Nieuwe horizonten

Nieuwe horizonten

Nieuwe horizonten ruimtesonde
Missietype	Voorbij vliegen (132524 APL · Jupiter · Pluto · 486958 Arrokoth)
Operator	NASA
COSPAR ID	2006-001A
Satcat nee.	28928
Website	Pluto.jhuapl.edu nasa.gov/newhorizons
Missieduur	Primaire missie: 9,5 jaar Verstreken: 16 jaar, 9 maanden, 5 dagen
Ruimtevaartuigen
Fabrikant	Apl/ Swri
Lanceer massa	478 kg (1.054 lb)
Droge massa	401 kg (884 lb)
Lading massa	30,4 kg (67 lb)
Dimensies	2.2 × 2.1 × 2,7 m (7,2 × 6,9 × 8,9 ft)
Stroom	245 watt
Start van missie
Lanceerdatum	19 januari 2006, 19: 00: 00.221 UTC[1]
Raket	Atlas V (551) AV-010[1] + STAR 48B 3e fase
Lanceringssite	Cape Canaveral SLC-41
Aannemer	Internationale lanceringsdiensten[2]
Orbitale parameters
Excentriciteit	1.41905
Helling	2.23014 °
Tijdperk	1 januari 2017 (JD 2457754.5)[3]
Flyby van 132524 APL (incidenteel)
NICHTIGE AANPAK	13 juni 2006, 04:05 UTC
Afstand	101.867 km (63,297 mi)
Flyby van Jupiter (Gravity Assist)
NICHTIGE AANPAK	28 februari 2007, 05:43:40 UTC
Afstand	2.300.000 km (1.400.000 km)
Flyby van Pluto
NICHTIGE AANPAK	14 juli 2015, 11:49:57 UTC
Afstand	12.500 km (7.800 km)
Flyby van 486958 Arrokoth
NICHTIGE AANPAK	1 januari 2019, 5:33:00 UTC
Afstand	3.500 km (2.200 km)
Instrumenten Alice Ultraviolette beeldspectrometer Lorri Langeafstandsverkenningsbeeld RUIL Zonnewind rond Pluto Pepssi Pluto energetisch deeltjesspectrometer wetenschapsonderzoek Rex Radiowetenschappelijk experiment Ralph Ralph -telescoop SDC Venetia Burney Student Dust Counter
Nieuw Frontiers -programma Juno→

Nieuwe horizonten vóór de lancering

Nieuwe horizonten is een Interplanetaire ruimtesonde dat werd gelanceerd als onderdeel van NASA's Nieuw Frontiers -programma.^[4] Ontwikkeld door de Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) en de Southwest Research Institute (SWRI), met een team geleid door Alan Stern,^[5] Het ruimtevaartuig werd in 2006 gelanceerd met de primaire missie om een voorbij vliegen studie van de Pluto systeem in 2015, en een secundaire missie om langs te vliegen en een of meer andere te studeren Kuipergordel Objecten (KBO's) in het te volgen decennium, wat een missie werd 486958 Arrokoth. Het is de Vijfde ruimtesonde om de ontsnappingssnelheid nodig om de Zonnestelsel.

Op 19 januari 2006, Nieuwe horizonten werd gelanceerd van Cape Canaveral Space Force Station bij een Atlas V raket Direct in een aarde-en-zonne ontsnappingstraject met een snelheid van ongeveer 16,26 km/s (10,10 mi/s; 58.500 km/u; 36.400 mph). Het was de snelste (gemiddelde snelheid ten opzichte van de aarde) door de mens gemaakte object ooit gelanceerd vanaf de aarde.^[6][7][8][9] Het is niet de snelste snelheid die is vastgelegd voor een ruimtevaartuig, dat vanaf 2021 die van de Parker Solar Probe. Na een korte ontmoeting met asteroïde 132524 APL, Nieuwe horizonten doorgaan naar Jupiter, het dichtstbijzijnde aanpak op 28 februari 2007, op een afstand van 2,3 miljoen kilometer (1,4 miljoen mijl). De Jupiter Flyby zorgde voor een Gravity Assist dat nam toe Nieuwe horizonten' snelheid; De flyby maakte ook een algemene test van Nieuwe horizonten' Wetenschappelijke mogelijkheden, het retourneren van gegevens over de sfeer van de planeet, manen, en magnetosfeer.

Het grootste deel van de reis na de jupiter werd besteed aan winterslaapmodus om systemen aan boord te behouden, behalve voor korte jaarlijkse kassa.^[10] Op 6 december 2014, Nieuwe horizonten werd online teruggebracht voor de PLUTO-ontmoeting en het uitchecken van de instrument begon.^[11] Op 15 januari 2015 begon het ruimtevaartuig zijn naderingsfase naar Pluto.

Op 14 juli 2015, om 11:49UTC, het vloog 12.500 km (7.800 km) boven het oppervlak van Pluto,^[12][13] die destijds 34 AU van de zon was, waardoor het het eerste ruimtevaartuig was dat de dwergplaneet.^[14] In augustus 2016, Nieuwe horizonten naar verluidt werd gemeld met snelheden van meer dan 84.000 km/u (52.000 mph).^[15] Op 25 oktober 2016, om 21:48 UTC, werd de laatste van de opgenomen gegevens van de Pluto Flyby ontvangen van Nieuwe horizonten.^[16] Zijn flyby van Pluto voltooid,^[17] Nieuwe horizonten vervolgens gemanoeuvreerd voor een flyby van Kuiper Belt -object 486958 Arrokoth (vervolgens bijgenaamd Ultima Thule),^[18][19][20] die plaatsvond op 1 januari 2019,^[21][22] Toen het 43.4 wasAu van de Zon.^[18][19] In augustus 2018 citeerde NASA resultaten door Alice Aan Nieuwe horizonten om het bestaan ​​van een "te bevestigenwaterstofwand" bij de buitenranden van het zonnestelsel. Deze "muur" werd voor het eerst gedetecteerd in 1992 door de twee Voyager ruimtevaartuigen.^[23][24]

Geschiedenis

Vroege concept art van de Nieuwe horizonten ruimtevaartuigen. De missie, geleid door de Applied Physics Laboratory en Alan Stern, werd uiteindelijk de eerste missie van Pluto.

In augustus 1992, JPL Wetenschapper Robert Staehle noemde Pluto Discoverer Clyde Tombaugh, om toestemming te vragen om zijn planeet te bezoeken. "Ik vertelde hem dat hij er welkom was," herinnerde Tombaugh zich later, "hoewel hij een lange, koude reis moest gaan."^[25] De oproep leidde uiteindelijk tot een reeks voorgestelde Pluto -missies, in de aanloop naar Nieuwe horizonten.

Stamatios "Tom" Krimigis, Hoofd van de Applied Physics Laboratory's Space Division, een van de vele deelnemers aan de New Frontiers -programmacompetitie, vormde de Nieuwe horizonten Team met Alan Stern in december 2000. Benoemd als die van het project hoofdonderzoeker, Stern werd door Krimigis beschreven als "de personificatie van de Pluto -missie".^[26] Nieuwe horizonten was sindsdien grotendeels gebaseerd op het werk van Stern Pluto 350 en betrokken het grootste deel van het team van Pluto Kuiper Express.^[27]

De Nieuwe horizonten Voorstel was een van de vijf die officieel werden voorgelegd aan NASA. Het werd later geselecteerd als een van de twee finalisten die in juni 2001 onderworpen waren aan een conceptonderzoek van drie maanden. Universiteit van Colorado Boulder, geleid door hoofdonderzoeker Larry W. Espositoen ondersteund door de JPL, Lockheed Martin en de universiteit van Californië.^[28]

De APL wordt echter, naast ondersteund door Pluto Kuiper Express ontwikkelaars bij het Goddard Space Flight Center en Stanford universiteit,^[28] waren in een voordeel; Ze hadden zich onlangs ontwikkeld Nabij schoenmaker voor NASA, die met succes rond de baan was ingevoerd 433 EROS Eerder dat jaar, en zou later op de asteroïde naar wetenschappelijke en technische fanfare landen.^[29]

In november 2001, Nieuwe horizonten werd officieel geselecteerd voor financiering als onderdeel van het New Frontiers -programma.^[30] De nieuwe NASA -beheerder benoemd door de Bush -administratie, Sean O'Keefe, was niet ondersteund Nieuwe horizontenen het effectief geannuleerd door het niet op te nemen in het budget van NASA voor 2003. NASA's Associate Administrator voor het Directoraat Science Mission Ed Weiler bracht Stern om te lobbyen voor de financiering van Nieuwe horizonten in de hoop dat de missie verschijnt in de Planetary Science Decadal Survey; een prioritaire "wensenlijst", samengesteld door de Nationale onderzoeksraad van de Verenigde Staten, dat weerspiegelt de meningen van de wetenschappelijke gemeenschap.^[26]

Na een intense campagne om steun te krijgen voor Nieuwe horizonten, de Planetary Science Decadal Survey of 2003–2013 werd gepubliceerd in de zomer van 2002. Nieuwe horizonten bovenaan de lijst met projecten beschouwd als de hoogste prioriteit bij de wetenschappelijke gemeenschap in de middelgrote categorie; Voorafgaand aan missies naar de maan, en zelfs Jupiter. Weiler verklaarde dat het een resultaat was dat "[zijn] administratie niet zou vechten".^[26] Financiering voor de missie werd uiteindelijk beveiligd na de publicatie van het rapport. Het team van Stern was eindelijk in staat om het ruimtevaartuig en de instrumenten te bouwen, met een geplande lancering in januari 2006 en aankomst bij Pluto in 2015.^[26] Alice Bowman werd Mission Operations Manager (MOM).^[31]

Missieprofiel

De indruk van een kunstenaar van Nieuwe horizonten' Nauwkeurige ontmoeting met het Plutoniaanse systeem

Nieuwe horizonten is de eerste missie in NASA's nieuwe Frontiers Mission -categorie, groter en duurder dan de ontdekkingsmissies, maar kleiner dan de missies van het vlaggenschipprogramma. De kosten van de missie, waaronder ruimtevaartuigen en instrumentontwikkeling, lanceervoertuig, missieactiviteiten, data -analyse en onderwijs/openbare outreach, zijn ongeveer $ 700 miljoen over 15 jaar (2001-2016).^[32] Het ruimtevaartuig werd voornamelijk gebouwd door Southwest Research Institute (SWRI) en de Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. De belangrijkste onderzoeker van de missie is Alan Stern van het Southwest Research Institute (voorheen NASA Associate Administrator).

Na scheiding van het lanceervoertuig werd de algemene controle genomen door Mission Operations Center (MOC) in het Applied Physics Laboratory in Howard County, Maryland. De wetenschapsinstrumenten worden geëxploiteerd in Clyde Tombaugh Science Operations Center (T-SOC) in Boulder, Colorado.^[33] Navigatie wordt uitgevoerd bij verschillende aannemersfaciliteiten, terwijl de navigatie -positionele gegevens en gerelateerde hemelse referentiekaders worden verstrekt door de Naval Observatory Flagstaff Station door het hoofdkantoor NASA en JPL.

Kinetx is de leiding op de Nieuwe horizonten navigatieteam en is verantwoordelijk voor het plannen van trajectaanpassingen terwijl het ruimtevaartuig versnelt het buitenste zonnestelsel. Toevallig was het Naval Observatory Flagstaff Station waar de fotografische platen werden genomen voor de ontdekking van Pluto's maan Charon. Het marine -observatorium zelf is niet ver van de Lowell Observatory waar Pluto werd ontdekt.

Nieuwe horizonten werd oorspronkelijk gepland als een reis naar de enige onontgonnen planeet in de zonne -energie Systeem. Toen het ruimtevaartuig werd gelanceerd, werd Pluto nog steeds geclassificeerd als een planeet, later om te zijn opnieuw geclassificeerd Als dwergplaneet door de Internationale astronomische unie (IAU). Sommige leden van de Nieuwe horizonten Team, inclusief Alan Stern, is het niet eens met de IAU -definitie en beschrijft Pluto nog steeds als de negende planeet.^[34] Pluto's satellieten Nix en Hydra hebben ook een verband met het ruimtevaartuig: de eerste letters van hun namen (n en h) zijn de initialen van Nieuwe horizonten. De ontdekkers van de manen kozen om deze reden deze namen, plus Nix en Hydra's relatie met de mythologische Pluto.^[35]

Naast de wetenschapsapparatuur zijn er verschillende culturele artefacten die met het ruimtevaartuig reizen. Deze omvatten een verzameling van 434.738 namen die zijn opgeslagen op een compactschijf,^[36] een stuk van Geschaalde composieten's Ruimteschip,^[37] Een "nog niet verkende" USPS -stempel,^[38][39] en een Vlag van de Verenigde Staten, samen met andere aandenkens.^[40]

Ongeveer 30 gram (1 oz) van de as van Clyde Tombaugh is aan boord van het ruimtevaartuig, om zijn ontdekking van Pluto in 1930 te herdenken.^[41][42] Een Florida-staatskwart Coin, wiens ontwerp menselijke verkenning herdenkt, is opgenomen, officieel als een trimgewicht.^[43] Een van de wetenschapspakketten (een stofbalie) is vernoemd Venetia Burney, die als kind de naam "Pluto" suggereerde na de ontdekking.

Doel

View van missieoperaties bij de Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland (14 juli 2015)

Het doel van de missie is om de vorming van het Plutoniaanse systeem, de Kuiper -riem en de transformatie van het vroege zonnestelsel te begrijpen.^[44] Het ruimtevaartuig verzamelde gegevens over de atmosferen, oppervlakken, interieurs en omgevingen van Pluto en zijn manen. Het zal ook andere objecten in de Kuiper -riem bestuderen.^[45] "Ter vergelijking, Nieuwe horizonten 5000 keer zoveel gegevens verzameld bij Pluto als Zeeman deed op de rode planeet. "^[46]

Sommige vragen die de missie probeert te beantwoorden zijn: waar is de sfeer van Pluto van gemaakt en hoe gedraagt ​​deze zich? Hoe ziet het oppervlak eruit? Zijn er grote geologische structuren? Hoe doen zonnewind Deeltjes interageren met de atmosfeer van Pluto?^[47]

In het bijzonder zijn de wetenschapsdoelstellingen van de missie om:^[48]

• Breng de oppervlaktesamenstellingen van Pluto in kaart en Charon
• Karakteriseren de geologieën en morfologieën van Pluto en Charon
• Karakteriseren de neutrale sfeer van Pluto en zijn ontsnappingssnelheid
• Zoek naar een sfeer rond Charon
• Breng oppervlaktetemperaturen in op Pluto en Charon
• Zoek naar ringen en extra satellieten rond Pluto
• Vergelijkbaar onderzoek uitvoeren van een of meer Kuipergordel voorwerpen

Ontwerp en bouw

Een interactief 3D -model van Nieuwe horizonten

Subsystemen van ruimtevaartuigen

Nieuwe horizonten in een fabriek op Kennedy Space Center in 2005

Het ruimtevaartuig is vergelijkbaar in grootte en algemene vorm met een grote piano en is vergeleken met een piano gelijmd aan een satellietschotel met een cocktailbar-sized.^[49] Als vertrekpunt leverde het team zich op bij de Ulysses ruimtevaartuigen,^[50] die ook een radio -isotoop thermo -elektrische generator (RTG) en schotel op een box-in-box structuur door het buitenste zonnestelsel. Veel subsystemen en componenten hebben vlucht erfgoed van APL's CONTOUR ruimtevaartuigen, dat op zijn beurt erfgoed had van APL's Getimed ruimtevaartuigen.

Nieuwe horizonten' Lichaam vormt een driehoek, bijna 0,76 m (2,5 ft) dik. (De Pioniers hebben zeshoekig lichamen, terwijl de Voyagers, Galileo, en Cassini - Huygens hebben tienhoekig, holle lichamen.) A 7075 Aluminium legering Tube vormt de hoofdstructurele kolom, tussen de ring van de lanceringsvoertuigadapter bij de "achter" en de 2,1 m (6 ft 11 in) radio schotelantenne aangebracht op de "voorkant" platte kant. De titanium Brandstoftank bevindt zich in deze buis. De RTG bevestigt met een 4-zijdige titaniumbevestiging die lijkt op een grijze piramide of stiefslag.

Titanium biedt sterkte en thermisch isolement. De rest van de driehoek is voornamelijk sandwichpanelen van dun aluminium gezichtsblad (minder dan 1⁄64in of 0,40 mm) gebonden aan aluminium honingraatkern. De structuur is groter dan strikt noodzakelijk, met lege ruimte erin. De structuur is ontworpen om te handelen als afscherming, het verminderen van elektronica Fouten veroorzaakt door straling Van de RTG. Ook vereist de massadistributie die nodig is voor een draaiend ruimtevaartuig een bredere driehoek.

De binnenstructuur is zwart geverfd om de temperatuur gelijk te maken door stralend Warmteoverdracht. Over het algemeen wordt het ruimtevaartuig grondig bedekt om warmte te behouden. In tegenstelling tot de Pioniers en Voyagers, het radioschotel is ook ingesloten in dekens die zich uitstrekken tot het lichaam. De warmte van de RTG voegt warmte toe aan het ruimtevaartuig terwijl deze zich in het buitenste zonnestelsel bevindt. Terwijl in het binnenste zonnestelsel het ruimtevaartuig oververhitting moet voorkomen, daarom is de elektronische activiteit beperkt, wordt het vermogen omgeleid naar schuwen met bijgevoegde radiatoren, en lamellen worden geopend om overtollige warmte uit te stralen. Terwijl het ruimtevaartuig inactief in het koude buitenste zonnestelsel vaart, zijn de louvers gesloten en de shuntregelaar omgrijpt stroom naar elektrisch kachel.

Voortstuwing en houding controle

Nieuwe horizonten heeft zowel spin-gestabiliseerde (cruise) als drie-assige gestabiliseerde (wetenschap) modi volledig gecontroleerd met hydrazine monopropellant. Extra postlancering delta-v van meer dan 290 m/s (1.000 km/u; 650 mph) wordt geleverd door een interne tank van 77 kg (170 lb). Helium wordt gebruikt als een druk, met een elastomeer Diafragma helpt uitwijzing. De on-orbit massa van het ruimtevaartuig, inclusief brandstof, is meer dan 470 kg (1.040 lb) op het Jupiter Flyby-traject, maar zou slechts 445 kg (981 lb) zijn geweest voor de back-up directe vluchtoptie naar Pluto. Het is belangrijk dat als de back -upoptie was genomen, zou dit minder brandstof hebben betekend voor latere Kuiper -riemactiviteiten.

Er zijn er 16 schorsen Aan Nieuwe horizonten: vier 4.4N (1.0LBF) en twaalf 0,9 N (0,2 lbf) in redundante takken gedronken. De grotere boegschroeven worden voornamelijk gebruikt voor trajectcorrecties en de kleine (eerder gebruikt op Cassini en de Reiziger ruimtevaartuigen) worden voornamelijk gebruikt voor houdingcontrole en spin -up/spindown manoeuvres. Twee sterrencamera's worden gebruikt om de houding van ruimtevaartuigen te meten. Ze zijn gemonteerd op het gezicht van het ruimtevaartuig en bieden houding-informatie in de spin-gestabiliseerde of 3-assige modus. Tussen het tijdstip van stercamera -metingen wordt de oriëntatie van ruimtevaartuigen geleverd door dubbele redundant Miniatuur traagheid meeteenheden. Elke eenheid bevat drie vaste toestand gyroscopen en drie versnellingsbak. Twee adcole Zonsensoren bieden houdingsbepaling. De ene detecteert de hoek tegen de zon, terwijl de andere meet spinsnelheid en klokken.

Stroom

Nieuwe horizonten' RTG

Een cilindrisch radio -isotoop thermo -elektrische generator (RTG) steekt in het vlak van de driehoek uit één hoekpunt van de driehoek. De RTG verstrekt 245.7W van kracht bij de lancering, en werd voorspeld dat er ongeveer af daalde 3.5W Elk jaar rottend naar 202 W tegen de tijd van zijn ontmoeting met de Plutonisch systeem in 2015 en zal te ver vervallen om de zenders in de jaren 2030 van stroom te voorzien.^[5] Er zijn geen batterijen aan boord omdat de RTG -uitgang voorspelbaar is en belastingtransiënten worden afgehandeld door een condensatorbank en snelle stroomonderbrekers. Vanaf januari 2019 is het vermogen van de RTG ongeveer 190W.^[51]

De RTG, model "GPHS-RTG", was oorspronkelijk een reserve van de Cassini missie. De RTG bevat 9,75 kg (21,5 lb) van Plutonium-238 Oxide -pellets.^[27] Elke pellet is gekleed in Iridium, vervolgens ingekapseld in een grafietschelp. Het is ontwikkeld door de VS. Afdeling Energie bij de Materials and Fuels Complex, een deel van de Idaho National Laboratory.^[52] Het oorspronkelijke RTG -ontwerp riep op tot 10,9 kg (24 lb) plutonium, maar een eenheid die minder krachtig is dan het oorspronkelijke ontwerpdoel werd geproduceerd vanwege vertragingen bij het Amerikaanse ministerie van Energie, inclusief beveiligingsactiviteiten, die de productie van Plutonium vertraagden.^[53] De missieparameters en observatiesequentie moesten worden gewijzigd voor het verminderde wattage; Toch kunnen niet alle instrumenten tegelijkertijd werken. Het ministerie van Energie heeft het Space Battery Program overgedragen van Ohio naar Argonne in 2002 vanwege beveiligingsproblemen.

De hoeveelheid radioactief plutonium in de RTG is ongeveer een derde van het bedrag aan boord van de Cassini-Huygens-sonde toen het in 1997 werd gelanceerd. De Cassini-lancering was geprotesteerd door meerdere organisaties, vanwege het risico dat een dergelijke grote hoeveelheid plutonium is vrijgelaten in de atmosfeer in geval van een ongeval. Het ministerie van Energie van de Verenigde Staten schatte de kansen op een lanceerongeval dat straling zou vrijgeven in de atmosfeer op 1 op 350 en de lancering toezicht^[54] vanwege de opname van een RTG aan boord. Naar schatting zou een worst-case scenario van de totale verspreiding van plutonium aan boord de equivalente straling van 80% de gemiddelde jaarlijkse dosering in Noord-Amerika verspreiden door achtergrondstraling over een gebied met een straal van 105 km (65 mi).^[55]

Vluchtcomputer

Het ruimtevaartuig draagt ​​er twee computer Systemen: het opdracht- en gegevensbehandelingssysteem en de richtlijnen- en controleprocessor. Elk van de twee systemen is gedupliceerd ontslag, voor een totaal van vier computers. De processor die wordt gebruikt voor zijn vluchtcomputers is de Mongoose-v, een 12 MHz door straling geharde versie van de MIPS R3000 processor. Meerdere redundante klokken en timingroutines worden geïmplementeerd in hardware en software om fouten en downtime te voorkomen. Om warmte en massa te behouden, zijn ruimtevaartuigen en instrumentelektronica samen gehuisvest in IEM's (geïntegreerde elektronicamodules). Er zijn twee overbodige IEM's. Inclusief andere functies zoals instrument en radio -elektronica, elke IEM bevat 9 Borden.^[56] De software van de sonde loopt verder Kern RTO's besturingssysteem.^[57]

Er zijn twee "safing" -gebeurtenissen geweest, die het ruimtevaartuig naartoe hebben gestuurd veilige modus:

• Op 19 maart 2007 ondervond de computer- en gegevensbehandelingscomputer een niet -correcteerbare geheugenfout en herstartte zichzelf, waardoor het ruimtevaartuig in de veilige modus ging. Het vaartuig herstelde volledig binnen twee dagen, met wat gegevensverlies op die van Jupiter magnetotail. Er werd geen impact op de volgende missie verwacht.^[58]
• Op 4 juli 2015 was er een CPU-kluisgebeurtenis veroorzaakt door een over-toewijzing van bevolen wetenschapsoperaties over de benadering van het vaartuig van Pluto. Gelukkig kon het vaartuig binnen twee dagen herstellen zonder grote gevolgen voor zijn missie. NASA -wetenschappers verminderden daarom het aantal wetenschappelijke operaties op het vak om toekomstige gebeurtenissen te voorkomen, wat zou kunnen gebeuren tijdens de aanpak met Pluto.^[59][60]

Telecommunicatie en gegevensverwerking

Nieuwe horizonten' antenne, met wat testapparatuur bevestigd.

Communicatie met het ruimtevaartuig is via X Band. Het vaartuig had een communicatiegraad van 38 kbit/s bij Jupiter; op afstand van Pluto, een snelheid van ongeveer 1Kbit/s per zender werd verwacht. Naast de lage gegevenssnelheid veroorzaakt de afstand van Pluto ook een latentie van ongeveer 4,5 uur (eenweg). De 70 m (230 ft) NASA Deep Space Network (DSN) Gerechten worden gebruikt om opdrachten door te geven zodra het ruimtevaartuig voorbij Jupiter is. Het ruimtevaartuig gebruikt dubbele modulaire redundantie Zenders en ontvangers, en rechts- of linkshand cirkelvormige polarisatie.

Het downlink-signaal wordt versterkt door dubbele redundante 12 Watt reisgolfbuis Versterkers (TWTA's) gemonteerd op het lichaam onder het gerecht. De ontvangers zijn nieuwe ontwerpen met lage kracht. Het systeem kan worden geregeld om beide TWTA's tegelijkertijd te voeden en een dubbel gepolariseerd downlink-signaal naar de DSN te verzenden dat de downlink-snelheid bijna verdubbelt. DSN -tests in het begin van de missie met deze dubbele polarisatiecombinatie -techniek waren succesvol, en de mogelijkheid wordt nu als operationeel beschouwd (wanneer het budget van het ruimtevaartuig mogelijk maakt dat beide TWTA's worden aangedreven).

Naast de high-gain antenne, er zijn twee back-ups-antennes met een laag gain en een middelgrote schotel. Het high-gain gerecht heeft een Cassegrain Reflector lay-out, composietconstructie, van een diameter van 2,1 meter (7 ft) die verstrekt zijn 42DBI van winst en een halfkrachtstraalbreedte van ongeveer een diploma. De prime-focus medium-gain antenne, met een 0,3-meter (1 ft) diafragma en 10 ° halfkrachtstraalbreedte, wordt gemonteerd aan de achterkant van de secundaire reflector van de high-gain-antenne. De voorwaartse antenne met een laag gain wordt gestapeld bovenop de voeding van de gemiddelde gainantenne. De achterste antenne met lage gain is gemonteerd in de lanceeradapter aan de achterkant van het ruimtevaartuig. Deze antenne werd alleen gebruikt voor vroege missiefasen in de buurt van de aarde, net na de lancering en voor noodsituaties als het ruimtevaartuig de houdingcontrole had verloren.

Nieuwe horizonten Registreerde wetenschappelijke instrumentgegevens naar de vaste-toestand geheugenbuffer bij elke ontmoeting en verzonden vervolgens de gegevens naar de aarde. Gegevensopslag wordt gedaan op twee low-power Recorders van solid-state (één primaire, één back -up) vasthouden tot 8gigabytes elk. Vanwege de extreme afstand van Pluto en de Kuiper -riem, kunnen slechts één bufferbelasting bij die ontmoetingen worden opgeslagen. Dit is zo omdat Nieuwe horizonten zou ongeveer 16 maanden nodig hebben na het verlaten van de omgeving van Pluto om de bufferbelasting terug naar de aarde te verzenden.^[61] Op afstand van Pluto duurden radiosignalen van de ruimtesonde terug naar de aarde vier uur en 25 minuten om 4,7 miljard km ruimte te doorkruisen.^[62]

Een deel van de reden voor de vertraging tussen het verzamelen van en overdracht van gegevens is dat alle Nieuwe horizonten Instrumentatie is gemonteerd door het lichaam. Om de camera's te laten registreren, moet de hele sonde draaien en de een-graad-brede straal van de high-gain antenne wijst niet naar de aarde. Vorige ruimtevaartuigen, zoals de Reiziger Programmasondes hadden een roteerbaar instrumentatieplatform (een "scanplatform") dat metingen vanuit vrijwel elke hoek kon nemen zonder radiocontact met de aarde te verliezen. Nieuwe horizonten was mechanisch vereenvoudigd om gewicht te besparen, het schema te verkorten en de betrouwbaarheid tijdens de 15-jarige levensduur te verbeteren.

De Voyager 2 Scanplatform vastgelopen in Saturnus, en de eisen van lange tijd blootstellingen aan buiten planeten leidden tot een verandering van plannen zodat de hele sonde werd geroteerd om foto's te maken bij Uranus en Neptunus, vergelijkbaar met hoe Nieuwe horizonten gedraaid.

Wetenschapspayload

Nieuwe horizonten Draagt ​​zeven instrumenten: drie optische instrumenten, twee plasma -instrumenten, een stofssensor en een radioletenwetenschappelijke ontvanger/radiometer. De instrumenten moeten worden gebruikt om de wereldwijde geologie, oppervlaktesamenstelling, oppervlaktetemperatuur, atmosferische druk, atmosferische temperatuur en ontsnappingssnelheid van pluto en zijn manen te onderzoeken. De nominale kracht is 21 watt, hoewel niet alle instrumenten tegelijkertijd werken.^[63] In aanvulling, Nieuwe horizonten heeft een ultrastabel oscillatorsubsysteem, dat kan worden gebruikt om de Pioneer Anomaly Tegen het einde van het leven van het ruimtevaartuig.^[64]

Lange-afstandsverkenning imager (Lorri)

LORRI-Long-range camera

De langetermijnverkenningsbeeld (Lorri) is een lang focale lengte-imager die is ontworpen voor een hoge resolutie en responsiviteit bij zichtbare golflengten. Het instrument is uitgerust met een 1024 × 1024 pixel door 12-bits per pixel monochromatisch CCD Imager geeft een resolutie van 5 μrad (~ 1 Arcsec).^[65] De CCD is ver onder het vriespunt gekoeld door een passieve radiator op het antisolaire gezicht van het ruimtevaartuig. Dit temperatuurverschil vereist isolatie en isolatie van de rest van de structuur. De opening van 208,3 mm (8,20 in) Ritchey - Chretien spiegels en meetstructuur zijn gemaakt van silicium carbide Om de stijfheid te vergroten, het gewicht te verminderen en kromtrekken bij lage temperaturen te voorkomen. De optische elementen zitten in een composiet lichtschild en monteren met titanium en glasvezel voor thermische isolatie. De totale massa is 8,6 kg (19 lb), waarbij de optische buisconstructie (OTA) ongeveer 5,6 kg (12 lb) wegen,^[66] Voor een van de grootste silicium-carbide-telescopen die destijds werden gevlogen (nu overtroffen door Herschel). Voor het bekijken op openbare websites worden de 12-bit per pixel Lorri-afbeeldingen omgezet in 8-bit per pixel Jpeg afbeeldingen.^[65] Deze openbare afbeeldingen bevatten niet de volledige dynamisch bereik van helderheidsinformatie beschikbaar uit de Raw Lorri Images -bestanden.^[65]

Hoofdonderzoeker: Andy Cheng, Applied Physics Laboratory, Gegevens: Lorri Image Search op jhuapl.edu^[67]

Zonnewind rond Pluto (swap)

RUIL - Zonnewind rond Pluto

Zonnewind rond Pluto (swap) is een toroidaal elektrostatische analysator en vertragende potentiële analysator (RPA), die een van de twee instrumenten vormt die bestaat uit Nieuwe horizonten' Plasma en energierijke deeltjesspectrometer suite (PAM), de andere is Pepssi. Wissel meet deeltjes van maximaal 6,5 Kev en, vanwege de dunne zonnewind op de afstand van Pluto, is het instrument ontworpen met de grootste opening van een dergelijk instrument ooit gevlogen.^[68]

Hoofdonderzoeker: David McComas, Southwest Research Institute

Pluto energetisch deeltjesspectrometer Science Investigation (PEPSSI)

Pluto energetisch deeltjesspectrometer Science Investigation (PEPSSI) is een vliegtijd ion en elektron sensor die een van de twee instrumenten vormt die bestaat uit Nieuwe horizonten' Plasma en energierijke deeltjesspectrometer suite (PAM), de andere is ruilt. In tegenstelling tot Swap, die deeltjes van maximaal 6,5 meet Kev, Pepssi gaat tot 1 MeV.^[68] De Pepssi -sensor is ontworpen om de massa, energie en verdeling van geladen deeltjes rond Pluto te meten, en kan ook onderscheid maken tussen protonen, elektronen, en andere zware ionen.^[69]

Hoofdonderzoeker: Ralph McNutt Jr., Applied Physics Laboratory

Alice

Alice is een ultraviolet in beeld brengen spectrometer dat is een van de twee fotografische instrumenten die bestaande Nieuwe horizonten' Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI); de andere is de Ralph telescoop. Het lost 1.024 op Golflengtebanden in de verre en extreme ultraviolet (van 50-180nm), meer dan 32 Bekijk velden. Het doel is om de samenstelling van Pluto's atmosfeer te bepalen. Dit Alice -instrument is afgeleid van een andere Alice aan boord ESA's Rosetta ruimtevaartuigen.^[68] Het instrument heeft een massa van 4,4 kg en trekt 4,4 watt vermogen. De primaire rol is het bepalen van de relatieve concentraties van verschillende elementen en isotopen in de atmosfeer van Pluto.^[70]

Hoofdonderzoeker: Alan Stern, Southwest Research Institute

In augustus 2018, bevestigde NASA, gebaseerd op resultaten door Alice op de Nieuwe horizonten ruimtevaartuigen, een "waterstofwand"aan de buitenranden van de Zonnestelsel dat werd voor het eerst gedetecteerd in 1992 door de twee Voyager ruimtevaartuigen.^[23][24]

Ralph -telescoop

Ralph- Telescope en kleurcamera

De Ralph -telescoop, 75 mm^[71] in diafragma, is een van de twee fotografische instrumenten die uitmaken Nieuwe horizonten' Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI), waarbij de andere het Alice -instrument is. Ralph heeft twee afzonderlijke kanalen: MVIC (multispectrale zichtbare beeldcamera), een zichtbaar licht CCD Imager met breedband- en kleurkanalen; en Leisa (lineaire Etalon-beeldvormingsspectrale array), een bijnainfrarood beeldvormingspectrometer. Leisa is afgeleid van een soortgelijk instrument op de Earth Observing-1 ruimtevaartuigen. Ralph is vernoemd naar de echtgenoot van Alice De huwelijksreisers, en werd ontworpen naar Alice.^[72]

Op 23 juni 2017 kondigde NASA aan dat het het Leisa -instrument heeft omgedoopt tot de "Lisa Hardaway Infrared Mapping Spectrometer" ter ere van Lisa Hardaway, de Ralph Program Manager bij Balruimte, die stierf in januari 2017 op 50 -jarige leeftijd.^[73]

Hoofdonderzoeker: Alan Stern, Southwest Research Institute

Venetia Burney Student Dust Counter (VBSDC)

VBSDC - Venetia Burney Student Dust Counter

De Venetia Burney Student Dust Counter (VBSDC), gebouwd door studenten van de Universiteit van Colorado Boulder, is periodiek actief om te maken stof afmetingen.^[74][75] Het bestaat uit een detectorpaneel, ongeveer 460 mm x 300 mm (18 in × 12 in), gemonteerd op het anti-zonne-gezicht van het ruimtevaartuig (de RAM-richting) en een elektronicabox in het ruimtevaartuig. De detector bevat veertien polyvinylideen difluoride (PVDF) Panelen, twaalf wetenschap en twee referentie, die spanning genereren wanneer het wordt beïnvloed. Effectief verzamelgebied is 0,125 m² (1,35 m²). Geen stofteller is voorbij de baan van Uranus; Stofmodellen in het buitenste zonnestelsel, met name de Kuiper -riem, zijn speculatief. De VBSDC wordt altijd ingeschakeld om de massa's van de interplanetaire en interstellaire stofdeeltjes (in het bereik van nano- en picogrammen) te meten terwijl ze botsen met de PVDF-panelen gemonteerd op de Nieuwe horizonten ruimtevaartuigen. De gemeten gegevens zullen naar verwachting sterk bijdragen aan het begrip van de stofspectra van het zonnestelsel. De stofspectra kan vervolgens worden vergeleken met die van observaties van andere sterren, waardoor nieuwe aanwijzingen worden gegeven over waar aarde-achtige planeten in het universum kunnen worden gevonden. De stofbalie is vernoemd Venetia Burney, die op 11-jarige leeftijd voor het eerst de naam "Pluto" voorstelde. Een korte film van dertien minuten over de VBSDC verzamelde een Emmy Award voor studentenprestaties in 2006.^[76]

Hoofdonderzoeker: Mihaly Horanyi, Universiteit van Colorado Boulder

Radio Science Experiment (REX)

Het Radio Science Experiment (REX) gebruikte een ultrastaart kristal oscillator (in wezen een gekalibreerd kristal in een miniatuur oven) en wat extra elektronica om onderzoek naar radioletenschappen uit te voeren met behulp van de communicatiekanalen. Deze zijn klein genoeg om op een enkele kaart te passen. Omdat er twee overbodige communicatiesubsystemen zijn, zijn er twee, identieke REX -circuitplaten.

Hoofdonderzoekers: Len Tyler en Ivan Linscott, Stanford universiteit

Reis naar Pluto

Launch

Lancering van Nieuwe horizonten. De Atlas V Rocket op de LaunchPad (links) en til weg van Cape Canaveral.

Op 24 september 2005 arriveerde het ruimtevaartuig in het Kennedy Space Center aan boord van een C-17 Globemaster III Voor lanceringsvoorbereidingen.^[77] De lancering van Nieuwe horizonten was oorspronkelijk gepland voor 11 januari 2006, maar werd aanvankelijk uitgesteld tot 17 januari 2006 om toe te staan borescope inspecties van de Atlas V's kerosine tank. Verdere vertragingen gerelateerd aan lage wolkenplafondomstandigheden aflopend, en harde wind en technische moeilijkheden - niet gerelateerd aan de raket zelf - bevatten nog twee dagen lancering.^[78][79]

De sonde is eindelijk weggegaan Kussen 41 Bij Cape Canaveral Air Force Station, Florida, direct ten zuiden van Ruimteschip Lanceer complex 39, om 19:00 UTC op 19 januari 2006.^[80][81] De Centaur Tweede fase ontstoken om 19:04:43 UTC en 5 minuten 25 seconden verbrand. Het herstelde om 19:32 UTC en brandde 9 minuten 47 seconden. De ATK STAR 48B Derde fase ontstoken om 19:42:37 UTC en 1 minuut 28 seconden verbrand.^[82] Gecombineerd stuurden deze brandwonden met succes de sonde op een zonne-escape-traject met 16,26 kilometer per seconde (58.536 km/u; 36,373 mph).^[7] Nieuwe horizonten Het duurde slechts negen uur om de baan van de maan te passeren.^[83] Hoewel er in februari 2006 en februari 2007 back-upmogelijkheden waren, stond alleen de eerste drieëntwintig dagen van het venster 2006 de Jupiter Flyby toe. Elke lancering buiten die periode zou het ruimtevaartuig hebben gedwongen om een ​​langzamer traject rechtstreeks naar Pluto te laten vliegen, waardoor de ontmoeting met vijf tot zes jaar wordt vertraagd.^[84]

De sonde werd gelanceerd door een Lockheed Martin Atlas V 551 Rocket, met een derde fase toegevoegd om de heliocentrische (ontsnapping) snelheid te verhogen. Dit was de eerste lancering van de Atlas V 551 -configuratie, die vijf gebruikt Solide raketboosters, en de eerste Atlas V met een derde fase. Eerdere vluchten hadden nul, twee of drie solide boosters gebruikt, maar nooit vijf. Het voertuig, AV-010, woog 573.160 kilogram (1.263.600 lb) bij lift-off,^[82] en was eerder enigszins beschadigd toen Orkaan Wilma Op 24 oktober 2005 door Florida geveegd. Een van de solide raketboosters werd geraakt door een deur. De booster werd vervangen door een identieke eenheid, in plaats van het origineel te inspecteren en te vereisen.^[85]

De lancering was gewijd aan het geheugen van de lanceergeleider Daniel Sarokon, die door ambtenaren van het ruimteprogramma werd beschreven als een van de meest invloedrijke mensen in de geschiedenis van ruimtevaart.^[86]

Inner Solar System

Trajectcorrecties

Op 28 en 30 januari 2006 begeleidden missiecontrollers de sonde door de eerste traject-Correction manoeuvre (TCM), die werd verdeeld in twee delen (TCM-1A en TCM-1B). De totale snelheidsverandering van deze twee correcties was ongeveer 18 meter per seconde (65 km/u; 40 mph). TCM-1 was nauwkeurig genoeg om de annulering van TCM-2 toe te staan, de tweede van drie oorspronkelijk geplande correcties.^[87] Op 9 maart 2006 voerden Controllers TCM-3 uit, de laatste van drie geplande cursuscorrecties. De motoren verbrandden 76 seconden, waardoor de snelheid van het ruimtevaartuig met ongeveer 1,16 m/s (4,2 km/u; 2,6 mph) met ongeveer 1,1 km)).^[88] Verdere trajectmanoeuvres waren niet nodig tot 25 september 2007 (zeven maanden na de Jupiter Flyby), toen de motoren gedurende 15 minuten en 37 seconden werden afgevuurd, waardoor de snelheid van het ruimtevaartuig met 2,37 m/s (8,5 km/u; 5,3 mph) veranderde) ,,^[89] gevolgd door een andere TCM, bijna drie jaar later op 30 juni 2010, duurde 35,6 seconden, toen Nieuwe horizonten had het halverwege (op tijd gereisd) al bereikt) naar Pluto.^[90]

Tijdens de vlucht tests en kruising van Mars Orbit

Tijdens de week van 20 februari 2006 voerden controllers initiële tijdens-vlucht tests uit van drie ingebouwde wetenschappelijke instrumenten, de Alice Ultraviolet Imaging Spectrometer, de Pepssi plasma-sensor en de Lorri langeafstands zichtbare spectrumcamera. Er zijn geen wetenschappelijke metingen of afbeeldingen genomen, maar instrumentelektronica en in het geval van Alice bleken sommige elektromechanische systemen correct te functioneren.^[91]

Op 7 april 2006 passeerde het ruimtevaartuig de baan van Mars en bewoog zich op ongeveer 21 km/s (76.000 km/u; 47.000 mph) afstand van de zon op een zonne -afstand van 243 miljoen kilometer.^[92][93][94]

Asteroïde 132524 APL

Asteroïde 132524 APL bekeken door Nieuwe horizonten in juni 2006

Eerste afbeeldingen van Pluto in september 2006

Vanwege de noodzaak om brandstof te behouden voor mogelijke ontmoetingen met Kuiper -riemobjecten na de pluto -flyby, is opzettelijke ontmoetingen met objecten in de asteroïde riem waren niet gepland. Na de lancering, de Nieuwe horizonten Team scande het traject van het ruimtevaartuig om te bepalen of asteroïden toevallig dicht genoeg bij observatie zouden zijn. In mei 2006 werd dat ontdekt Nieuwe horizonten zou dicht bij de kleine asteroïde gaan 132524 APL op 13 juni 2006. Dichtste aanpak vond plaats om 4:05 UTC op een afstand van 101.867 km (63.297 km) (ongeveer een kwart van de Gemiddelde aardmoonafstand). De asteroïde werd afgebeeld door Ralph (het gebruik van Lorri was niet mogelijk vanwege de nabijheid van de zon), wat het team de kans gaf om Ralph te testen's Mogelijkheden, en maak observaties van de samenstelling van de asteroïde evenals licht- en fasecurven. De asteroïde werd geschat op een diameter van 2,5 km (1,6 mi).^[95][96][97] Het ruimtevaartuig volgde met succes de snel bewegende asteroïde op 10-12 juni 2006.

Eerste PLUTO -waarneming

De eerste afbeeldingen van Pluto van Nieuwe horizonten werden overgenomen van 21-24 september 2006, tijdens een test van Lorri. Ze werden vrijgelaten op 28 november 2006.^[98] De beelden, genomen van een afstand van ongeveer 4,2 miljard km (2,6 miljard km; 28 AU), bevestigden het vermogen van het ruimtevaartuig om verre doelen te volgen, cruciaal voor het manoeuvreren van Pluto en andere Kuiper -riemobjecten.

Jupiter ontmoeting

Infraroodbeeld van Jupiter door Nieuwe horizonten

Nieuwe horizonten gebruikte Lorri om zijn eerste foto's van Jupiter te maken op 4 september 2006, van een afstand van 291 miljoen kilometer (181 miljoen mijl).^[99] Meer gedetailleerde verkenning van het systeem begon in januari 2007 met een infraroodbeeld van de maan Callisto, evenals verschillende zwart-witbeelden van Jupiter zelf.^[100] Nieuwe horizonten ontving een zwaartekrachthulp van Jupiter, met zijn dichtstbijzijnde aanpak om 05:43:40 UTC op 28 februari 2007, toen het 2,3 miljoen kilometer (1,4 miljoen mijl) van Jupiter was. De flyby nam toe Nieuwe horizonten' Snelheid met 4 km/s (14.000 km/u; 9.000 mph), waardoor de sonde wordt versneld tot een snelheid van 23 km/s (83.000 km/u; 51.000 mph) ten opzichte van de zon en het verkorten van zijn reis naar Pluto met drie jaar.^[101]

De Flyby was het centrum van een intensieve observatiecampagne van vier maanden die van januari tot juni duurde. Jupiter is een steeds veranderend wetenschappelijk doelwit en is met tussenpozen waargenomen sinds het einde van de Galileo Missie in september 2003. Kennis over Jupiter profiteerde van het feit dat Nieuwe horizonten' Instrumenten werden gebouwd met behulp van de nieuwste technologie, vooral op het gebied van camera's, wat een aanzienlijke verbetering van de vorm van Galileo's camera's, die aangepaste versies waren van Reiziger Camera's, die op hun beurt zijn gewijzigd Zeeman camera's. De Jupiter -ontmoeting diende ook als een shakedown en kledingrepetitie voor de Pluto -ontmoeting. Omdat Jupiter veel dichter bij de aarde is dan Pluto, kan de communicatielink meerdere belastingen van de geheugenbuffer verzenden; De missie heeft dus meer gegevens van het Joviaanse systeem geretourneerd dan verwacht dat het vanuit Pluto zou worden verzonden.^[102]

Een van de belangrijkste doelen tijdens de Jupiter -ontmoeting was het observeren van zijn atmosferische omstandigheden en het analyseren van de structuur en samenstelling van zijn wolken. Door warmte geïnduceerde blikseminslagen in de poolgebieden en "golven" die aangeven dat gewelddadige stormactiviteit werd waargenomen en gemeten. De Kleine rode vlek, verspreid over maximaal 70% van de diameter van de aarde, werd voor het eerst van dichtbij afgebeeld.^[101] Opname vanuit verschillende invalshoeken en verlichtingsomstandigheden, Nieuwe horizonten nam gedetailleerde afbeeldingen van Jupiter's flauw ringsysteem, het ontdekken van puin overgebleven van recente botsingen binnen de ringen of van andere onverklaarbare fenomenen. De zoektocht naar onontdekte manen in de ringen liet geen resultaten zien. Reizen door Jupiter's magnetosfeer, Nieuwe horizonten verzamelde waardevolle deeltjeswaarden.^[101] "Bubbels" van plasma waarvan wordt gedacht dat ze worden gevormd uit materiaal dat door de maan wordt uitgeworpen, werden opgemerkt in de magnetotail.^[103]

Joviaanse manen

De vier grootste manen van Jupiter bevonden zich in slechte posities voor observatie; Het noodzakelijke pad van de manoeuvre van de zwaartekracht betekende dat Nieuwe horizonten Miljoenen kilometers van een van de Galilese manen. Toch waren de instrumenten bedoeld voor kleine, vage doelen, dus ze waren wetenschappelijk nuttig op grote, verre manen. De nadruk werd gelegd op Jupiter's binnenste Galilean Moon, Io, wiens actieve vulkanen tonnen materiaal schieten in de magnetosfeer van Jupiter, en verder. Van de elf waargenomen uitbarstingen werden er drie voor het eerst gezien. Dat van Tvashtar bereikte een hoogte van maximaal 330 km (210 mi). De gebeurtenis gaf wetenschappers een ongekende blik in de structuur en beweging van de stijgende pluim en de daaropvolgende val terug naar het oppervlak. Infraroodhandtekeningen van nog eens 36 vulkanen werden opgemerkt.^[101] CallistoHet oppervlak werd geanalyseerd met LEISA en onthulde hoe verlichting en kijkomstandigheden de infraroodspectrumwaarden van het oppervlaktewaterijs beïnvloeden.^[104] Kleine manen zoals Amalthea hadden hun baanoplossingen verfijnd. De camera's bepaalden hun posities en fungeerden als "omgekeerde optische navigatie".

Joviaanse manen afgebeeld door Nieuwe horizonten

Io Afgebeeld op 28 februari 2007. De functie nabij de noordpool van de maan is een 290 km (180 mi) hoge pluim van de vulkaan Tvashtar.

Europa afgebeeld op 27 februari 2007, van een afstand van 3,1 miljoen km (1,9 miljoen km). Beeldschaal is 15 km per pixel (9,3 mi/px).

Ganymedes afgebeeld op 27 februari 2007, van een afstand van 3,5 miljoen km (2,2 miljoen km). Beeldschaal is 17 km per pixel (11 mi/px).

Callisto afgebeeld op 27 februari 2007, van een afstand van 4,7 miljoen km (2,9 miljoen km).

Media gerelateerd aan foto's van Jupiter -systeem door New Horizons bij Wikimedia Commons

Buitenste zonnestelsel

Heliocentrische posities van de vijf interstellaire sondes (vierkanten) en andere lichamen (cirkels) tot 2020, met lancerings- en flybydatums. Markers geven posities aan op 1 januari van elk jaar, met elk vijfde jaar gelabeld.
Plot 1 wordt bekeken vanaf de Noord -ecliptische paal, schalen.
Plots 2 tot 4 zijn Derde hoekprojecties op 20% schaal.
In het SVG -bestand, Beweeg over een traject of een baan om het te benadrukken en de bijbehorende lanceringen en flybys.

Na het passeren van Jupiter, Nieuwe horizonten bracht het grootste deel van zijn reis naar Pluto door in de winterslaapmodus. Redundante componenten evenals begeleiding en besturingssystemen werden afgesloten om hun levenscyclus te verlengen, de bedrijfskosten te verlagen en de Deep Space Network voor andere missies.^[105] Tijdens de hibernatiemodus heeft de aan boord computer de systemen van de sonde bewaakt en een signaal teruggebracht naar de aarde; Een "groene" code als alles functioneerde zoals verwacht of een "rode" code als de hulp van de missiecontrole nodig was.^[105] De sonde werd ongeveer twee maanden per jaar geactiveerd zodat de instrumenten konden worden gekalibreerd en de systemen gecontroleerd. De eerste hibernatiemoduscyclus begon op 28 juni 2007,^[105] De tweede cyclus begon op 16 december 2008,^[106] De derde cyclus op 27 augustus 2009,^[107] en de vierde cyclus op 29 augustus 2014, na een test van 10 weken.^[108]

Nieuwe horizonten de baan van overgestoken Saturnus Op 8 juni 2008,^[109] en Uranus op 18 maart 2011.^[110] Nadat astronomen de ontdekking van twee nieuwe manen in het Pluto -systeem hebben aangekondigd, Kerberos en Styx, Mission Planners begonnen de mogelijkheid te overwegen dat de sonde ongeziene puin en stof overbleef van oude botsingen tussen de manen. Een studie op basis van 18 maanden computersimulaties, op aarde gebaseerde telescoopobservaties en occultaties van het Pluto-systeem onthulde dat de mogelijkheid van een catastrofale botsing met puin of stof minder dan 0,3% was op de geplande cursus van de sonde.^[111][112] Als het gevaar toeneemt, Nieuwe horizonten had een van de twee mogelijke contingentieplannen kunnen gebruiken, de zogenaamde shbots (Safe Haven door andere trajecten). Ofwel de sonde had kunnen zijn voortgezet op zijn huidige traject met de antenne waarmee de inkomende deeltjes worden geconfronteerd, zodat de meer vitale systemen zouden worden beschermd, of het had zijn antenne kunnen positioneren om een ​​cursuscorrectie te maken die het op slechts 3000 km van het oppervlak van Pluto zou nemen waar werd verwacht dat de atmosferische weerstand zou de omringende ruimte van mogelijk puin hebben schoongemaakt.^[112]

In de wibernatiemodus in juli 2012, Nieuwe horizonten Begon met het verzamelen van wetenschappelijke gegevens met Swap, Pepssi en VBSDC. Hoewel het oorspronkelijk was gepland om alleen de VBSDC te activeren, werden andere instrumenten ingeschakeld om waardevolle heliosferische gegevens te verzamelen. Voordat de andere twee instrumenten werden geactiveerd, werden grondtests uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de uitgebreide gegevensverzameling in deze fase van de missie de beschikbare energie, geheugen en brandstof in de toekomst niet zou beperken en dat alle systemen tijdens de flyby functioneerden.^[113] De eerste set gegevens werd in januari 2013 verzonden tijdens een activering van drie weken door de winterslaap. De opdracht en software voor gegevensverwerking is bijgewerkt om het probleem van computerresets aan te pakken.^[114]

Mogelijke Neptune Trojan -doelen

Andere mogelijke doelen waren Neptune Trojans. Het traject van de sonde naar Pluto ging in de buurt van Neptune's Trailing Lagrange Point ("L₅"), die honderden lichamen in 1: 1 kan hosten resonantie. Eind 2013, Nieuwe horizonten Binnen 1,2 AU (180.000.000 km; 110.000.000 km) van de hoge inclinatie L5 Neptune Trojan 2011 HM102,^[115] die kort daarvoor werd ontdekt door de Nieuwe horizon kbo zoeken taak, een vragenlijst Om extra te vinden verre objecten voor Nieuwe horizonten om voorbij te vliegen na de ontmoeting van 2015 met Pluto. Op dat bereik, 2011 HM₁₀₂ zou helder genoeg zijn geweest om door detecteerbaar te zijn Nieuwe horizonten' Lorri -instrument; echter, de Nieuwe horizonten team besloot uiteindelijk dat ze zich niet zouden richten 2011 HM₁₀₂ Voor observaties omdat de voorbereidingen voor de Pluto -benadering voorrang hadden.^[116]

Observaties van Pluto en Charon 2013–14

Afbeeldingen van 1 tot 3 juli 2013 door Lorri waren de eerste van de sonde die Pluto en Charon als afzonderlijke objecten oplossen.^[117] Op 14 juli 2014 voerden Mission Controllers een zesde traject-correctiemanoeuvre (TCM) uit sinds de lancering om het vaartuig in staat te stellen Pluto te bereiken.^[118] Tussen 19-24 juli 2014, Nieuwe horizonten' Lorri brak 12 afbeeldingen van Charon rond Pluto, met bijna één volledige rotatie op afstanden variërend van ongeveer 429 tot 422 miljoen kilometer (267.000.000 tot 262.000.000 km).^[119] In augustus 2014 hebben astronomen zeer nauwkeurige metingen gedaan van Pluto's locatie en baan rond de zon met behulp van de Atacama grote millimeter/submillimeter array (Alma) (Een reeks radiotelescopen in Chili) om NASA's te helpen Nieuwe horizonten ruimtevaartuigen nauwkeurig naar huis in op Pluto.^[120] Op 6 december 2014 stuurden Mission Controllers een signaal voor het vaartuig om "wakker te worden" van zijn laatste PLUTO-benadering en beginnen met reguliere operaties. De reactie van het vaartuig dat het "wakker" was, bereikte de aarde op 7 december 2014 om 02:30 UTC.^{[121][122][123]}

Pluto -aanpak

Pluto en Charon Gefotografeerd op 9 april 2015, (links) door Ralph en op 29 juni 2015, (Rechtsaf) door Lorri.

De operaties op afstand in Pluto begonnen op 4 januari 2015.^[124] Op deze datum waren afbeeldingen van de doelen met de ingebouwde Lorri Imager plus de Ralph Telescope slechts enkele pixels in de breedte. Onderzoekers begonnen pluto-afbeeldingen en achtergrondstarfield-afbeeldingen te maken om missieravigators te helpen bij het ontwerp van cursuscorrectie-motormanoeuvres die het traject van precies zouden wijzigen Nieuwe horizonten om de aanpak te richten.^[125]

Op 12 februari 2015 bracht NASA nieuwe afbeeldingen van Pluto (genomen van 25 tot 31 januari) uit de naderende sonde.^[126][127] Nieuwe horizonten was meer dan 203 miljoen kilometer (126.000.000 km) verwijderd van Pluto toen het begon met het maken van de foto's, die Pluto en de grootste maan, Charon, toonden. De belichtingstijd was te kort om de kleinere, veel zwakkere manen van Pluto te zien.

Onderzoekers hebben een reeks afbeeldingen samengesteld van de Moons Nix en Hydra genomen van 27 januari tot 8 februari 2015, beginnend bij een bereik van 201 miljoen kilometer (125.000.000 km).^[128] Pluto en Charon verschijnen als een overbelicht object in het midden. De rechterkantafbeelding is verwerkt om het achtergrondstarfield te verwijderen. De andere twee, nog kleinere manen, Kerberos en Styx werden gezien op foto's gemaakt op 25 april.^[129] Vanaf 11 mei werd een Hazard Search uitgevoerd, op zoek naar onbekende objecten die een gevaar voor het ruimtevaartuig kunnen zijn, zoals ringen of hier onontdekte manen, die vervolgens mogelijk door een cursusverandering kunnen worden vermeden.^[130] Er werden geen ringen of extra manen gevonden.

Ook met betrekking tot de naderingsfase in januari 2015, op 21 augustus 2012, kondigde het team aan dat ze missietijd zouden doorbrengen met het proberen van langetermijnobservaties van het Kuiper Belt-object tijdelijk aangewezen VNH0004 (nu aangewezen 2011 KW48), toen het object op afstand van Nieuwe horizonten van 75 gigameters (0,50 AU).^[131] Het object zou te ver weg zijn om oppervlaktefuncties op te lossen of spectroscopie te nemen, maar het zou in staat zijn om observaties te maken die niet van de aarde kunnen worden gemaakt, namelijk een fasecurve en een zoektocht naar kleine manen. Een tweede object zou in juni 2015 worden waargenomen en een derde in september na de Flyby; Het team hoopte tot 2018 een dozijn dergelijke objecten te observeren.^[131] Op 15 april 2015 werd Pluto afgebeeld met een mogelijke polaire dop.^[132]

Softwarestalling

Op 4 juli 2015, Nieuwe horizonten Ervaring met een software -afwijking en ging in een veilige modus, waardoor het ruimtevaartuig wetenschappelijke observaties uitvoerde totdat ingenieurs het probleem konden oplossen.^[133][134] Op 5 juli kondigde NASA aan dat het probleem werd vastgesteld als een timingfout in een commandoquentie die werd gebruikt om het ruimtevaartuig voor zijn flyby voor te bereiden, en het ruimtevaartuig zou op 7 juli geplande wetenschapsoperaties hervatten op 7 juli. beoordeeld als geen invloed op de belangrijkste doelstellingen van de missie en de minimale impact op andere doelstellingen.^[135]

De timingfout bestond uit het tegelijkertijd uit te voeren van twee taken - eerder verkregen gegevens te creëren om ruimte vrij te geven voor meer gegevens en een tweede kopie van de opdrachtvolgorde van de aanpak te maken - die samen de primaire computer van het ruimtevaartuig overbelast. Nadat de overbelasting was gedetecteerd, presteerde het ruimtevaartuig zoals ontworpen: het schakelde van de primaire computer naar de back -upcomputer, ging de veilige modus in en stuurde een noodoproep terug naar de aarde. De noodoproep werd ontvangen in de middag van 4 juli en waarschuwde ingenieurs die ze moesten contact opnemen met het ruimtevaartuig om meer informatie te krijgen en het probleem op te lossen. De resolutie was dat het probleem plaatsvond als onderdeel van de voorbereidingen voor de aanpak en niet naar verwachting opnieuw zou gebeuren omdat er geen vergelijkbare taken waren gepland voor de rest van de ontmoeting.^[135][136]

PLUTO -systeem ontmoeting

Alan Stern en de Nieuwe horizonten Team viert nadat het ruimtevaartuig zijn flyby van Pluto met succes heeft voltooid.

De dichtstbijzijnde benadering van de Nieuwe horizonten Ruimtevaartuigen voor Pluto vond plaats om 11:49 UTC op 14 juli 2015, op een bereik van 12.472 km (7.750 km) van het oppervlak^[137] en 13.658 km (8.487 km) van het centrum van Pluto. Telemetrie Gegevens die een succesvolle flyby bevestigen en een gezond ruimtevaartuig werden op aarde ontvangen vanuit de buurt van het Pluto -systeem op 15 juli 2015, 00:52:37 UTC,^[138] Na 22 uur gepland radiostilte omdat het ruimtevaartuig naar het Pluto -systeem wordt gewezen. Missiemanagers schatten een op de 10.000 kans dat puin de sonde of zijn communicatiesystemen tijdens de flyby had kunnen vernietigen, waardoor het niet kon worden gestuurd dat gegevens naar de aarde sturen.^[139] De eerste details van de ontmoeting werden de volgende dag ontvangen, maar de download van de volledige gegevensset via de 2 kbps Data Downlink duurde iets meer dan 15 maanden,^[16] en analyse van de gegevens gaat door vanaf 2021.^[140]

Doelstellingen

De wetenschapsdoelstellingen van de missie waren gegroepeerd in drie verschillende prioriteiten. De "primaire doelstellingen" waren vereist. De "secundaire doelstellingen" zouden naar verwachting worden bereikt, maar werden niet geëist. De "tertiaire doelstellingen" waren gewenst. Deze doelstellingen hadden kunnen worden overgeslagen ten gunste van de bovenstaande doelstellingen. Een doelstelling om elk magnetisch veld van Pluto te meten, werd gedropt, vanwege massa- en budgetkwesties in verband met het opnemen van een magnetometer op het ruimtevaartuig. In plaats van, Swap en pepssi kan indirect magnetische velden rond Pluto detecteren.^[141]

• Primaire doelstellingen (vereist)
  • Karakteriseren de wereldwijde geologie en morfologie van Pluto en Charon
  • Kaart chemische samenstellingen van Pluto en Charon -oppervlakken
  • Karakteriseren de neutrale (niet-ioniseerd) sfeer van Pluto en zijn ontsnappingssnelheid
• Secundaire doelstellingen (verwacht)
  • Karakteriseren de tijdsvariabiliteit van Pluto's oppervlak en atmosfeer
  • Afbeelding Selecteer Pluto- en Charon -gebieden in stereo
  • Wijs de terminators (dag/nacht grens) van Pluto en Charon met hoge resolutie
  • Breng de chemische samenstellingen in kaart van geselecteerde pluto- en charon -gebieden met hoge resolutie
  • Karakteriseren Pluto's ionosfeer (bovenste laag van de atmosfeer) en zijn interactie met de zonnewind
  • Zoek naar moleculaire neutrale soorten zoals moleculaire waterstof, koolwaterstoffen, waterstofcyanide en andere nitriles in de sfeer
  • Zoek naar een charon -sfeer
  • Bepalen bolometrisch Bond Albedos voor Pluto en Charon
  • Breng oppervlaktetemperaturen van Pluto en Charon in kaart
  • Breng eventuele extra oppervlakken van buitenste manen toe: Nix, Hydra, Kerberos, en Styx
• Tertiaire doelstellingen (gewenst)
  • Karakteriseren de energetische deeltjesomgeving in Pluto en Charon
  • Verfijn bulkparameters (radii, massa's) en banen van Pluto en Charon
  • Zoek naar extra manen En elk ringen

"De nieuwe Horizons Flyby van het Pluto -systeem was volledig succesvol, voldaan en in veel gevallen die de PLUTO -doelstellingen daarvoor hebben uiteengezet door NASA en de National Academy of Sciences."^[142]

Flyby -details

Pluto's "Encounter -hemisfeer" bekeken door Nieuwe horizonten Op 13 juli 2015

Pluto's charon-gerichte tegengestelde halfrond bekeken op 11 juli 2015

Nieuwe horizonten Passeerd binnen 12.500 km (7.800 km) van Pluto, met deze dichtstbijzijnde aanpak op 14 juli 2015, om 11:50 UTC. Nieuwe horizonten had een relatieve snelheid van 13,78 km/s (49.600 km/u; 30.800 mph) bij de dichtstbijzijnde aanpak en kwam tot 28.800 km (17.900 km) tot Charon. Beginnend 3,2 dagen vóór de dichtstbijzijnde aanpak omvatte de beeldvorming op lange afstand de mapping van Pluto en Charon tot een resolutie van 40 km (25 mi). Dit is de helft van de rotatieperiode van het Pluto -Charon -systeem en toegestane beeldvorming van alle zijden van beide lichamen. Imaging op korte afstand werd twee keer per dag herhaald om te zoeken naar oppervlakteveranderingen veroorzaakt door gelokaliseerde sneeuwval of oppervlakte cryovolcanisme. Vanwege de kanteling van Pluto zou een deel van het noordelijk halfrond altijd in schaduw zijn. Tijdens de flyby verwachtten ingenieurs dat Lorri geselecteerde afbeeldingen met resolutie zo hoog als 50 m per pixel (160 ft/px) zou kunnen verkrijgen als de dichtstbijzijnde afstand ongeveer 12.500 km was, en MVIC werd verwacht Resolutie van 1,6 km (1 km). Lorri en MVIC probeerden hun respectieve dekkingsgebieden te overlappen om stereoparen te vormen. Leisa verkreeg wereldwijd hyperspectrale nabij-infraroodkaarten bij 7 km/px (4,3 mi/px) en 0,6 km/px (0,37 mi/px) voor geselecteerde gebieden.

Patronen van blauwgrijze richels en roodachtig materiaal waargenomen in de Tartarus Dorsa Regio op 14 juli 2015

Ondertussen karakteriseerde Alice de atmosfeer, beide door emissies van atmosferische moleculen (airglow), en door achtergrondsterren te dimmen terwijl ze Pluto passeren (occultatie). Tijdens en na het dichtst bij de nadering proefden Swap en Pepssi de hoge atmosfeer en de effecten ervan op de zonnewind. VBSDC zocht naar stof, het afleiden van meteoroïde botsingspercentages en eventuele onzichtbare ringen. Rex voerde actieve en passieve radioletenwetenschappen uit. De communicatieschotel op aarde gemeten de verdwijning en weer verschenen van de Radio -occultatie Signaal terwijl de sonde achter Pluto vloog. De resultaten loste de diameter van Pluto op (door hun timing) en atmosferische dichtheid en samenstelling (door hun verzwakking en versterkingspatroon). (Alice kan soortgelijke occultaties uitvoeren, met behulp van zonlicht in plaats van radiobakens.) Eerdere missies hadden het ruimtevaartuig door de atmosfeer, naar de aarde ("downlink"). De massa- en massaverdeling van Pluto werd geëvalueerd door het zwaartekracht van het ruimtevaartuig. Naarmate het ruimtevaartuig versnelt en vertraagt, vertoonde het radiosignaal een Doppler shift. De Doppler -verschuiving werd gemeten door vergelijking met de ultrastabele oscillator in de communicatie -elektronica.

Reflected Sunlight van Charon maakte enkele beeldvormende observaties van de Nightside mogelijk. Achtergrondverlichting door de zon gaf de gelegenheid om ringen of sfeervolle haas te benadrukken. Rex voerde radiometrie van de Nightside uit.

Satellietobservaties

Nieuwe horizonten' De beste ruimtelijke resolutie van de kleine satellieten is 330 m per pixel (1.080 ft/px) bij NIX, 780 m/px (2.560 ft/px) bij HyDRA, en ongeveer 1,8 km/px (1,1 mi/px) bij Kerberos en Styx . Schattingen voor de afmetingen van deze lichamen zijn: NIX bij 49,8 × 33,2 × 31,1 km (30,9 × 20,6 × 19,3 mi); Hydra bij 50,9 × 36,1 × 30,9 km (31,6 × 22,4 × 19,2 mi); Kerberos op 19 × 10 × 9 km (11,8 × 6,2 × 5,6 mi); en styx bij 16 × 9 × 8 km (9,9 × 5,6 × 5,0 mi).^[143]

Eerste voorspellingen hadden Kerberos voor ogen als een relatief groot en massief object waarvan het donker oppervlak leidde tot een vage reflectie. Dit bleek verkeerd te zijn als afbeeldingen verkregen door Nieuwe horizonten Op 14 juli en teruggestuurd naar de aarde in oktober 2015 onthulde dat Kerberos kleiner was, 19 km (12 km) over met een zeer reflecterend oppervlak dat de aanwezigheid van relatief schoon waterijs suggereert op dezelfde manier als de rest van Pluto's kleinere manen.^[144]

Satellieten van pluto afgebeeld door Nieuwe horizonten

Charon

Styx

Nix

Kerberos

Hydra

Media gerelateerd aan foto's van het Pluto -systeem door New Horizons bij Wikimedia Commons

Evenementen na de pluto

Uitzicht op Pluto als Nieuwe horizonten verliet het systeem, het vangen van de stralen van de zon die door Pluto's atmosfeer passeerden, een ring vormen

Kort na de Pluto Flyby, in juli 2015, Nieuwe horizonten meldde dat het ruimtevaartuig gezond was, zijn vliegroute binnen de marges lag en wetenschappelijke gegevens van het Pluto -Charon -systeem waren geregistreerd.^[145][146] De onmiddellijke taak van het ruimtevaartuig was om de 6.25 gigabytes aan verzamelde informatie te retourneren.^[16] De Free-Space Path Loss Op zijn afstand van 4,5 lichturen (3.000.000.000 km) is ongeveer 303 db op 7 GHz. De ... gebruiken Hoge versterkingantenne en verzending op vol vermogen, het signaal van EIRP is +83 dBm, en op deze afstand is het signaal dat de aarde bereikt -220 dBm. Het ontvangen signaalniveau (RSL) met behulp van één, niet-aangekondigde Deep Space Network Antenne met 72 dBi voorstander is gelijk aan −148 dBm.^[147] Vanwege de extreem lage RSL kon het alleen gegevens verzenden op 1 tot 2 kilobits per seconde.^[148]

Tegen 30 maart 2016, ongeveer negen maanden na de flyby, Nieuwe horizonten bereikte het halverwege het verzenden van deze gegevens.^[149] De overdracht werd voltooid op 25 oktober 2016, om 21:48 UTC, toen het laatste stukje gegevens - onderdeel van een PLUTO -Charon -observatiesequentie door de Ralph/Leisa Imager - werd ontvangen door de Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.^[16][150]

Vanaf november 2018, op een afstand van 43 AU (6,43 miljard km; 4,00 miljard km) van de zon en 0,4 AU (60 miljoen km; 37 miljoen km) van 486958 Arrokoth,^[151] Nieuwe horizonten ging in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter^[152] op 14.10km/s (8.76mis; 2.97AU/A) ten opzichte van de zon.^[151] De helderheid van de zon uit het ruimtevaartuig was grootte −18.5.^[152]

Op 17 april 2021, Nieuwe horizonten bereikte een afstand van 50 astronomische eenheden (AU) Van de zon, terwijl u volledig operationeel blijft.^[153]

Missie -uitbreiding

Groot plaatje: van de Inner Solar System naar de Oortwolk met de kuiper -riem ertussenin

De Nieuwe horizonten Team vroeg en ontving tot 2021 een missie -extensie om extra Kuiper Belt -objecten (KBO's) te verkennen. Financiering werd beveiligd op 1 juli 2016.^[154] Tijdens deze Kuiper Belt Extended Mission (KEM) voerde het ruimtevaartuig een dichtbij van 486958 Arrokoth en zal meer verre observaties uitvoeren van nog eens twee dozijn objecten,^{[155][154][156]} en maak mogelijk een fly-by van een andere KBO.

Kuiper Belt Object Mission

Doelachtergrond

Missieplanners zochten naar een of meer extra Kuiper Belt -objecten (KBO's) in de volgorde van 50-100 km (31-62 km) in diameter als doelen voor flybys vergelijkbaar met de Plutonische ontmoeting van het ruimtevaartuig. Ondanks de grote populatie KBO's beperkten veel factoren echter het aantal mogelijke doelen. Omdat het vliegpad werd bepaald door de Pluto Flyby en de sonde slechts 33 kilogram had hydrazine drijfveer Overgebleven, moest het te bezoeken object binnen een kegel van minder dan een diploma van de breedte die zich uitstrekt van Pluto bevinden. Het doel moest ook binnen 55 zijn AU, omdat meer dan 55 AU, de communicatielink wordt te zwak en het RTG -vermogen vervalt aanzienlijk genoeg om de waarnemingen te belemmeren.^[157] Wenselijke KBO's hebben een diameter van meer dan 50 km (30 mi), neutraal van kleur (om contrasteren met de roodachtige pluto), en, indien mogelijk, een maan hebben die een wiebel geeft.

KBO -zoekopdracht

Richten van Nieuwe horizonten en andere nabijgelegen Kuiper Belt -objecten

In 2011 begonnen missiewetenschappers de Nieuwe horizon kbo zoeken, een toegewijde vragenlijst Voor geschikte KBO's met grondtelescopen. Grote grondtelescopen met camera's met brede veld, met name de twin 6,5 meter Magellan -telescopen in Chili, de 8,2 meter Subaru -observatorium in Hawaii en de Canada - France - Hawaii Telescoop^[115][158] werden gebruikt om te zoeken naar potentiële doelen. Door deel te nemen aan een burgerwetenschap Project geroepen IJsjagers Het publiek hielp bij het scannen van telescopische beelden op mogelijke geschikte missiekandidaten.^{[159][160][161][162][163]} De op de grond gebaseerde zoekopdracht resulteerde in de ontdekking van ongeveer 143 kbos van potentiële interesse,^[164] Maar geen van deze was dichtbij genoeg bij de vliegroute van Nieuwe horizonten.^[158] Alleen de Hubble Space Telescope werd waarschijnlijk geacht een geschikt doelwit op tijd te vinden voor een succesvolle KBO -missie.^[165] Op 16 juni 2014 werd Time on Hubble verleend voor een zoekopdracht.^[166] Hubble heeft een veel groter vermogen om geschikte KBO's te vinden dan grondtelescopen. De kans dat een doelwit voor Nieuwe horizonten zou worden gevonden, werd vooraf geschat op ongeveer 95%.^[167]

Geschikte KBO's

486958 Arrokoth, het aangekondigde doelwit voor de Kuiper Belt Object Mission

Op 15 oktober 2014 werd onthuld dat de zoektocht van Hubble drie potentiële doelen had ontdekt,^{[168][169][170][171][172]} tijdelijk aangewezen PT1 ("potentiële doel 1"), Pt2 en Pt3 door de Nieuwe horizonten team. PT1 werd uiteindelijk gekozen als het doelwit en zou worden genoemd 486958 Arrokoth.

Alle objecten hadden geschatte diameters in het bereik van 30-55 km (19-34 mi) en waren te klein om te worden gezien door grondtelescopen. De doelen waren op afstanden van de zon variërend van 43 tot 44 AU, die de ontmoetingen in de periode 2018-2019 zouden plaatsen.^[169] De initiële geschatte waarschijnlijkheden dat deze objecten van binnen bereikbaar waren Nieuwe horizonten' Het brandstofbudget was respectievelijk 100%, 7%en 97%.^[169] Allen waren lid van de "koude" (lage-helling, laag-excentriciteit) klassieke Kuiper -riem Objecten, en waren dus heel anders dan Pluto.

PT1 (Gezien de tijdelijke aanduiding "1110113y" op de HST -website^[173]), het meest gunstig gelegen object, had een omvang van 26,8, is 30-45 km (19-28 km) in diameter en werd in januari 2019 aangetroffen.^[174] Een cursusverandering om het te bereiken vereiste ongeveer 35% van Nieuwe horizonten' verkrijgbaar Traject-aanpassingsbrandstoftoevoer. Een missie naar PT3 had in sommige opzichten de voorkeur, in die zin dat het helderder en daarom waarschijnlijk groter is dan PT1, maar de grotere brandstofvereisten om het te bereiken zouden minder zijn voor manoeuvreren en onvoorziene gebeurtenissen.^[169]

Zodra voldoende orbitale informatie was verstrekt, is de Minor Planet Center gaf Voorlopige benamingen naar de drie doelwit KBO's: 2014 MU69 (later 486958 Arrokoth) (PT1), 2014 OS393 (PT2), en 2014 PN70 (PT3). Tegen de herfst van 2014, een mogelijk vierde doelwit, 2014 MT69, waren geëlimineerd door follow-up observaties. PT2 was uit het rennen voor de Pluto Flyby.^[175][176]

KBO -selectie

Op 28 augustus 2015, 486958 Arrokoth (toen bekend als (486958) 2014 MU₆₉ en bijgenaamd Ultima Thule) (PT1) werd gekozen als het Flyby -doelwit. De benodigde aanpassing van de cursus werd uitgevoerd met vier motorbranden tussen 22 oktober en 4 november 2015.^[177][178] De flyby vond plaats op 1 januari 2019 om 00:33 UTC.^[179][180]

Observaties van andere KBO's

Afgezien van zijn flyby van 486958 Arrokoth, de uitgebreide missie voor Nieuwe horizonten roept op tot het ruimtevaartuig om observaties uit te voeren en te zoeken naar ringsystemen rond, tussen 25 en 35 verschillende KBO's.^[181] Bovendien zal het de gas-, stof- en plasmasamenstelling van de Kuiper -riem blijven bestuderen voordat de missie -extensie eindigt in 2021.^{[155][156][moet worden bijgewerkt]}

Op 2 november 2015, Nieuwe horizonten afgebeeld KBO 15810 Arawn met het Lorri -instrument vanaf 280 miljoen km afstand (170 miljoen km; 1,9 Au).^[182] Deze KBO werd opnieuw afgebeeld door het Lorri -instrument op 7-8 april 2016, van een afstand van 111 miljoen km (69 miljoen km; 0,74 AU). De nieuwe afbeeldingen stelden het wetenschapsteam in staat om de locatie van 15810 Arawn verder te verfijnen tot binnen 1.000 km (620 km) en de rotatieperiode van 5,47 uur te bepalen.^[183][184]

In juli 2016 heeft de Lorri -camera enkele verre beelden vastgelegd van Quaoar van 2,1 miljard km afstand (1,3 miljard km; 14 AU); De schuine visie zal een aanvulling vormen op op aarde gebaseerde observaties om de lichtverstrooiende eigenschappen van het object te bestuderen.^[185]

Op 5 december 2017, wanneer Nieuwe horizonten was 40,9 au van de aarde, een kalibratiebeeld van de Wens goed cluster het meest verre beeld gemarkeerd dat ooit door een ruimtevaartuig is genomen (het 27-jarige record verbreken door Voyager 1's beroemd Lichtblauwe stip). Twee uur later, Nieuwe horizonten overtrof zijn eigen record en beeldde de Kuiper Belt -objecten af 2012 Hz₈₄ en 2012 hij₈₅ van een afstand van respectievelijk 0,50 en 0,34 AU. Dit waren de dichtstbijzijnde beelden gemaakt van een Kuiper Belt -object naast Pluto en Arrokoth vanaf februari 2018^[update].^[186][187]

De dwergplaneet Haumea werd van verre waargenomen door de Nieuwe horizonten ruimtevaartuig in oktober 2007, januari 2017 en mei 2020, van afstanden van respectievelijk 49 AU, 59 AU en 63 AU. Nieuwe horizonten heeft de dwergplaneten Eris (2020), Haumea (2007, 2017, 2020), Makemake (2007, 2017) en Quaoar (2016, 2017, 2019) waargenomen, evenals de grote KBO's Ixion (2016), 2002 MS₄ (2016, 2017, 2019), en 2014 OE₃₉₄ (2017, 2018). Het observeerde ook de grootste maan van Neptunus Triton (een gevangen KBO) in 2019.^[188]

Uitgebreide doelen voor missiebeeldvorming

15810 Arawn In april 2016

50000 quaoar In juli 2016 op een afstand van ongeveer 14 AU^[185]

Kalibratiebeeld van de Wens goed cluster Vanaf december 2017

False-colour afbeelding van 2012 Hz84 Vanaf december 2017

False-colour afbeelding van 2012 hij85 Vanaf december 2017

Media gerelateerd aan foto's van kuiper riemobjecten door Nieuwe horizonten bij Wikimedia Commons

Ontmoeting met Arrokoth

Animatie van Nieuwe horizonten's Traject van 19 januari 2006 tot 30 december 2030
   Nieuwe horizonten  ·  486958 Arrokoth ·   Aarde ·   132524 APL ·   Jupiter  ·   Pluto

Nieuwe horizonten afbeelding van Arrokoth

Doelstellingen

Wetenschapsdoelstellingen van de flyby omvatten het karakteriseren van de geologie en morfologie van Arrokoth^[189][190] en het in kaart brengen van de oppervlaktesamenstelling (door te zoeken naar ammoniak, koolmonoxide, methaan en waterijs). Zoekopdrachten worden uitgevoerd voor een baan om maanletten, een coma, ringen en de omliggende omgeving.^[191] Aanvullende doelstellingen zijn onder meer:^[192]

• Het in kaart brengen van de oppervlaktegologie om te leren hoe deze zich vormde en geëvolueerd
• Het meten van de oppervlaktetemperatuur
• Het in kaart brengen van de 3D-oppervlaktetopografie en oppervlaktesamenstelling om te leren hoe het vergelijkbaar is met en verschilt van kometen zoals zoals 67P/Churyumov - Gerasimenko en dwergplaneten zoals Pluto
• Op zoek naar tekenen van activiteit, zoals een cloudachtige coma
• Zoeken naar en bestuderen van satellieten of ringen
• Het meten of beperken van de massa

Richt op manoeuvres

Arrokoth is het eerste object dat het doelwit is van een flyby dat werd ontdekt nadat het ruimtevaartuig is gelanceerd.^[193] Nieuwe horizonten was gepland om binnen 3.500 km (2.200 km) arrokoth te komen, drie keer dichterbij dan de eerdere ontmoeting van het ruimtevaartuig met Pluto. Afbeeldingen met een resolutie van maximaal 30 m (98 ft) per pixel werden verwacht.^[194]

De nieuwe missie begon op 22 oktober 2015, toen Nieuwe horizonten De eerste uitgevoerd in een reeks van vier eerste targetingmanoeuvres die zijn ontworpen om het naar Arrokoth te sturen. De manoeuvre, die begon op ongeveer 19:50 UTC en gebruikte twee van de kleine thruppers van het ruimtevaartuig, duurde ongeveer 16 minuten en veranderde het traject van het ruimtevaartuig met ongeveer 10 meter per seconde (33 ft/s). De resterende drie targetingmanoeuvres vonden plaats op 25 oktober, 28 oktober en 4 november 2015.^[195][196]

Naderingsfase

Het vaartuig werd op ongeveer 00:33 uit zijn winterslaap gebrachtUTC Scet Op 5 juni 2018 (06:12 UTC Ert, Door de aarde ontvangen tijd),^[a] Om zich voor te bereiden op de naderingsfase.^[198][199] Na het verifiëren van zijn gezondheidstoestand ging het ruimtevaartuig over van een spin-gestabiliseerd modus naar een drie-assige gestabiliseerde modus op 13 augustus 2018. De officiële aanpakfase begon op 16 augustus 2018 en ging door tot 24 december 2018.^[200]

Nieuwe horizonten maakte zijn eerste detectie van Arrokoth op 16 augustus 2018, van een afstand van 107 miljoen km (172 miljoen km). Op dat moment was Arrokoth zichtbaar op magnitude 20 tegen een drukke stellaire achtergrond in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter.^[201][202]

Voorbij vliegen

De kernfase begon een week voor de ontmoeting en ging twee dagen na de ontmoeting door. Het ruimtevaartuig vloog door het object met een snelheid van 51.500 km/u (32.000 mph; 14,3 km/s) en binnen 3.500 km (2.200 km).^[203] Het merendeel van de wetenschapsgegevens werd binnen 48 uur na de dichtstbijzijnde benadering verzameld in een fase die de binnenste kern wordt genoemd.^[200] Dichtste aanpak vond plaats op 1 januari 2019, om 05:33UTC^[204] Scet op welk punt de sonde was 43.4Au van de Zon.^[205] Op deze afstand is de eenrichtingsovervoertijd voor radiosignalen tussen de aarde en Nieuwe horizonten was zes uur.^[191] Bevestiging dat het vaartuig erin was geslaagd om zijn digitale recorders te vullen, vond plaats toen gegevens tien uur later op aarde aankwamen, om 15:29 UTC.^[206]

Gegevens downloaden

Na de ontmoeting werden voorlopige gegevens met hoge prioriteit op 1 en 2 januari 2019 naar de aarde gestuurd. Op 9 januari, Nieuwe horizonten Teruggekeerd naar een spin-gestabiliseerde modus om de rest van zijn gegevens terug naar de aarde voor te stellen.^[200] Deze download zou naar verwachting 20 maanden duren met een gegevenssnelheid van 1-2 kilobits per seconde.^[207] Vanaf juli 2022 moest nog ongeveer 10% van de gegevens worden ontvangen.^[208]

Plaats arrokoth -evenementen

Nieuwe horizonten' positie^[151]

In april 2020, Nieuwe horizonten werd gebruikt in combinatie met telescopen op aarde om foto's te maken van nabijgelegen sterren Proxima Centauri en Wolf 359; De beelden van elk uitkijkpunt - meer dan 4 miljard mijl (6,4 miljard km) uit elkaar - werden vergeleken met de productie van "de eerste demonstratie van een gemakkelijk waarneembare stellaire parallax. "^[209]

Afbeeldingen gemaakt door de Lorri -camera terwijl Nieuwe horizonten was 42 tot 45 AU van de zon werden gebruikt om de kosmische optische achtergrond te meten, het zichtbare lichtanaloge van de Kosmische magnetron achtergrond, in zeven hoge galactische breedtegraadvelden. Op die afstand Nieuwe horizonten zag een lucht tien keer donkerder dan de lucht gezien door de Hubble Space Telescope Vanwege de afwezigheid van diffuse achtergrond hemelhelderheid van de Zodiacaal licht in het binnenste zonnestelsel. Deze metingen geven aan dat de totale hoeveelheid licht die wordt uitgestraald door alle sterrenstelsels bij ultraviolette en zichtbare golflengten lager kan zijn dan eerder gedacht.^[210][211]

Het ruimtevaartuig bereikte een afstand van 50 aus van de zon, bijna 7,5 miljard kilometer (5 miljard mijl) afstand, op 17 april 2021 om 12:42 UTC, een prestatie die slechts vier keer eerder werd uitgevoerd door, door Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, en Voyager 2. Voyager 1 is het verste ruimtevaartuig van de zon, meer dan 152 aus weg toen nieuwe horizon in 2021 zijn oriëntatiepunt bereikte.^[212] Het ondersteuningsteam bleef het ruimtevaartuig in 2021 gebruiken om de heliosferisch omgeving (plasma, stof en gas) en om andere Kuiper -riemobjecten te bestuderen.^[213]

Plannen

Na de doorgang van het ruimtevaartuig door Arrokoth blijven de instrumenten voldoende macht hebben om operationeel te zijn tot de jaren 2030.

Teamleider Alan Stern verklaarde dat er potentieel is voor een derde flyby in de jaren 2020 aan de buitenranden van de Kuiper -riem.^[214][215] Dit hangt af van een geschikte Kuiper -riemobject die wordt gevonden of bevestigd dicht genoeg bij het huidige traject van het ruimtevaartuig. Sinds mei 2020 gebruikt het New Horizons -team tijd op de Subaru -telescoop Zoek naar geschikte kandidaten binnen de nabijheid van het ruimtevaartuig. Vanaf november 2020 is er niemand dichtbij genoeg gevonden bij het traject van nieuwe horizonten om het met zijn resterende brandstof na te kunnen nemen.^[216]

In aanvulling, Nieuwe horizonten Kan een foto van de aarde vanaf zijn afstand in de Kuiper -riem nemen, maar pas na het voltooien van alle geplande KBO Flybys.^[217] Dit komt omdat het wijzen van een camera naar de aarde kan veroorzaken dat de camera kan worden beschadigd door zonlicht,^[218] als geen van Nieuwe horizonten' Camera's hebben een actief sluitermechanisme.^[219][220]

Snelheid

Snelheid en afstand van de zon

Nieuwe horizonten wordt "het snelste ruimtevaartuig ooit gelanceerd" genoemd "^[6] Omdat het de aarde verliet met 16,26 kilometer per seconde (58.536 km/u; 36,373 mph).^[7][8] Het is ook het eerste ruimtevaartuig dat rechtstreeks wordt gelanceerd in een ontsnappingstraject voor zonne -energie, dat een geschatte snelheid vereist, terwijl de aarde van 16,5 km/s (59.000 km/u; 37.000 mph) is,^[b] Plus extra delta-v bedekken lucht en zwaartekrachtweerstand, allemaal te bieden door het lanceervoertuig.

Het is echter niet het snelste ruimtevaartuig om het zonnestelsel te verlaten. Vanaf januari 2018^[update], dit record is in handen van Voyager 1, reizen met 16,985 km/s (61,146 km/u; 37.994 mph) ten opzichte van de zon.^[152] Voyager 1 bereikte groter hyperbolische overmaat snelheid dan Nieuwe horizonten door Gravity helpt door Jupiter en Saturnus. Wanneer Nieuwe horizonten bereikt de afstand van 100Au, het zal reizen met ongeveer 13 km/s (47.000 km/u; 29.000 mph), ongeveer 4 km/s (14.000 km/u; 8.900 mph) langzamer dan Voyager 1 op die afstand.^[221] De Parker Solar Probe kan ook worden gemeten als het snelste object, vanwege zijn orbitale snelheid ten opzichte van de zon bij perihelion: 95,3 km/s (343.000 km/u; 213.000 mph).^[c] Omdat het in zonne -baan blijft, zijn specifieke orbitale energie ten opzichte van de zon is lager dan Nieuwe horizonten en andere kunstmatige objecten ontsnappen aan het zonnestelsel.

Nieuwe horizonten' STAR 48B Derde fase is ook op een hyperbolisch ontsnappingstraject van het zonnestelsel, en bereikte Jupiter voor de Nieuwe horizonten ruimtevaartuigen; Verwacht werd dat het op 15 oktober 2015 de baan van Pluto zou oversteken.^[222] Omdat het niet in een gecontroleerde vlucht was, ontving het niet de juiste zwaartekrachthulp en werd het binnen 200 miljoen km (120 miljoen km) pluto aangenomen.^[222] De Centaur Tweede fase bereikte geen zonne -ontsnappingssnelheid en blijft in een heliocentrische baan.^[223][c]

Galerij

Afbeeldingen van de lancering

De Atlas V 551 Rocket, gebruikt om te lanceren Nieuwe horizonten, worden een maand voor de lancering verwerkt.

Uitzicht van Cape Canaveral Launch Complex 41, met de Atlas V die draagt Nieuwe horizonten op het pad.

Verre weergave van Cape Canaveral tijdens de lancering van Nieuwe horizonten op 19 januari 2006.

NASA TV beelden van Nieuwe horizonten' Lanceer vanuit Cape Canaveral. (4:00)

Videos

Tijdlijn

Voorbereidingsfase

• 8 januari 2001: Voorstelsteam komt voor het eerst face-to-face bijeen bij het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.^[225]
• 5 februari 2001: Nieuwe horizonten naam gekozen.^[225][226]
• 6 april 2001: Nieuwe horizonten Voorstel ingediend bij NASA. Het was een van de vijf ingediende voorstellen, die later werden beperkt tot twee voor fase A -studie: Posse (Pluto en Outer Solar System Explorer) en Nieuwe horizonten.^[225]
• 29 november 2001: Nieuwe horizonten Voorstel geselecteerd door NASA. Begon fase B -studie.^[227]
• Maart 2002: Budget op nul gezet door Bush Administration, later opgeheven.^[228][229]
• 13 juni 2005: Spacecraft vertrok Applied Physics Laboratory voor laatste testen. Het ondergaat de laatste testen op Goddard Space Flight Center (GSFC).^[230]
• 24 september 2005: ruimtevaartuigen verzonden naar Cape Canaveral. Het werd doorgemaakt Andrews Air Force Base aan boord van een C-17 Globemaster III vrachtvliegtuigen.^[77]
• 17 december 2005: ruimtevaartuig klaar voor in raketpositionering. Getransporteerd van een gevaarlijke onderhoudsfaciliteit naar verticale integratiefaciliteit bij Space Launch Complex 41.^[231]
• 11 januari 2006: Primair lanceringsvenster geopend. De lancering werd vertraagd voor verder testen.^[232]
• 16 januari 2006: Rocket ging naar lanceerplatform. Atlas V Launcher, serienummer AV-010, uitgerold op PAD.^[233]
• 17 januari 2006: lancering vertraagd. De eerste daglanceringspogingen geschrobd vanwege onaanvaardbare weersomstandigheden (harde wind).^[78][79]
• 18 januari 2006: lancering opnieuw vertraagd. Tweede lancering poging geschrobd vanwege ochtendstoring bij de Applied Physics Laboratory.^[234]

Lanceringsfase

• 19 januari 2006: Succesvolle lancering om 19:00 UTC Na een korte vertraging als gevolg van wolkenbedekking.^[80][81]

Jupiter fase

• 7 april 2006: de sonde is geslaagd Mars'Orbit 1.5 Au van aarde.^[92][235]
• 13 juni 2006: Flyby of Asteroid 132524 APL. De sonde ging het dichtst in de buurt van de asteroïde 132524 APL in de asteroïde riem op ongeveer 101.867 km om 04:05 UTC. Foto's werden genomen.^[236]
• 28 november 2006: Eerste afbeelding van Pluto. Het beeld van Pluto werd van grote afstand genomen.^[98]

Jupiter Encounter -fase

• 10 januari 2007: Navigatie -oefening nabij Jupiter. Lange afstandsobservaties van Jupiter's buitenste maan Callirrhoe als een navigatieoefening.^[237]
• 28 februari 2007: Jupiter Flyby. De dichtstbijzijnde aanpak vond plaats om 05:43:40 UTC op 2,305 miljoen km, 21,219 km/s.^[238]

Pluto pre-plaatsvuurfase

• 8 juni 2008: De sonde passeerde Saturn's Orbit 9.5 AU van de aarde.^[238][239]
• 29 december 2009: de sonde wordt dichter bij Pluto dan bij de aarde. Pluto was toen 32.7 AU van de aarde en de sonde was 16.4 AU van de aarde.^{[240][241][242]}
• 25 februari 2010: New Horizons voltooide 2,38 miljard km (1,48 miljard km), de helft van de totale reisafstand van 4,76 miljard km (2,96 miljard km).^[243]
• 18 maart 2011: de sonde gaat voorbij Uranus' baan. Dit is de vierde planetaire baan die de ruimtevaartuigen sinds de start overstak. Nieuwe horizonten bereikte de baan van Uranus om 22:00 UTC.^[244][245]
• 2 december 2011: Nieuwe horizonten Tekens dichter bij Pluto dan enig ander ruimtevaartuig is ooit geweest. Eerder, Voyager 1 hield het record vast voor de dichtstbijzijnde aanpak. (~ 10.58 AU)^[246]
• 11 februari 2012: Nieuwe horizonten Bereikt de afstand van 10 AU van het Pluto -systeem, rond 4:55 UTC.^[247]
• 1 juli, 2013: Nieuwe horizonten legt zijn eerste beeld vast van Charon. Charon is duidelijk gescheiden van Pluto met behulp van de Long-Range Reconnaissance Imager (Lorri).^[248][249]
• 25 oktober 2013: Nieuwe horizonten bereikt de afstand van 5 AU van het Pluto -systeem.^[247][250]
• 10 juli 2014: foto's van Neptunus en Triton vanaf ongeveer 4 miljard km afstand.^[251]
• 20 juli 2014: Foto's van Pluto en Charon. Verkregen afbeeldingen die beide lichamen op elkaar laten draaien, afstand 2.8 AU.^[252]
• 25 augustus 2014: de sonde passeert Neptunus's baan. Dit was de vijfde planetaire baan gekruist.^[253]
• 7 december 2014: Nieuwe horizonten ontwaakt uit winterslaap. NASA's Deep Sky Network Station in Tidbinbilla, Australië ontving een signaal dat bevestigt dat het met succes werd wakker uit de winterslaap.^[121][122]
• Januari 2015: Observatie van Kuipergordel object 2011 KW48. Verrezen observaties van een afstand van ongeveer 75 miljoen km (~ 0,5 AU)^[254]
• 15 januari 2015: Start van Pluto -observaties. Nieuwe horizonten is nu dichtbij genoeg om Pluto te pluto en begint het systeem te observeren.^[255][256]
• 10-11 maart 2015: Nieuwe horizonten Bereikt een afstand van 1 AU van het Pluto -systeem.^[257]
• 20 maart 2015: NASA nodigt het grote publiek uit om namen voor oppervlaktefuncties voor te stellen die kunnen worden ontdekt op Pluto en Charon.^[258]
• 15 mei 2015: afbeeldingen overschrijden het beste Hubble Space Telescope oplossing.

Pluto Science Phase

• 14 juli 2015: Flyby of the Pluto System: Pluto, Charon, Hydra, Nix, Kerberos en Styx.
  • Flyby van Pluto rond 11:49:57 UTC op 12.500 km, 13,78 km/s.
  • Pluto is 32.9 AU van Sun.
  • Flyby van Charon rond 12:03:50 UTC op 28.858 km, 13,87 km/s.^[259]
• 14 juli 2015 tot 25 oktober 2016: Verzending van verzamelde gegevens teruggestuurd naar de aarde, en voortdurende wetenschappelijke ontdekking op basis van de observaties. De bit tarief van de downlink is beperkt tot 1-2KB/S,^[148] Het duurde dus tot 25 oktober 2016 om alle gegevens te verzenden.^{[16][260][261][262]}

Arrokoth pre-encounter fase

• 22 oktober - 4 november 2015: Manoeuvre van trajectcorrectie. Een cursusaanpassing voor de Flyby van Arrokoth in januari 2019 werd uitgevoerd in een reeks van vier boegschroefvuren van elk 22 minuten.^[177][263]
• 2 november 2015: Observatie van KBO 15810 Arawn. Lange afstand observaties van een afstand van 274 miljoen kilometer (1,83 AU), het dichtst in de buurt van een ander trans-Neptuniaans object dan Pluto en 486958 Arrokoth. Meer afbeeldingen werden genomen op 7-8 april 2016, ook op een bereik van 179 miljoen kilometer (1,20 AU).^[264]
• 13-14 juli, 2016: Observatie van KBO 50000 quaoar. Lange afstand observaties van een afstand van 2,1 miljard kilometer (14 AU) geeft missieboligingen een ander perspectief om de lichtverstrooiende eigenschappen van het oppervlak van Quaoar te bestuderen.^[265]
• 1 februari 2017: Trajectcorrectiemanoeuvre. Een kleine aanpassing van de cursus naar de Flyby van Arrokoth in januari 2019 werd uitgevoerd met een 44-seconden thruster-vuren.^[266][177]
• 12 maart 2017: De baan van Arrokoth wordt als voldoende goed opgelost dat het is formeel gecatalogiseerd als Minor Planet #486.958 en aangekondigd als zodanig via Minor Planet Circular 103886.^[267] Vanaf nu tot zijn naamgeving in november 2019, moet de officiële aanduiding van het object zijn (486958) 2014 MU₆₉.
• 2017–2020: Observaties van Kuiper Belt -objecten (KBO's). De sonde krijgt kansen om observaties uit te voeren van 10 tot 20 kbos zichtbaar vanuit het traject van het ruimtevaartuig na het Pluto -systeem Flyby. Verwacht wordt dat de gegevensverzameling van de heliosfeer zal beginnen.^{[193][268][269]}
• 9 december 2017: Trajectcorrectiemanoeuvre. Dit vertraagt ​​de aankomst in Arrokoth met enkele uren, waardoor de dekking door grondgebaseerde radiotelescopen wordt geoptimaliseerd.^[270][271]
• 23 december 2017 - 4 juni 2018: Final Hibernation Periode vóór de (KBO) Arrokoth Encounter.^[272][270]
• Augustus 2018 - maart 2019: verre observaties van ten minste een dozijn verre KBO's. Hersteld door Subaru -telescoop in 2014–2017, inschakelen Nieuwe horizonten waarnemingen^[181]
• 13 augustus 2018: Schakel van van spinstabilisatie tot Stabilisatie van 3-assige.^[270]
• 16 augustus 2018 - 24 december 2018: Fase Approach Fase. Optische navigatie, zoek naar gevaarlijk materiaal rond Arrokoth^[270]
• 16 augustus 2018: Eerste detectie van Kuiper Belt Object Arrokoth^[201]
• 4 oktober 2018 - 2 december 2018: Mogelijkheden voor trajectcorrectiemanoeuvres. Manoeuvres gepland voor 4 oktober en 20 november, met back -ups op respectievelijk 23 oktober en 2 december^[270]

Arrokoth Science Fase en verder

• 1 januari 2019: Flyby van Arrokoth, vervolgens bijgenaamd Ultima Thule. De flyby vond plaats om 05:33UTC, en is de buitenste nauwe ontmoeting van elk object voor zonnestelsels.^[204]
• 9 januari 2019: Schakel van van Stabilisatie van 3-assige tot spinstabilisatie. Dit maakte een einde aan de Arrokoth Flyby, waardoor het begin van de downlink -fase werd gemarkeerd.^[270]
• 2019–2020: downlink van gegevens van de Arrokoth Flyby. Voorspelde om ongeveer 20 maanden te duren.^[270]
• 12 november 2019: het object dat voorheen bekend was door de Voorlopige aanduiding van 2014 MU69 (Later genummerd 486958 en bijgenaamd Ultima Thule) werd officieel Arrokoth genoemd.^[273]
• 22-23 april 2020: Stellaire afstandsmetingen voor beide Proxima Centauri, en Wolf 359 met behulp van stereoscopische afbeeldingen van nieuwe horizonten en op aarde gebaseerde telescopen voor bruikbaar parallax Observatie.^[274]
• 15 april 2021: Nieuwe horizon bereikt 50 AU van de zon en wordt het vijfde ruimtevaartuig om de mijlpaal te bereiken.^[275]
• 30 april 2021: einde van de eerste uitgebreide missie.^[270]
• 26 mei 2022: "Het tweede uitgebreide missievoorstel van NASA's New Horizons Mission werd goedgekeurd." Deze tweejarige missie "zal verre observaties maken van Uranus en Neptune [,] de zeer zwakke 'kosmische achtergrond' in zichtbare en ultraviolet (UV) licht [en gebruiken] de instrumenten gebruiken om de bewegingen van geladen deeltjes te begrijpen terwijl ze interageren met de zonnewind en om de grootschalige structuur van onze heliosfeer te begrijpen. "^[276]
• 2020s: De sonde kan mogelijk met een derde KBO vliegen. De sonde benaderde Arrokoth langs zijn rotatieas, die de trajectcorrectiemanoeuvres vereenvoudigde, waardoor brandstof werd bespaard die kon worden gebruikt om zich op een andere KBO te richten.^[277][278] Na de flyby bleef het ruimtevaartuig achter met 11 kg (24 lb) brandstof.^[279]
• Midden tot eind 2030s: verwachte einde van de missie, gebaseerd op RTG verval. HELIOSFERE Gegevensverzameling naar verwachting intermitterend als het delen van instrumentvermogen vereist is.^[280][278]

Post-missiefase

• 2038: Nieuwe horizonten wordt 100 au van de Zon. Als het nog steeds functioneert, verkent de sonde de buitenste heliosfeer en interstellaire ruimte samen met de Voyager ruimtevaartuigen.^[221]

Zie ook

Aantekeningen

Referenties

Verder lezen

• Guo, Yanping; Farquhar, Robert W. (februari 2005). "New Horizons Pluto - Kuiper Belt Mission: Design and Simulation of the Pluto - Charon Encounter" (PDF). Acta Astronautica. 56 (3): 421–429. Bibcode:2005acaau..56..421G. doen:10.1016/j.actaastro.2004.05.076.
• Neufeld, Michael J. (november 2012). "First Mission to Pluto: Policy, Politics, Science en Technology in the Origins of New Horizons, 1989–2003" (PDF). Historische studies in de natuurwetenschappen. 44 (3): 234–276. doen:10.1525/HSNS.2014.44.3.234. Gearchiveerd van het origineel (PDF) op 7 september 2015.
• Russell, Christopher T. (2009). Nieuwe horizon: verkenning van het Pluto-Charon-systeem en de Kuiper-riem. Springer. ISBN 978-0-387-89517-8.
• Stern, Alan; Grinspoon, David (2018). Nieuwe horizon achtervolgen: binnen de epische eerste missie naar Pluto. Picador. ISBN 978-125009896-2.

Externe links

• Nieuwe horizonten website door NASA
• Nieuwe horizonten website Door de Applied Physics Laboratory
• Nieuwe horizonten profiel door NASA's Planetary Science Division
• Nieuwe horizonten profiel Door de National Space Science Data Center
• Nieuwe horizonten Voorbij vliegen van Ultima Thule - Beste plaatsen om toekomstig nieuws te volgen.
• Nieuwe horizonten Voorbij vliegen - Muzikaal eerbetoon door astrofysicus Brian May (die over het project heeft geraadpleegd^[1]) en de band Koningin.
• Nieuwe horizonten Missiearchief bij het NASA Planetary Data System, Small Bodies Node
• Nieuwe horizonten: Kuiper Belt Extended Mission (KEM) Missiearchief bij het NASA Planetary Data System, Small Bodies Node