New Horizons

Šablona:Kosmické těleso New Horizons je americká planetární sonda, určená k průzkumu trpasličí planety Pluto, jejích měsíců a dosud neurčených transneptunických těles (TNO). Je to první expedice v rámci nového rámcového progamu NASA New Frontiers. Sondu postavila a provozuje Laboratoř aplikované fyziky (APL), Laurel, MD (USA) při Johns Hopkins University. Projekt v rámci programu New Frontiers financuje ředitelství vědeckých misí (Science Mission Directorate) při ústředí NASA, Washington, DC. Vývoj vědeckého vybavení koordinuje Southwest Research Institute (SwRI), Boulder, CO (USA).

Popis sondy

Tříose nebo rotací stabilizovaná sonda tvaru nízkého nepravidelného šestibokého hranolu o rozměrech základny přibližně 2,1 (resp. 2,7 m včetně RTG) × 1,8 m a výšce 0,7 m (2,2 m včetně anténního systému a adaptéru pro připojení k nosné raketě) je vybavena radioizotopovým termoelektrickým generátorem RTG (Radioisotope Thermolectric Generator), dodávajícím na počátku mise 240 W (v roce 2015 minimálně 200 W) elektrické energie. Jako zdroj slouží 11 kg oxidu plutoničitého ²³⁸PuO₂. Sonda nese sedm vědeckých experimentů o celkové hmotnosti 30 kg, a to:

• vysokorozlišující spektrometr Alice pro extrémní a vzdálenou ultrafialovou oblast (spektrální rozsah 50 – 180 nm, 1024 kanálů);
• souprava kamer Ralph, kterou tvoří:
  • kamery MVIC (Multispectra Visible Imaging Camera) pro viditelnou oblast (prostorové rozlišení 250 m na vzdálenost 10 000 km), a to:
    • tři panchromatické kamery s detekčními prvky CCD;
    • čtyři barevné kamery s detekčními prvky CCD;
• infračervený zobrazující spektrometr LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) pro mapování rozložení N₂, CH₄, CO, H₂O a organických látek;

Schéma sondy shora. Experimenty označeny červeně
Obrázek: NASA/APL

Schéma sondy zdola. Experimenty označeny červeně
Obrázek: NASA/APL

• rádiový experiment REX (Radio Science Experiment) pro:
  • studium vlastností atmosféry Pluta ze změn rádiových vln během rádiového zákrytu sondy za planetou;
  • měření rádiového záření Pluta a dalších těles sluneční soustavy;
• dlouhofokální kamera LORRI (Long Range Reconnaisance Imager) pro snímkování Pluta a dalších těles sluneční soustavy (prostorové rozlišení 50 m na vzdálenost 10 000 km);
• přístroj SWAP (Solar Wind at Pluto) pro studium interakce planety se slunečním větrem, který tvoří:
  • analyzátor plasmatu RPA (Retarding Potential Analyzer);
  • elektrostatický analyzátor nabitých částice ESA (Electrostatic Analyzer);
• analyzátor energetických částic PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation);
• detektor kosmických prachový částic SDC (Student Dust Counter).

Řízení sondy zajišťuje procesor typu Mongoose V (taktová frekvence 12 MHz). Vědecká a technická data jsou zaznamenávána do dvou polovodičových velkokapacitních pamětí s kapacitou 2 × 64 Gbit. Komunikační systém sond pracuje v pásmu X (8 GHz, přenosová rychlost od Pluta 800 bit/s). Předpokládá se, že přenos veškerých dat z průletu kolem Pluta bude trvat 9 měsíců. Sonda je dále vybavena 12 motorky na jednosložkové kapalné pohonné látky (hydrazin) o tahu 12 × 0,8 N a 4 silnějšími motorky na stejné pohonné látky o tahu 4 × 4,4 N; motorky jsou rozděleny do dvou nezávislých okruhů po 8 motorcích. Motorky slouží k udržování orientace během zkoumání planet a během korekčních manévru; většinu doby přeletu meziplanetárním prostorem je orientace udržována rotací sondy rychlostí přibližně 5 obr/min. Pro zjišťování orientace v prostoru slouží inerciální plošina IMU (Inertial Measurement Unit) a systém sledovačů hvězd.

Let sondy je po technické stránce řízen ze střediska MOC (Mission Operations Center), umístěného v areálu Johns Hopkins University, Laurel, MD. Práci vědeckých přístrojů na palubě zajišťuje středisko SOC (Science Operations Center) na Southwest Research Institute, Boulder, CO. Spojení zajišťuje celosvětová síť sledovacích stanic dálkového kosmického spojení DSN (Deep Space Network) organizace NASA.

Průběh letu

Start rakety Atlas 5 se sondou

Nosná raketa typu Atlas 5 model 551 (výr. č. AV-010) s urychlovacím třetím stupněm Star 48 vzlétla po několika odkladech, způsobených převážně špatným počasím, z rampy SLC-41 kosmodromu Eastern Test Range na Floridě 19. ledna 2006 v 19:00:00 světového času (UT). V 19:41:41 UT třetí stupeň navedl užitečné zatížení na hyperbolickou únikovou dráhu ze zemského gravitačního pole a v 19:44:55 UT se od tohoto stupně sonda oddělila a nastoupila samostatnou pouť k Jupiteru a dále k Plutu. Stala se tak zatím nejrychleji se pohybujícím umělým kosmickým tělesem v zemském gravitačním poli. Kolem 04:00 UT dne 20. ledna sonda překročila dráhu Měsíce a 78 dní po startu (7. dubna) překročila dráhu Marsu.

Pás planetek

Planetka (132524) APL, vyfotografovaná sondou New Horizons

Průzkum objektů v pásu planetek mezi drahou Marsu a Jupiteru nebyl plánován z důvodu úspory pohonných hmot, které by se daly později lépe využít pro průzkum těles Kuiperova pásu. Později po startu tým sondy zkoumal dráhu letu, zda se některý asteroid nebude nacházet v dosahu přístrojů. V květnu 2006 bylo zjištěno, že se sonda 13. června přiblíží k malé planetce (132524) APL (provizorní označení 2002 JF₅₆) . Největší přiblížení nastalo ve 4:05 UT na vzdálenost 101 867 kilometrů. Asteroid byl snímkován kamerou Ralph (použití LORRI nebylo v tu chvíli možné kvůli blízkosti Slunce)), řídící tým ověřil funkčnost kamery a schopnost sondy sledovat rychle se pohybující cíl. Průměr asteroidu je přibližně 2,5 km.

Průlet okolo Jupitera

28. února 2007 sonda prolétla kolem Jupitera ve vzdálenosti 2,3 miliónu km rychlostí 21 km.s^-1 (vzhledem k Jupiteru). Při průletu pořídila pomocí kamery (LORRI) snímky jeho povrchu a snímky některých jeho měsíců – Io, Europy a Ganymedu. Na snímcích měsíce Io, pořízených 26. února 2007, zachytila sonda erupci vulkánu Tvashtar, jejíž prachový sloupec dosahoval přibližně 240 km nad povrch měsíce.

Plánovaný průběh letu

Snímek turbulence na Jupiteru z 1. května 2007

Okolo Pluta by měla proletět 14. července 2015. V průběhu přeletu mezi Jupiterem a Plutem bude většina systémů sondy a veškeré vědecké přístroje hibernovány a budou zapojovány přibližně jednou ročně ke komplexnímu zjištění jejich technického stavu.

Sledování Pluta začne pět měsíců před největším přiblížení a bude pokračovat až jeden měsíc po něm. Dálkové snímkování pořídí globální mapu Pluta a Charona s rozlišením 40 km. Kolem trpasličí planety by měla proletět v minimální vzdálenosti 10 000 km, kolem Charonu ve vzdálenosti 27 000 km rychlostí přibližně 14 km/s. Během největšího přiblížení by přístroje měly pořídit snímky s rozlišením až 25 m/pixel, čtyřbarevnou celkovou mapu viditelné strany s rozlišením 1,6 km, celkovou infračervenou spektrální mapu s rozlišením 7 km/pixel a 0,6 km/pixel pro vybrané oblasti.

Expedice pak má pokračovat až do roku 2020. Během této doby se bude pohybovat oblastí Kuiperova pásu, kde se počítá s průzkumem dosud nestanovených transneptunských objektů.

Zajímavosti

• Sonda nese kompaktní disk se 430 000 jmény zájemců, kousek lodi SpaceShipOne[1] a vedle dalších předmětů i vlajku Spojených států.
• Vedoucí vědců Alan Stern potvrdil, že sonda nese i popel objevitele Pluta Clyda Tombaugha.
• Sonda je nejrychlejším tělesem vypuštěným člověkem do vesmíru. Těsně po vypuštění byla její relativní rychlost vůči zemi 16,21 km/s tedy 58 350 km/h.
• Sonda New Horizons byla vypuštěna jen několik měsíců před tím, než astronomové na kongresu v Praze reklasifikovali Pluto jako trpasličí planetku. Někteří členové týmu New Horizons, jako Alan Stern, s tímto nesouhlasí a považují Pluto dál za planetu.
• Nově objevené měsíce Pluta, Nix a Hydra, mají iniciály N a H, stejně jako mise New Horizons.

Odkazy

Externí odkazy

• česky
  • 2006-001A - New Horizons. - Encyklopedie SPACE-40
  • Popis sondy a letu na spaceprobes.kosmo.cz

• anglicky
  • Home Page. - NASA
  • Home Page. - JHU-APL
  • New Horizons Launch Press Kit. - JHU-APL
  • New Horizons (PKB). - NASA-JPL
  • Mission Status center / J. Ray. - Spaceflight Now
  • „Kilometrovník“ New Horizons