New Horizons: Kosmoselaev, mis viib selle avastaja tuha Plutole

New Horizons: Kosmoselaev, mis viib selle avastaja tuha Plutole

Umbes 30 grammi Clyde Tombaughi tuha lennab New Horizons-i lauaal, vaikne mälestus mehele, kes Pluto avastas ja ei näinud seda kunagi lähedalt.

New Horizons veetis kümme aastat päikesesüsteemi ületades, et selle planeedini jõuda, ja jätkas siis edasi. Selle möödumise tegi ta esimeseks missiooniohus, kes kunagi uuris nii kaugelt Maast asuvat keha, ja tema hilisem marsruut viis ta sügavamale Kuiperi vöömendisse, jääohakkade rõngasse Neptuuni taga, kus Pluto on vaid üks paljude elanike hulgast.

Missiooni väärib külastada rohkem kui ainult selle kirjutuste eest. Plutoni jõudmine tähendas ühe kiiremima kosmoselaeva ehitamist, mida NASA kunagi saatis, rahastamislahingute üleelamine selle üle, mis järgneks, ja taevaelmu astronoomiale tuginemist, millest enamik inimesi kunagi pole kuulnud, lihtsalt sondi õigesti sihtida. Siin on see, mida missiooni ja teadlased, kes seda juhtisid, tegelikult leidsid.

Kosmoselaev, mis Ehitati Kõik, Mis Enne Tuli, Ületama

New Horizons oli kiireim kosmoselaev, mille NASA kunagi saatis, kiiresti Pluton 30 000 miili tunnis – nii kiiresti, et kildude tükk, mis pole suurem kui riisijuur, oleks selle võinud keelata. Selle kiirust ei saavutatud järk-järgult. NASA poolt 1966. aastal saadud sond kukkus otse orbiidile, mis oli määruse kosmosest väljapoole viimiseks, välja arvatud esmalt planeetide ümber tiirlemiseks impulsi kogumiseks, nagu paljud missiooni teevad.

Tehnikud valmistavad New Horizons kosmoseleva käivitamiseks
New Horizons-i kosmoselaev enne teekonda Plutole. NASA, Avalik domeen, kaudu Wikimedia Commons

Kompromiss oli püsivalt kitsas ääres: ühtegi insenerite hulga ei saa kildude tükkist majast vältida sel kiirusel, nii et kogu plaan sõltus millestki, mis teest pois ei seisaks.

Kiirusrekordi, Mis Nüüd Kuulub Kellegile Teisele

New Horizons ei oma enam absoluutset kiirusrekordit. Kümmenkond aastat varem saadud Voyager 1 hoiab endiselt rekordit mis tahes kosmoselaeva kõrgeimast kiirusest Päikesest kaugel mõõdetuna, umbes 17 km/s (38 000 miili tunnis) restoranis. Ja 2026. aastast alates kuulub kõrgeim kunagi kosmoselaeule registreeritud kiirus Parker Solar Probe-le, missiooni, mis korduvalt Päikesele piisavalt lähedale sukeldub, et saada kiirus New Horizons kunagi vajas.

Eristamine on oluline: New Horizons ehitati kiiresti käivitamiseks ja libisemiseks, mitte kiirendamise jätkamiseks, nii et tema pealkiri "kiireim kunagi saadud" ja need hilisemad rekordid kirjeldavad kosmosereisimise erinevaid peatükke, mitte vastuolu.

Kümme Aastat Transiidis, Siis Üks Möödunud

Pärast kümmet aastat transiidis tegi New Horizons oma lähima möödumise Plutoni kohal umbes 7750 miili kõrgusel – ligikaudu kaugus, mis eraldab New Yorki ja Mumbaid – muutes esimeseks missiooniohus, kes kunagi maailma uuris Maast nii kaugel. Selle möödunud pole kunagi olnud finaalsirge. Peatumine Kuiperi vöömendi objektis Plutoni taga oli osa plaanist alates 700 miljoni dollari suurusest missiooni algusest 2006. aastal.

Teise eesmärgi jaoks aastaid ette võtmine, enne kui keegi teadis, kas sobiv objekt üldse läheduses eksisteeris, tähendas, et kosmoselaev pidi kandma piisavalt kütust ja kannatlikkust missiooni jaoks, mis ei võetud täielikult kujul, kuni Plutoni möödunud juba selja taga oli.

Avastati 1930. aastal, Peaaegu Alates Siis Uurimata

Plutoni avastamine toimus 1930. aastal, kuid üks tiir ümber Päikese võtab karjalaanetel planeedil 248 aastat lõpetada. Üks aasta Plutol kestab 247,94 maapäeva, nii et karjaplaneet lõpetab orbiidi, mille ta lõpetas siis, kui see avastati, alles 2178. aastal.

See aeglane kell selgitab, miks Plutost teati nii vähe, enne kui New Horizons saabujal: maailm oli peaaegu liigutanud oma enda orbiidil 1930. aastast, nii et Maa teleskoobid olid vaid paarina näha tema aastaajad.

Süda, Mis Peidab Aktiivse Maailma

Möödumise kõige enam tuntud pilt tabas suurt, säravat sirdi-kujulised omadused, umbes 1000 miili (1600 kilomeetrit) läbimõõdu. Selle lääneosa, nimelt Sputnik Planitia, mõõt on umbes 1400 korda 1200 km ja asub osaliselt külmunud lämmastiku jää alle.

Lähepilt mäekettidest Plutoni Tombaugh Regio siseselt
Mäekäik Plutoni südamekujulise Tombaugh Regio jäistes looduses. NASA/JHUAPL/SWRI, Avalik domeen, kaudu Wikimedia Commons

New Horizons ei leidnud löögikraatrid kuskil selles lappas, osutab pinnale nooremale kui 10 miljoni aasta – märkimisväärselt noor maailmale Päikesest nii kaugel, ja märk, et jää seal jätkub oma ajalugu kustutatakse.

Charon, Dispropordionaalne Naaber

Sama möödumise ajal jõudis New Horizons 27 000 km (17 000 miili) Charonit, Plutoni suurima kuuni. Charoni nimi kannatab fiksiooni kummaline kaikago: aastakümned enne selle tegelikku avastamist, kasutasin teadusuue autori Edmond Hamiltoni nimesid Charon, Styx ja Cerberus Plutoni kolmele kuule 1940. aasta romaani.

Kõrge eraldusvõime-tõese värvi pilt Charonist, Plutoni suurimast kuust
Charon, Plutoni suurim kuu, nähtav tõelistes värvides New Horizonsist. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker, Avalik domeen, kaudu Wikimedia Commons

See on kokkusattumus ilma selgituseta registrites – lihtsalt kaks inimest, aastakümned eraldatult, jõuab samade kolme nime samade kolme väikese maailmani.

Veel Üks Peatus: Arrokoth Kuiperi Vöömendi Serval

Arrokoth, Kuiperi vöömendi objekt, mida New Horizons plaanis leida pärast Plutot, ilmus Hubble'i kosmoseteleskoopi piltidele 26. juunil 2014 – astronoom Marc Buie New Horizons otsingu meeskonna töö, kes otsisid mis tahes Kuiperi vöömendi objekti, mida sond võis jõuda. Ühe leidmine ei olnud garanteeritud: New Horizons-i teadlased vajavad tohutu hulka Hubble'i kosmoseteleskoopi aega, 160 orbiidi väärt, lihtsalt Kuiperi vöömendi objekti leidmiseks, mida väärib Plutoni taha jõudmist.

Kuiperi vöömendi objekti Arrokoth'i koostoime pilt
Arrokoth, kontaktbinaar Kuiperi vöömendi objekt Plutoni taga. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko., Avalik domeen, kaudu Wikimedia Commons

Selle tüüpi taotlus näitab, kui ebakindel jälgimine tegelikult oli: piisava teleskoopi ajata ei oleks võinud olla teisele möödumise sihtmärgile kosmoselaev sihtida võis.

Liikuva Eesmärgi Lähendamine

Väikese kaugete objekti täpse tabamise nõuab rohkem kui head orbiiti – nõutakse teada täpselt, kus see objekt on. Enne Pluto kohtumist astronoomid kasutasid heledus kvassaar J1911-2006-i koos ALMA raadioteleskoobi massiiviga, et täpsustada Plutoni asukohta ja poole kord.

Kvassaarid on kasulikud võrdlusõigused, kuna istuvad vaadeldava universumi kaugesel piiril ja peaaegu ei näi liikuvat, andes astronoomidele fikseeritud tausta palju lähedasemale, kiiremale liikuvale kääbuplaneedile vastu.

Piir Päikesesüsteemi Serval

New Horizons jätkas tulemuste pakkumist kaua pärast selle peamisi möödumisi. NASA teatas 2018. aasta augustis, et sondi Alice-instrument oli kinnitanud vesinikrikkuse piiri kaugel planeetide taga, mida esmalt vihjanud kaksik-Voyager-sondid 1992. aastal.

Rohkem kui kaks aastakümmet algset märguannet kinnitus muutis New Horizons'i rohkemaks kui ainult Pluto-missiooni – tõendus, et ühele kohtumisele ehitatud instrumendid võivad jätkuvalt õpetada astronoome päikesesüsteemi välimise serva kohta kaua pärast peamist möödumist.

Allikad