Проходячи Плуто з новими горизонтами

Цього тижня ми чекаємо на історичну подію – вперше апарат Землі буде літати минулим Плуто. Пробе «Нові горизонти» вдень 14 липня відбудеться на відстані лише 12 500 км від карликової планети. Але через те, що швидкість даних на таких дистанціях буде близько 1 кілограм на секунду, дані зонду будуть передані протягом місяця. Дивитися на флайму Pluto в онлайн трансляцію не вийде, але це не проблема. Завдяки громаді ентузіастів, ми можемо літати минуле Pluto практично, в тренажері за космосом Orbiter, і майже побачити, як цей захід буде йти.

Трохи matchmaking

"Нові горизонти" в установці та тестовому комплексі

Нові горизонти мають початкову масу 478 кг, з яких 77 кг є паливом (гідразину) і 30 кг є науковим обладнанням. В якості джерела електричної енергії РИТЕГ з 11 кг флютонію-238 використовується. В час прибуття в Плуто, RITEG виробляє близько 200 Вт потужності. Пристрій загортається в багатошаровому теплоізоляційному покритті (dacron, Mylar, Capton), який також служить для захисту від мікрометеоритів, і підігрівається теплом, що випускається під час електроніки. Для вивантаження зайвого тепла в внутрішніх регіонах сонячної системи передбачені жалюзі, а якщо нагрів від електроніки недостатньо, то автоматизація вийде на опалювальні прилади. Пробе має дві низькогаінові антени (для короткочасного зв'язку) і одну середню і високогайнову антену кожен. Система двигуна складається з 16 двигунів, що поєднуються в дві групи 8 для більшої надійності. У кожній групі застосовуються два двигуни з тягаром 0,5 кг для корекції траєкторії, а 6 двигунів з тягаром 80 грам для орієнтації. Навісний комп'ютер має радіаційно стійкий процесор з частотою 12 МГц і твердим державним приводом 8 ГБ. Комп'ютер і диск також дублюються. Для визначення положення пристрою в просторі використовуються два стельові датчики, два сонячні датчики (збереження) та два інертних вимірювальні блоки з гіроскопами та акселерометрами. Орієнтація пристрою в просторі здійснюється за допомогою двигунів, в режимі польоту до цільового зонда також стабілізується обертанням.







На борту New Horizons встановлено сім наукових інструментів:

• Аліса.УФ-спектр. Його завдання – визначити параметри атмосфери Плуто. У режимі атмосферного світаю вона захоплює те, що атмосфера випромінює в діапазоні УФ, а в режимі екліпса, коли нові горизонти будуть літати через тіні Плуто, він визначить склад атмосфери за спектром поглинання сонячних променів. Редагування цього пристрою також на пробі Ростита.
• Ральфй Камера і спектрометр видимих і інфрачервоних смуг. Це дасть нам чорні і білі і кольорові зображення поверхні і навіть стерео зображення для вивчення топографічної.
• лоррій Виявний телескоп для довготонічних опитувань і докладних поверхневих зображень. Спочатку вони говорили про роздільну здатність 50 м / піксель, тепер вони називають цифрою 100 м, ми побачимо, що відбувається в кінці.
• СКАЧАТИй Сонячний вітроаналізатор. Найбільший інструмент у своєму класі через відстань Плуто від Сонця.
• ЛЮКСй Спектрометр енергетичних частинок. Він доповнює і відрізняється від SWAP, в якому він може зафіксувати частинки набагато вище енергії.
• СДКй Студентний космічний пилосос. Захоплює масу і швидкість частинок, які з'являються нові горизонти.
• Редакціяй Висока антени буде використовуватися не тільки для спілкування з Землею, але і для того, щоб зробити атмосферу Плуто в радіоблоці.

Запуск

Підготовка і запуск не були без проблем. На осінь 2005 р. Гурган Вільма прийшов до мису Канверал, який пошкоджений першим етапом акселератора фрагментами воріт установки і тестового комплексу. Прискорювач повинен бути змінений. Паливний бак першого етапу повинен бути додатково перевірений, оскільки аналогічний бак згорнувся під час випробувань. Всі ці інциденти перенесли початок з 11 до 17 січня. Щодня балістична ситуація погіршилася, Земля була відходить від перицентру його орбіти, а для подолання пам'яті Землі і Сонця довелося витрачати більше палива. Менше палива залишається для прискорення, і це подовжено шлях до Плуто. І запустився після лютого 2 неможливим гравіюванням Юпітера, яка затримала місію ще більше.
17 січня старт не відбувся - сильний вітер, не допущений. 18 січня центр управління зоною зонда раптово знежирений. 19 січня старту було перенесено на 52 хвилини через низький хмарний покрив, але, нарешті, о 19:00 UTC New Horizons відійшов з землі:



Після близько 100 секунд, бокові прискорювачі першого етапу відокремили, були стільки, як п'ять з них - найсвіжіші версії авто запуску Atlas V використовували для запуску. На першому етапі з’явились чотири і півхвилини, російські двигуни РД-180 на першому етапі, а через десять хвилин через другий етап вступили на довідкову орбіту. Після двадцять хвилинної паузи, другий ступінковий двигун знову перетворився, а нові горизонти досягали швидкості 12.4 км / с. Потім вийшов поворот верхнього етапу твердого палива Star-48. З'єднання зонда і верхнього етапу було захоплено до 60 революцій за хвилину, а після ~80 секунд роботи двигуна New Horizons прискорено до 16 км / порівняно з Землю, ставши першим пристроєм для розробки третьої космічної швидкості відразу з орбіти Землі (Піонери і Вейджери досягали його тільки після гравітаційного маневру на Юпітер).


Анімація поділу з верхнього етапу та подальшого рейсу

Через рік, у лютому 2007 року, Нью-Горизонти гасять минулий Юпітер на відстані 2.3 млн км (близько 32 діаметрів), отримують «вільний» 4 км / с через гравітаційний маневр і скорочуючи шлях до Плуто на три роки. Наукові інструменти не тільки випробувані в реальному сценарії проходження небесного тіла, але й зібрані цікаві дані. Після закінчення Галілоської місії в 2003 році ніхто не відвідав околиця Юпітера, а інструменти нових горизонтів були набагато краще.



Велике червоне пляма з очей Ральф



Анімація вулкана на Іо

Після того, як Юпітер, нові горизонти летять за роки сну. Пробе перетнула орбіту Сатурна у червні 2008 року та Урану у березні 2011 року. Не дивлячись на те, що деякі пристрої почали працювати раніше, зонд «покидати» повністю. 6 грудня 2014 р. І з січня ми збираємося ближче і ближче зображення Плуто і його місяцями:



р.

р.

Плюто. Найновіші фото з 11 липня

Cyclogram of Flyby вже відомий, його можна переглянути, завантаживши додаток НАСА Очі з офіційного веб-сайту або перегляд запису на YouTube (зрозуміло розширити на повноекранному екрані):



І ви і я буду дивитися на це літа в Орбітері. Для цього нам потрібно:

• Орбітер сам.
• Додаток "Плуто і Місяці"
• Додаток "Нові горизонти"
• Нові горизонти Pluto Encounter

Процедура монтажу:

1. Розпакувати в папці тренажер "Плуто і Місяці".
2. У папці. Головна додати тренажер до файлу Сол.цфг. Лінія
   Планета## = Pluto Pluto:Moon1 = Charon Pluto:Moon2 = Nix Pluto:Moon3 = Hydra заміною сітки з номером планети. У моєму випадку, останнє число було 8, змінено ## до 9:
   
   
   
3. Розпакуйте в папку тренажера New Horizons.
4. Розпакуйте в папку New Horizons Pluto Encounter, перерахувавши існуючі файли.

Запуск Орбітера. Що називається скрипт. Нові горизонти - Pluto Encounter


Гей, Плюто!


Ключі керування:

• Ф1 Переключення погляду з першої / третьої особи.
• Твитнуть Швидкість до 10 разів, РРР - уповільнення.
• Ключі керування орієнтація:
  , Україна
  
  І дуже корисний. Нам 5 Припиняє обертання на всіх соках.
• З З З Зменшити поле зору (закриває об'єкт), Р Підвищити поле зору (поставте об'єкт)
• Ф9 Режим планетарію, з підписаними іменами об’єктів та сузір’ями.
• Х - Індикаторний режим на вітрове скло. Циклічно перемикачі орбіти / поверхневі / докінгові режими.

Плюто на увазі:


14 липня:


11:11 UTC, Pluto і Charon закривати, до точки максимальної конвергенції менше години.


11:32 UTC. Чи будуть нові горизонти зробити це фото?
р.

11:50 ОТГ (14:50 ГРН). Точка максимальної конвергенції вже на зовнішній стороні орбіти Плуто, звідси вона буде видно як хворий.


12:50 UTC (15:50 ГРН). Введення тіні Плуто. Спектрометр Аліси збере деякі цікаві дані тут.
499 р.

14:15 UTC (17:15 GMT). Ми вводимо тінь Шарона.


~20 годин UTC 14 липня. З цієї точки, нові горизонти повинні надсилати сигнал «домашній дзвінок», що вказує на те, що все добре пішли. Земельна ділянка, яка відбудеться близько 4 ранку в Москві.


Маленькі запитанняЧи буде онлайн-трансляція зонду?
Ні, це не буде. 14 липня пробе буде літати практично весь час в радіо тиші. Це пов'язано з тим, що антени та наукові інструменти жорстко кріпляться до корпусу, і ви можете збирати дані або передавати її на Землю. Крім того, швидкість передачі даних низька, в області 1 кілограм на секунду. У цьому режимі одна фото ЛОРРИ буде передана близько години. Не кажучи вже про те, що антени Deep Space Network, які працюють з міжпланетними станціями, не повністю присвячені потребам нових горизонтів, є достатні станції в Сонячній системі для роботи з, і новий Horizons MCC щасливий, якщо він отримує 8 годин антенного часу на добу.

Але що орієнтуватися на те, які події очікувати?
Найголовніший захід, який буде відомий публіці, є «домашній дзвінок» близько 4 м.кв. Це буде означати, що нові горизонти не зіткнулися з чимось, не пішли в безпечний режим, і не виникало інших інцидентів.

Коли будуть нові унікальні фотографії?
Фото Плюто з сайту максимальної конвергенції очікується отримання 15 липня, фото Чарона очікується 16 липня. У період з 18 по 18 липня по 18 липня відбудеться перша кольорова фотографія. Передача всіх зібраних даних буде проводитися за місяць, планується завершити в 2016 році.

Чому це так повільно?
Швидкість спілкування визначається можливістю відрізнити сигнал від шуму. У дуже простих умовах менша потужність передавача, менша антена і чим довше відстань, тим повільніше дані повинні передаватися таким чином, що вона може бути розмонтована на приймальній стороні. Антена розмір телескопа Arecibo, що працює атомними електростанціями, зможе передавати дані в гігабітах, якщо не terabits на секунду. "Нові горизонти" з антеною діаметром 2 метрів і джерелом енергії на борту 200 Вт повинен бути вміст з набагато менше.
Дивись також теореми Шаннона для каналу шуму.

Що станеться в New Horizons поруч?
Після того, як флайс Плуто, пошук буде виконаний для відповідного об'єкта в ремені Куйпер. Особливість траєкторії означає, що відповідна мета повинна бути в дуже вузькій конзі, наприклад, Eris, як ціль не підходить.

Чи можливо на орбіті Pluto?
"Нові горизонти" мають швидкість відносно Плуто ~13 км / с. Всього запасів палива на зонді буде достатньо змінити швидкість ~ 500 м / с. А якщо ми розробили судно випадково змінивши співвідношення частин, то гальмування на хімічні двигуни станції вагою 478 кг буде доставлено близько 6 кілограмів на орбіту Плуто, включаючи двигуни, які б виготовляли бруківки і резервуари, де буде зберігатися паливо.
У той же час місія на орбіту Плуто теоретично можливо. Але вона буде вимагати:

1. Декади для гравітаційних маневрів або просто уповільнювача руху (до нижчої відносної швидкості)
2. Використання ядерних двигунів або пакету ядерних реакторів та іонних двигунів.
3. За допомогою важкого запуску транспортного засобу, щоб принести набагато більшу початкову масу на орбіту Землі.

На цьому фоні ідея прискорення відносно невеликого космічних апаратів до високої швидкості, що летить до Плуто всього десять років і збирання інформації з шляху польоту виглядає швидко, дешево і ефективно.

Де зараз?
Якщо ви подивитеся на небо після середини дня і малюйте психічну лінію через Денеб і Альтаї, то Плуто буде низьким над горизонтом в сузір'ї Сагітараю. Його величина 14, а не аматорські телескопи не побачать Плуто.



Орбітерські теги інші публікації про віртуальний простір подорожі.

У підготовці видання використані матеріали журналу «Космічні новини». Тепер журнал можна придбати не тільки в папці, але і в цифровій формі, в додатку «VipishiSmart: цифровий прес», доступний для iOS і Android.

Джерело: geektimes.ru/post/253316/