New Horizons

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
2006-001A – New Horizons
New horizons Pluto.jpg
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
uprav

New Horizons je americká planetárna sonda, určená na prieskum planéty Pluto, jej mesiacov a doteraz neurčených transneptúnskych telies (TNO). 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 potrvá deväť rokov. Po prelete okolo Pluta sonda bude pokračovať ďalej do vzdialenejších oblastí Kuiperovho pásu a nie je vylúčené jej stretnutie s nejakým jeho objektom. Keďže jej rýchlosť je väčšia ako 3. kozmická rýchlosť, po dlhom čase sonda nenávratne opustí slnečnú sústavu. Na jej palube sa nachádzajú tri optické prístroje, dva plazmové experimenty, detektor kozmického prachu a rádiové vybavenie na sondáž atmosféry.

Opis sondy[upraviť | upraviť zdroj]

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  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 na 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[upraviť | upraviť zdroj]

Štart sondy New Horizons
Sekvencia piatich záberov sondy zachytáva erupciu sopky Tvashtar na Jupiterovom mesiaci Io

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 a 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[upraviť | upraviť zdroj]

4. septembra 2006 sonda po prvýkrát vyfotografovala približujúci sa Jupiter, hoci bola od neho ešte 291 milióna 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 jej 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 z neho 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 naviedol definitívne 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.

Plánovaný ďalší priebeh letu[upraviť | upraviť zdroj]

Okolo Pluta by mala preletieť 14. júla 2015. V priebehu preletu medzi Jupiterom a Plutom bude väčšina systémov sondy a všetky vedecké prístroje hibernované a budú zapájané približne raz ročne pre komplexné zistenie ich technického stavu. Sledovanie Pluta začne 6 mesiacov pred najväčším priblížením a bude pokračovať až 1 mesiac po ňom. Diaľkové snímovanie získa globálnu mapu Pluta a Chárona s detailami s veľkosťou 40 km. Okolo planéty by mala preletieť v minimálnej vzdialenosti 10 000 km, okolo Charónu vo vzdialenosti 27 000 km rýchlosťou približne 14 km/s. Počas najväčšieho priblíženia by prístroje mali urobiť snímky s rozlíšením až 25 m/pixel, 4-farebnú celkovú mapu viditeľnej strany s rozlíšením 1,6 km, celkovú infračervenú spektrálnu mapu s rozlíšením 7 km/pixel a 0,6 km/pixel pre vybrané oblasti.

Expedícia má potom pokračovať až do roku 2020. Počas tejto doby sa bude pohybovať oblasťou Kuiperovho pásu, kde sa ráta s prieskumom doteraz neurčených transneptúnskych objektov.

Časový harmonogram letu[upraviť | upraviť zdroj]

  • 18. marec 2011 - sonda preletí okolo planéty Urán
  • 24. august 2014 - sonda preletí okolo planéty Neptún
  • 14. júl 2015 - blízky prelet okolo Pluta (približne o 11:47 UTC vo vzdialenosti 13,700 km, rýchlosťou 13,78 km/s)
  • 14. júl 2015 - blízky prelet okolo mesiaca Cháron (približne o 12:01 UTC vo vzdialenosti 29,500 km, rýchlosťou 13,87 km/s)
  • 2016-2020 - možné prelety okolo objektov Kuiperovho pásu
  • 2029 - sonda opustí slnečnú sústavu

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]

Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]