«Новые горизонты» (англ. New Horizons) — автоматическая межпланетная станция НАСА (программа «New Frontiers»), предназначенная для изучения Плутона и его естественного спутника Харона. Запуск осуществлён 19 января 2006 года, с пролётом у Юпитера в 2007 и прибытием к Плутону в 2015. Пролетев мимо Плутона, аппарат, возможно, изучит один из объектов пояса Койпера. Полная миссия New Horizons рассчитана на 15-17 лет.

New Horizons покинул окрестности Земли с самой большой из всех космических аппаратов скоростью. В момент выключения двигателей она составила 16,21 км/сек^[1]. Однако текущая скорость аппарата 15,627 км/сек (на 25 сентября 2011 г.)^[2], а у Вояджер-1 — 17,055 км/сек за счёт гравитационных манёвров.

Описание аппарата

Масса аппарата — 478 кг, включая около 80 кг топлива. Размеры — 2,2×2,7×3,2 метра. Для запуска использовалась ракета-носитель Атлас V в конфигурации «551», что было обусловлено необходимостью значительного ускорения аппарата и является наиболее тяжёлым вариантом этой ракеты из использованных на 2012 год.

На самом аппарате установлены следующие приборы:

• ультрафиолетовый спектрометр Alice (не расшифровывается — это имя собственное), который будет изучать состав атмосферы и структуру поверхности Плутона. Разработан Юго-Западным исследовательским институтом. Аналогичный прибор был подготовлен для АМС Розетта Европейского космического агентства;
• обзорная фотокамера Ralph, работающая в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн;
• камера LORRI с разрешением в 5 микрорадиан для детальной съёмки и съёмки с большого расстояния, разрабатываемая в APL (англ. Applied Physics Laboratory);
• измеритель параметров частиц солнечного ветра SWAP (англ. Solar Wind Analyzer for Pluto), разработанный в Юго-Западном исследовательском институте. С его помощью планируется определить, есть ли у Плутона магнитосфера, а также установить скорость утечки его атмосферы;
• спектрометр энергетических частиц EPSSI (англ. Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) для поиска нейтральных атомов, покидающих атмосферу Плутона и превращающихся в заряженные частицы при взаимодействии с солнечным ветром;
• детектор пыли SDC (англ. Student Dust Counter) для измерения концентрации пылевых частиц в поясе Койпера. Прибор представляет собой веерообразное устройство радиусом 42 см и толщиной 3 мм из алюминиевого сотового материала, покрытого тонкой плёнкой, соединённое кабелем с блоком электроники;
• радиоспектрометр REX (англ. Radio EXperiment), интегрированный с основной антенной зонда (с его помощью планируется исследовать структуру атмосферы Плутона, тепловые свойства его поверхности и измерять массу Плутона, Харона и ещё не выбранных объектов пояса Койпера.

Также в аппарате имеется система связи с Землёй, состоящая из передающих антенн и множества усилителей сигнала. Система связи имеет избыточную конструкцию — большинство ключевых устройств в системе связи продублировано. В случае выхода из строя продублированных устройств, их работу примут на себя запасные. Система позволит передавать данные на Землю со скоростью 38 кбит/сек (4,75 килобайт в секунду) в районе Юпитера — скорость, сравнимая со скоростью устаревшего модема. По достижении Плутона аппарат сможет передавать данные со скоростью 768 бит/сек (96 байт в секунду, 1 мегабайт будет передаваться примерно 3 часа). Это крайне маленькая скорость, но она позволит передать на Землю ценные научные данные и даже высококачественные фотографии.

Осуществление полёта неоднократно откладывалось из-за недостатка финансирования, а также задержек с изготовлением плутониевого термоэлектрического генератора электроэнергии (см. Радиоизотопные источники энергии), использующего 11 килограммов изотопа плутония-238. Мощность во время пролета Плутона 174 Вт (предположительно), что гораздо меньше мощности РИТЭГ "Вояджеров" (470 Вт - на старте, 290 Вт в 2006г.). Этим объясняется меньшая длительность миссии, которую планируется завершить в 2020-х, когда аппарат пройдёт 50-55 а.е..

Стоимость осуществления проекта оценивалась в 2006 году в 650 млн. долл^[3].

События

Прошедшие

• 19 января 2006 года — космический аппарат «Новые горизонты» успешно запущен с мыса Канаверал^[4].
• Январь 2006 года — осуществлена плановая коррекция траектории полёта аппарата для предстоящего выполнения гравитационного маневра около Юпитера. 28 и 30 января были проведены кратковременные включения двух маневровых двигателей зонда, в результате чего скорость аппарата изменилась в общей сложности на 18 км/сек.
• 7 апреля 2006 года — аппарат пересёк орбиту Марса^[1] на расстоянии 243 млн км от Солнца. Скорость аппарата составляла около 21 км/сек.
• 11 июня 2006 года — аппарат прошёл в 110 тыс. км от небольшого астероида 132524 APL (ранее известного под временным обозначением 2002 JF₅₆). Было проведено фотографирование и проверка систем захвата и сопровождения движущейся цели.
• К сентябрю 2006 года проверена работоспособность всех семи научных приборов.
• 28 февраля 2007 года — гравитационный манёвр в окрестностях Юпитера. В 05:43:40 по UTC аппарат приблизился к планете на расстояние 2,305 млн км. Получены фотографии планеты и её спутников, сделанные с высоким разрешением^[5].
• 8 июня 2008 года — аппарат пересёк орбиту Сатурна.
• 7 июля — 2 сентября 2009 года — Третья плановая проверка (АСО-3). Комплексная проверка началась с выведением станции из режима ожидания 7 июля. В ходе неё было установлено, что бортовая аппаратура функционирует нормально. После проверки «Новые горизонты» снова перешёл в режим гибернации.
• 9 ноября 2009 года — для аппарата проведена серия коррекций траектории, позволяющая обеспечить необходимую ориентацию диаграммы направленности антенны для связи с Землёй.
• 29 декабря 2009 года — зонд пересёк условную границу, которая отмечает половину расстояния от Земли до Плутона^[6].
• 30 июля 2010 года — «Новые горизонты» успешно опробовал на Нептуне и его спутнике Тритоне камеру LORRI с расстояния примерно 23,2 а. е. от Нептуна^[7].
• 18 марта 2011 года — аппарат пересёк орбиту Урана^[8].

Планируемые

• 25 августа 2014 года — аппарат пересечёт орбиту Нептуна^[8].
• февраль 2015 года — начало наблюдений за Плутоном
• 5 мая 2015 года — полученные изображения превысят разрешение фотографий, получаемых с космического телескопа Хаббл.
• 14 июля 2015 года — пролёт мимо системы Плутон — Харон. В целом аппарат будет проводить наблюдения всего 9 дней, за которые соберет примерно 4,5 гигабайта информации.
• В 2016—2020 годах аппарат, возможно, исследует некоторые объекты пояса Койпера.
• 2026 год — ожидаемое окончание миссии.

Интересные факты

• На борту КА установлена капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, первооткрывателя Плутона^[9].
• При условии непрерывной передачи информации после пролёта Плутона все научные данные будут переданы за 1,5 года. Но данные будут ужиматься и передаваться для предварительного ознакомления и выбора наиболее приоритетных для полного скачивания данных. Таким образом основные данные будут скачаны за 40 дней^[10].
• Вскоре после пролёта мимо Плутона и Харона АМС попадет последовательно в тени каждого из тел, что позволит проверить наличие даже слабой атмосферы в виде дымки.
• Помимо научного оборудования, на борту КА находится компакт-диск с 434 738 именами людей, участвовавших в акции НАСА «Send Your Name to Pluto» («Пошли своё имя на Плутон»)^[11].

См. также

• Ядерные реакторы на космических аппаратах
• Радиоизотопные источники энергии

Примечания