New Horizons
New Horizons jest amerykańską sondą kosmiczną przewidzianą do zbadania planety karłowatej Plutona i jej księżyców Charona, Hydry i Nixa. Kolejnym celem misji jest badanie obiektów pasa Kuipera. Sonda wystartowała 19 stycznia 2006 roku, doleci do swojego głównego celu w 2015 roku. W momencie wystrzelenia była to najszybciej poruszająca się sonda (prędkość 16,26 km/s), orbitę Księżyca osiągnęła po 9 godzinach lotu. Koszt całej misji planowanej na lata 2001-2016 jest szacowany na 700 mln USD.
New Horizons jest pierwszą misją New Frontiers Program, który służy eksploracji Układu Słonecznego. W założeniu misje w ramach tego programu mają być częste, o stosunkowo niskim budżecie (do 700 mln USD) i o silnie naukowym celu. Jest to program nieco bardziej zaawansowany i o większym budżecie od programu Discovery (w ramach, którego powstał choćby MESSENGER). Natomiast bardziej zaawansowanym i najbardziej rozbudowanym jest program misji flagowych, o budżecie rzędu 2-3 mld USD na misję. Kolejną misją z programu New Frontiers będzie Juno. Warto także dodać, że w ramach tego programu nie może być finansowana żadna misja na Marsa, który ma własny program (Scout).
Cele misji:Pożądane:- Analiza budowy geologicznej i morfologicznej Plutona i Charona.
- Określenie składu powierzchni Plutona i Charona.
- Analiza atmosfery Plutona i tempa jej utraty.
Ważne:- Obserwacja zmian w czasie występujących na powierzchni i w atmosferze Plutona.
- Wykonanie stereoskopowych zdjęć Plutona i Charona.
- Obserwacja w wysokiej rozdzielczości terminatorów (linii dzień/noc) Plutona i Charona
- Obserwacja w wysokiej rozdzielczości kompozycji wybranych obszarów Plutona i Charona
- Obserwacja jonosfery Plutona i jej interakcji z wiatrem słonecznym.
- Poszukiwanie związków (węglowodory, nitryle) w wyższych partiach atmosfery Plutona
- Weryfikacja istnienia atmosfery wokół Charona.
- Określenie bolometrycznych powiązań odbić światła dla Plutona i Charona
- Pomiary temperatury powierzchni Plutona i Charona.
Pożądane- Scharakteryzowanie środowiska energetycznego cząsteczek Plutona i Charona
- Uzyskanie dokładniejszych wartości podstawowych parametrów fizycznych (promień, masa, gęstość) i elementów orbity Plutona i Charona.
- Poszukiwanie pola magnetycznego Plutona i Charona.
- Poszukiwanie obiektów orbitujących wokół Plutona (pierścieni i nowych księżyców).
Na etapie planowania misji istniały zadania z zakresu badań pola magnetycznego Plutona Zabudowa magnetometru została porzucone, ze względu na przekroczenie limitów wagowych i obawy przed opóźnieniami. Inna aparatura badawcza prawdopodobnie będzie mogła pośrednio zbadać pole magnetyczne planety karłowatej.
NASA ogłosi sukces misji, po wypełnieniu celów pożądanych. Biorąc pod uwagę oprzyrządowanie na pokładzie sondy, także pozostałe cele są możliwe do spełnienia.
Budowa sondy
Korpus sondy ma kształt graniastosłupa trójkątnego o wadze 478 kg (łącznie z paliwem). Podstawowe wymiary to 68 cm grubości, 211 cm długości i szerokości 274 cm. Na górnej płaszczyźnie jest zamontowana antena o średnicy 2,1 metra. Wysokość sondy mierzona od podstawy mocowania do szczytu anteny to 220 cm. Wiele elementów składowych jest pochodną systemów sondy CONTOUR. Struktura sondy została zbudowana z aluminium oraz tytanu. Głównym zadaniem struktury jest zapewnienie ochrony przed promieniowaniem kosmicznym, promieniowaniem z RTG, zapewnienie izolacji termicznej oraz odpowiednie wyważenie sondy. Z tego powodu bryła pojazdu jest większa niż wymagałaby to aparatura zamontowana na pokładzie i można spotkać puste miejsca wewnątrz. Na pokładzie sondy umieszczono płytę CD z nazwiskami 435 000 osób, które wpisały się na listę chętnych. Na pokładzie sondy znajduje się także amerykańska flaga, niewielki kawałek kadłuba samolotu rakietowego SpaceShipOne oraz mała urna z prochami odkrywcy Plutona Clyde'a Tombaugha.
W jednym z narożników sondy zamontowany jest pojedynczy generator radioizotopowy (z 11 kg dwutlenku plutonu 238 na pokładzie), służący jako źródło zasilania. Początkowo dostarczał on dla sondy ok. 240W, następnie moc zaczęła spadać, gdy sonda będzie dolatywać do Plutona RTG będzie generować ok. 200W mocy, co oznacza spadek 3,5W na rok. Jest to wystarczająca ilość energii, ponieważ sonda była projektowana na zużycie energii na poziomie 100W, co w przypadku braku problemów technicznych może gwarantować powodzenie misji rozszerzonej (badanie pasa Kuipera). New Horizons nie posiada baterii do przechowywania energii elektrycznej, co jest typowe dla obiektów zasilanych RTG. Źródło energii zostało zamontowane, gdy sonda znajdowała się już w osłonie areodynamicznej na terenie kompleksu startowego:
Sonda posiada 16 silników rakietowych zasilanych hydrazyną. Jednak nie służą one celom napędowym, gdyż pełną prędkość zapewniła pojazdowi rakieta Atlas5. Silniczki, rozmieszczone w 8 miejscach sondy służą korektom kursu. System napędowy jest zdublowany, 4 silniki o ciągu 4,4N (i 4 zapasowe) służą do korekt lotu, kolejne 4 (plus 4 zapasowe) zapewniające 0,8N ciągu służą do kontroli obrotu sondy. Sama sonda została zatankowana 77 kg paliwa, które umieszczone w lekkim tytanowym zbiorniku. Tradycyjnie do transportu paliwa w sondzie użyto sprężonego helu.
Do komunikacji jest używana łączność radiowa na paśmie X. New Horizons komunikuje się z systemem Deep Space Network. Sonda posiada 4 anteny, jedną zabudowaną niejako wewnątrz pierścienia mocującego satelitę do rakiety nosiciela, używana jedynie podczas początkowej fazy lotu, niedaleko od Ziemi. Większa antena (HGA) o średnicy 2,1 metra znajduje się u góry. Ponadto w strukturze tego nadajnika zabudowane są 2 inne anteny (o średnim uzysku MGA i niskim uzysku LGA).
Cały system komunikacyjny sondy jest zdublowany, poza oczywiście strukturą głównej anteny. Komunikacja na tak dużych odległościach jest wielkim wyzwaniem, prędkość transmisji danych przy sprzyjających warunkach będzie oscylować w okolicach 700 bitów na sekundę.
Aparatura naukowa:
• Ultraviolet Imaging Spectrometer (Alice) — spektrometr obrazujący w ultrafiolecie badający skład i strukturę atmosfery; obserwacje w zakresie długości fal 465 — 1880 Å
• Visible Imager and Imaging Spectrometer (Ralph) — instrument składający się z dwóch części:
o Multispectral Visible Imaging Camera (Ralph/MVIC) — kamera multispektralna w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni wykona panchromatyczne i barwne mapy powierzchni badanych ciał; obserwacje w zakresie długości fal 400 — 975 nm
o Linear Etalon Imaging Spectral Array (Ralph/LEISA) — spektrometr mapujący w bliskiej podczerwieni wykonujący mapy mineralogiczne i pomiary temperatury powierzchni; obserwacje w zakresie długości fali 1250 — 2500 nm
• Radio Science Experiment (REX) — pomiary ciśnienia i temperatury atmosfery oraz gęstości jonosfery, pomiary masy i rozmiarów badanych ciał
• Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) — kamera panchromatyczna wysokiej rozdzielczości; obserwacje w zakresie długości fal 350 — 850 nm
• Solar Wind at Pluto (SWAP) — detektor cząstek wiatru słonecznego; wykona pomiary prędkości i gęstości wiatru słonecznego oraz tempa ucieczki atmosfery Plutona
• Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI) — spektrometr cząstek naładowanych
• Venetia Burney Student Dust Counter (VB-SDC) — czujnik cząstek pyłowych
Wątek: New Horizons - misja podstawowa (Przeczytany 300653 razy)