svojej dráhy, takže nebolo možné ju pozorovať. 5. apríla 2006 bol do palubnej pamäte sondy nainštalovaný nový softvér C&DH 3.5 (Command and Data Handling). V máji 2006 vstúpila sonda do hlavného pásma planétok. Jej dráha jej však neumožňovala stretnúť sa s nijakým jeho väčším objektom a prípadné dráhové korekcie, aby sa sonda priblížila k nejakej planétke, boli zamietnuté. Napriek tomu sonda odoslala isté údaje o planétke 2002 JF56, ktorú minula vo vzdialenosti 101 867 km. Pri tomto prelete odskúšala navádzanie prístrojov na rýchlo sa pohybujúci objekt.

Prelet okolo Jupitera

4. septembra 2006 sonda po prvýkrát vyfotografovala približujúci sa Jupiter, hoci bola od neho ešte 291 miliónov km ďaleko. Etapa preletu sondy okolo planéty bola oficiálne zahájená začiatkom januára 2007. 5. januára prebehlo prvé skúšobné pozorovanie Jupitera a 8. januára sa začalo zatiaľ čiernobiele snímkovanie. Sonda snímkovala tiež už z veľkých vzdialenosti Jupiterove mesiace, jednak kvôli nácviku optickej navigácie a jednak sa pomocou nich vykonávala kalibrácia prístrojov. V polovici februára už bol New Horizons tak blízko Jupitera, že planéta sa pri pohľade zo sondy javila veľká ako Mesiac v splne. S približujúcim sa cieľom vzrastala aj intenzita vedeckých výskumov. Sledovali sa nielen útvary v Jupiterovej atmosfére, ale aj povrch niektorých jeho mesiacov. 27. februára úspešne prebehol gravitačný manéver, ktorý sondu definitívne naviedol na cestu k Plutu. Gravitačné pole Jupitera pridalo sonde rýchlosť 3.9 km/s. Najbližšie priblíženie k planéte nastalo 27. februára 2007 v čase 05:43 UT vo vzdialenosti 2,3 milióna km. Podľa telemetrických údajov systémy sondy prekonali silnú radiáciu, ktorej boli vystavené počas najväčšieho priblíženia, bez problémov. Sonda postupne vysielala namerané údaje z preletu.

8. júna 2008 prekročil New Horizons dráhu Saturnu. V priebehu preletu medzi Jupiterom a Plutom boli všetky vedecké prístroje a väčšina systémov sondy hibernované a spúšťané približne raz ročne pre komplexné zistenie ich technického stavu.

Prelet okolo sústavy Pluta

Okolo Pluta preletela 14. júla 2015. Sledovanie Pluta začalo 6 mesiacov pred najväčším priblížením a pokračovalo až 1 mesiac po ňom. Diaľkové snímkovanie získalo globálnu mapu Pluta a Chárona s detailami s veľkosťou 40 km. Okolo trpasličej planéty preletela v minimálnej vzdialenosti 12 512 km. K maximálnemu priblíženiu došlo o 13:49:57 stredoeurópskeho letného času. Celých 24 hodín okolo preletu sonda nevysielala na Zem žiadne vedecké informácie, aby čas najbližšieho priblíženia využila v čo najväčšej miere na vedeckú prácu. Po pripočítaní štyri a pol hodinového zdržania spôsobeného letom signálu zo vzdialenosti vyše 4,77 miliárd kilometrov dorazili prvé údaje z preletu až 15. júla. Sonda o 02:54 nášho času ohlásila, že prelet prežila v poriadku. Namerané údaje vysielala celý zvyšok roka 2015 a pokračovala s tým aj v nasledujúcom roku.

Prelet okolo Ultima Thule

1. januára 2019 sa stretla s planétkou 2014 MU69, najvzdialenejším objektom, ktorý bol a aj dlho bude preskúmaný kozmickou sondou. Objekt má neoficiálnu prezývku Ultima Thule. Prvé blízke snímky potvrdili špekuláciu, že ide o kontaktnú dvojplanétku, prvú kedy navštívenú kozmickou sondou. Teleso bolo objavené až v roku 2014, čiže v dobe, kedy bola New Horizons už osem rokov vo vesmíre. Stalo sa prvým telesom, ktoré bolo objavené až potom, ako odštartovala sonda pre jeho prieskum. Neskorý objav tiež spôsobil ťažkosti pri navigácii, pretože od objavu do preletu bolo o parametroch obežnej dráhy planétky známych primálo informácií. Z tohto dôvodu nebolo dlho isté ani to, ktorým smerom má New Horizons vôbec zamieriť svoje objektívy, aby na nich objekt bol. Sonda preto pred preletom vykonala kompletné skenovanie celej oblasti, v ktorej sa Ultima Thule mohla nachádzať. Orientácia sondy mohla byť upravená najneskôr tri dni pred preletom.

Koncom 29. decembra 2018 začala sonda o planétke zbierať viac údajov. V tej dobe sa aj na snímkach jej najlepšej kamery toto malé teleso stále javilo ako jednopixelový bod. 1. januára o 6:33 sa sonda priblížila k planétke na minimálnu vzdialenosť - 3 500 kilometrov. Sonda prelet prežila bez problémov a uložila si údaje z neho do palubnej pamäte, odkiaľ ich postupne bude vysielať na Zem.

Plánovaný ďalší priebeh letu
Objekt Kuiperovho pásu Ultima Thule, zobrazený sondou New Horizons zo vzdialenosti 6 700 km

Expedícia má potom pokračovať až do roku 2020. Počas tejto doby sa bude pohybovať oblasťou Kuiperovho pásu.

Časový harmonogram letu
  • 18. marec 2011 - sonda preletela obežnú dráhu planéty Urán
  • 24. august 2014 - sonda preletela obežnú dráhu planéty Neptún
  • 14. júl 2015 - blízky prelet okolo Pluta
  • 14. júl 2015 - blízky prelet okolo mesiaca Cháron
  • 1. január 2019 - prelet okolo objektu 2014 MU69

Iné projekty
  • Commons ponúka multimediálne súbory na tému New Horizons

Externé odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.