استكشاف بلوتو بواسطة المركبة الفضائية نيو هورايزنز. آفاق جديدة لبلوتو

تاس-دوسير /إينا كليماتشيفا/. في 14 يوليو 2015، حلقت مركبة فضائية من الأرض بالقرب من بلوتو للمرة الأولى. اقتربت محطة الكواكب الأوتوماتيكية الأمريكية نيو هورايزنز من الكوكب القزم قدر الإمكان على مسافة 12.5 ألف كيلومتر.

بلوتو

تم اكتشاف هذا الجرم السماوي في 18 فبراير 1930 من قبل عالم الفلك الأمريكي كلايد تومبو (1906-1997).

في السابق، كان بلوتو يُعتبر الكوكب التاسع الكامل للنظام الشمسي، لكن في عام 2006 أعلنه المؤتمر الفلكي الدولي كوكبًا قزمًا.

ويبعد بلوتو عن الأرض حوالي 5.7 مليار كيلومتر. قبل زيارة نيوهورايزنز، لم يكن لدى العلماء تحت تصرفهم سوى صور للكوكب القزم مأخوذة من مدار أرضي منخفض بواسطة تلسكوب هابل (هابل؛ مشروع أمريكي أوروبي مشترك). ومع ذلك، فإن هذه الصور جعلت من الممكن رؤية تفاصيل السطح الأكثر عمومية فقط.

تاريخ المشروع

تم إنشاء محطة الكواكب الأوتوماتيكية نيو هورايزنز (من الإنجليزية "نيو هورايزونز") بأمر من الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا؛ ناسا) في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (جامعة جونز هوبكنز؛ بالتيمور، ماريلاند، الولايات المتحدة الأمريكية) .

يوفر المختبر أيضًا الإدارة الشاملة لمهمة نيو هورايزنز. معهد أبحاث الجنوب الغربي (سان أنطونيو، تكساس) هو المسؤول عن المعدات العلمية المثبتة على المركبة الفضائية.

بدأ العمل على تصميم الجهاز في أواخر التسعينيات، وبدأ البناء في عام 2001. وقدرت تكلفة المشروع في عام 2006 بنحو 650 مليون دولار.

خصائص مقياس الدعم الكلي

• المركبة الفضائية لها شكل منشور غير منتظم.
• أبعادها 2.2 × 2.7 × 3.2 م، الوزن الإجمالي 478 كجم.
• يتكون مجمع الحوسبة الموجود على متن الطائرة من نظامين - معالجة الأوامر والبيانات؛ الملاحة والتحكم. كل واحد منهم مكرر، ونتيجة لذلك، هناك أربعة أجهزة كمبيوتر على متن AWS.
• يشتمل نظام الدفع على 14 محركًا (12 للتوجيه واثنان للتصحيح)، تعمل بالهيدرازين.
• يتم توفير الطاقة عن طريق مولد كهربائي حراري للنظائر المشعة (RTG) باستخدام ثاني أكسيد البلوتونيوم 238 (عند الإطلاق كان هناك 11 كجم من الوقود المشع على متن الطائرة، والتي تم شراؤها من روسيا).
• تبلغ قوة RTG 240 واط، وعند الاقتراب من بلوتو تكون حوالي 200 واط.
• لتخزين المعلومات العلمية، يوجد بنكان لذاكرة الفلاش بسعة إجمالية تبلغ 16 جيجابايت - الرئيسي والنسخ الاحتياطي.

المعدات العلمية

الجهاز مزود بسبعة أجهزة علمية:

• مطياف الكاميرا فوق البنفسجية أليس ("أليس")؛
• كاميرا المراقبة رالف ("رالف")؛
• كاميرا التلسكوب البصري LORRI ("Lorry") بدقة 5 ميكروراديان (وحدة قياس الدقة الزاوية في علم الفلك)، مصممة للتصوير التفصيلي وطويل المدى؛ مطياف الراديو REX ("Rex")؛
• محلل الجسيمات SWAP ("Swap")؛
• كاشف الجسيمات PEPSSI ("بيبسي")؛
• كاشف الغبار الكوني SDC (SDC).

وبالإضافة إلى المعدات العلمية، يوجد على متن المركبة الفضائية كبسولة تحتوي على جزء من رماد عالم الفلك كلايد تومبو، بالإضافة إلى قرص مضغوط يحمل أسماء 434 ألفًا و738 من أبناء الأرض المشاركين في حملة "أرسل اسمك إلى بلوتو" التابعة لناسا.

الانطلاق والطيران

تم إطلاق نيوهورايزنز في 19 يناير 2006 بواسطة مركبة الإطلاق أطلس 5 (أطلس 5) من مركز كيب كانافيرال الفضائي (فلوريدا، الولايات المتحدة الأمريكية).

في أبريل 2006، عبرت المركبة الفضائية مدار المريخ، وفي فبراير 2007 قامت بمناورة مساعدة الجاذبية في محيط كوكب المشتري، وفي يونيو 2008 حلقت بالقرب من زحل. في يوليو 2010، قام بمسح نبتون وقمره الصناعي تريتون، في مارس 2011، عبر مدار أورانوس، وفي أغسطس 2014، نبتون.

في الفترة من يناير إلى فبراير 2015، بدأت نيو هورايزونز في مراقبة بلوتو وأكبر أقماره، شارون. وفي أوائل أبريل، عند الاقتراب من الكوكب على مسافة 113 مليون كيلومتر، قامت المحطة الأوتوماتيكية بنقل الصور إلى الأرض. وفي شهر مايو، تم التقاط صور لأقماره الصناعية - هيدرا، ونيكتاس، وكيربيروس، وستيكس، وفي يونيو - أول صور ملونة لبلوتو وشارون (على الرغم من دقة الصور المنخفضة، كان من الممكن رؤية الفرق في لون الكوكب). أسطح الأجرام السماوية، نظام ألوان الكوكب أقرب إلى اللون البيج البرتقالي، والقمر الصناعي - الرمادي).

في 4 يوليو 2015، حدث عطل في جهاز الكمبيوتر في محطة الكواكب الأوتوماتيكية وانقطع الاتصال بالجهاز. دخلت AWS في الوضع الآمن وتوقفت عن جمع البيانات. وبعد يومين، في 6 يوليو، عادت المحطة الأوتوماتيكية إلى عملها الطبيعي.

لقاء مع بلوتو

في 14 يوليو 2015، اقتربت نيو هورايزونز من بلوتو قدر الإمكان - على مسافة 12.5 ألف كيلومتر. وبعد 14 دقيقة، وجدت المركبة الفضائية نفسها على مسافة لا تقل عن شارون - 28.8 ألف كيلومتر. ومع ذلك، تلقت الأرض منه إشارة تأكيد حول تحقيق الهدف الرئيسي للرحلة في اليوم التالي فقط - 15 يوليو.

أثناء الطيران بالقرب من الكوكب القزم، أجرى الجهاز بين الكواكب ملاحظات لمدة 9 أيام. وكان أول من حصل على صور ملونة مفصلة لبلوتو وشارون (نُشرت في سبتمبر 2015)، وأجرى دراسات عن الغلاف الجوي للكوكب القزم.

ولم يكن من الممكن اكتشاف أي أقمار جديدة لبلوتو، بالإضافة إلى الخمسة المعروفة بالفعل. تم إجراء جميع الملاحظات من مسار الطيران، ولهذا السبب تم تصوير جزء فقط من سطح بلوتو بدقة جيدة. ولم تتمكن نيوهورايزنز من الدخول إلى مدار الكوكب القزم بسبب سرعتها العالية التي تبلغ حوالي 14.5 ألف كيلومتر في الثانية.

ومن المخطط أن تقوم نيوهورايزنز بنقل البيانات التي تم جمعها حتى أكتوبر - ديسمبر 2016 (تصل الإشارات منها إلى الأرض بتأخير قدره 4.5 ساعة). بحلول يوليو 2016، تم بالفعل نقل أكثر من 75% من البيانات التي جمعتها المركبة الفضائية أثناء تحليقها بالقرب من بلوتو.

استمرار المهمة

بعد استكشاف بلوتو، توجهت نيو هورايزنز إلى أجسام أخرى في حزام كويبر، والتي تضم الكوكب القزم. ويقع الحزام على بعد 5 مليارات كيلومتر من الشمس، خلف مدار نبتون، ويتكون من أجرام سماوية صغيرة. تم تسميته على اسم عالم الفلك الأمريكي جيرارد كويبر، الذي اقترح عام 1950 وجود أجسام صغيرة وراء نبتون.

وفي يناير 2019، من المتوقع أن تحلق المركبة الفضائية بالقرب من جسم حزامي آخر، وهو كويكب صغير 2014 MU69 يبلغ قطره حوالي 45 كم. سيستمر استكشاف نيوهورايزنز لأجسام حزام كويبر حتى عام 2021.

اعتبارًا من 13 يوليو 2016، كانت المحطة الآلية بين الكواكب في رحلة لمدة 10 سنوات و5 أشهر و25 يومًا.

تاريخ الانتهاء المتوقع لنيو هورايزنز هو 2026.

في عام 2006، في 19 يناير، أطلقت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا المركبة الفضائية نيو هورايزنز كجزء من برنامج نيو فرونتيرز. مهمة المهمة الفضائية هي دراسة الكواكب البعيدة في المجموعة الشمسية، والهدف الأساسي هو دراسة كوكب بلوتو وقمره شارون.

خطط المهمة وأهدافها

تم تصميم مهمة الفضاء New Horizons لمدة 15-17 عامًا ؛ على طول الطريق الطويل إلى بلوتو ، سيتعين على الجهاز رؤية كوكب المريخ في نفس الوقت (لقد تجاوز بالفعل مدار المريخ في عام 2006) ، واستكشاف كوكب المشتري ، وإجراء مناورة الجاذبية من مدار كوكب كبير لتحقيق سرعة أكبر لمسار أبعد، وعبور مدار زحل وأورانوس، ثم التحليق بالقرب من نبتون، وفي نفس الوقت "النقر" عليه بكاميرا LORRI من أجل اختباره قبل الوصول إلى بلوتو وإرسال الصور إليه أرض. بحلول عام 2015، من المفترض أن تصل نيوهورايزنز إلى بلوتو وتبدأ في دراسته، لذا يجب أن تتجاوز صور نيوهورايزنز حجم وجودة صور هابل.

مركبة الفضاء نيو هورايزنز

(إطلاق المركبة على مركبة الإطلاق أطلس-5 من كيب كانافيرال)

غادرت هذه المركبة الفضائية الأحدث للمسافات الطويلة كوكب الأرض في يناير 2006 بأعلى سرعة في تاريخ الملاحة الفضائية بلغت 16.21 كم/ثانية، على الرغم من أن سرعتها في الوقت الحالي أقل من 15.627 كم/ثانية. يحتوي الجهاز على ملحقات مختلفة، كاميرا LORRI بدقة 5 ميكروراديان للتصوير التفصيلي من مسافة بعيدة، ومقياس طيفي للبحث عن الذرات المحايدة، ومطياف راديوي لدراسة الغلاف الجوي لبلوتو وخواصه الحرارية وكتلته، وكذلك لدراسة الغلاف الجوي لبلوتو. القمر الصناعي لكوكب بلوتو شارون والكواكب والأجسام الأخرى المرتبطة به، مثل على سبيل المثال الجسم السماوي VNH0004 الذي يدور حول الشمس على مسافة 75 مليون كيلومتر منها.

(منظر تخطيطي للمركبة الفضائية نيو هورايزنز)

والمركبة الفضائية صغيرة الحجم 2.2 × 2.7 × 3.2 متر، وتزن 478 كجم مع 80 كجم من الوقود، ولكنها مع ذلك تمتلك نظامًا قويًا من الهوائيات ومكبرات الصوت للاتصال بالأرض. ولكن إذا كان الجهاز بالقرب من كوكب المشتري يمكنه نقل البيانات بسرعة 38 كيلوبت/ثانية (4.75 كيلو بايت في الثانية)، فمن مدار بلوتو سينخفض ​​معدل نقل البيانات إلى 96 بايت فقط في الثانية، مما يعني أن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً. ساعة كاملة لاستقبال 1 ميجابايت، لكن هذه البيانات مهمة للغاية للعلم ويتوقع العلماء بيانات جديدة غير مدروسة من قبل من الجهاز، وصور قريبة لبلوتو وشارون، وحتى صور عالية الجودة.

طريق نيوهورايزن

(مسار رحلة المركبة الفضائية نيو هورايزنز)

19 يناير 2006 - تم إطلاق نيو هورايزنز بنجاح من كيب كانافيرال، كوكب الأرض. وتم رفع الجهاز باستخدام أقوى مركبة إطلاق أمريكية "أطلس-5"، والتي تجدر الإشارة إلى أن محركات المرحلة الأولى الأربعة منها مزودة بمحركات "RD-180" روسية الصنع. (تمت المهمة)

11 يونيو 2006 - حلقت المركبة الفضائية نيو هورايزنز على مسافة 110.000 كيلومتر بالقرب من الكويكب 132524 APL (تمت المهمة)

(تصوير بواسطة جهاز نيوهورايزنز لكوكب المشتري؛ يظهر في الصورة قمرين صناعيين، جانيميد ويوروبا)

28 فبراير 2007 - اقتربت مركبة الفضاء نيو هورايزونز من كوكب المشتري وأجرت مناورة الجاذبية، وصورت في نفس الوقت الكوكب والقمر الصناعي آيو بجودة عالية (تمت المهمة)

(الصورة التقطها جهاز نيوهورايزنز للقمر الصناعي آيو لكوكب المشتري بجودة ألوان عالية، والتي تظهر بوضوح الانفجار البركاني)

(الصورة التقطها جهاز نيوهورايزنز لكوكب نبتون)

30 يوليو 2010 - قامت المركبة الفضائية بتصوير نبتون وقمره تريتون، الواقعين على مسافة 23.2 وحدة فلكية. هـ من الكوكب (تمت المهمة)

10 يناير 2013 - الاتصال الناجح بالجهاز وتحميل البرامج المحدثة على متن المركبة الفضائية (تمت المهمة)

(صورة بلوتو على مسافة 3.6 مليار كيلومتر من مركبة الفضاء نيو هورايزنز، التقطت في 6 أكتوبر 2007 بواسطة كاميرا LORRI الموجودة على متن الجهاز)

أكتوبر 2013 - ستكون المركبة الفضائية نيو هورايزنز على مسافة 5 وحدات فلكية. من بلوتو (تمت المهمة)

فبراير 2015 - الاقتراب من بلوتو وبداية الملاحظات الأولى للكوكب (تمت المهمة)

14 يوليو 2015 - أقرب مسافة ممكنة إلى بلوتو، حلقت مركبة الفضاء نيو هورايزونز بين كوكب بلوتو وقمره الصناعي شارون لعدة أيام واستكشفت الكوكب والقمر الصناعي من مسافة قريبة جدًا، ناقلة بيانات فريدة إلى الأرض (تمت المهمة)

(صورة لبلوتو من مسافة 12500 كيلومتر، التقطتها مركبة الفضاء نيو هورايزنز. مصدر الصورة: وكالة ناسا)

وبعد أن قطعت حوالي 5 مليارات كيلومتر، وقطعت رحلة مدتها 9 سنوات، واقتربت من بلوتو في أقرب وقت ممكن، نقلت نيو هورايزونز أول صورة أكثر تفصيلا للكوكب القزم بلوتو من مسافة 12.5 ألف كيلومتر فقط.

(صورة لسطح بلوتو التقطها جهاز نيو هورايزنز، حيث يمكنك رؤية جبل يبلغ ارتفاعه 3.5 ألف متر وحفر مختلفة الأحجام. مصدر الصورة: ناسا)

كان على نيوهورايزنز بعد ذلك الحصول على معلومات حول الغلاف الجوي ودرجة الحرارة والتعرف على تكوين سطح بلوتو وجيولوجيته. ستقوم المركبة الفضائية بعد ذلك باستكشاف قمر بلوتو شارون. ويبقى أن نرى ما إذا كان شارون قمرًا صناعيًا أم أن شارون هو نفس الكوكب القزم، وفي هذه الحالة سيكون نظام أفلاطون-شارون كوكبًا مزدوجًا (تمت المهمة)

العلم

في اليوم السابق، قامت المركبة الفضائية نيو هورايزونز بأول رحلة طيران على الإطلاق بالقرب من بلوتو، حيث قامت بجمع البيانات من هذا الكوكب القزم وأقماره.

وبعد قضاء أكثر من 9.5 سنوات في الفضاء، وصل الجهاز إلى أقرب نقطة من كوكب بلوتو، حيث كان على مسافة 12500 كيلومتر من سطحه.

سيبقى هذا الحدث إلى الأبد في التاريخ باعتباره اللحظة التي زارت فيها البشرية بلوتو لأول مرة. فيما يلي بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول مهمة نيو هورايزنز إلى بلوتو.

سفينة الفضاء "نيو هورايزنز"

1. نيو هورايزنز هي أسرع مركبة فضائية تم إطلاقها على الإطلاق.

في عام 2006، أطلق صاروخ أطلس 5 نيوهورايزنز إلى الفضاء. وفي المرحلة الثالثة من الانفصال تحرك الجهاز بسرعة 16 كيلومترا في الثانية. ولوضع هذه السرعة في الاعتبار، استغرق رواد فضاء أبولو 3 أيام للوصول إلى القمر، لكن نيو هورايزنز كانت ستقطع نفس المسافة في 9 ساعات.

2. عندما انطلقت نيو هورايزنز، كان بلوتو لا يزال كوكبًا.

عندما تم إطلاق المركبة الفضائية، كان العلماء قد أعربوا بالفعل عن شكوكهم بشأنها مكانة بلوتو ككوكب. وكان الدافع وراء ذلك هو اكتشاف جسم مماثل في الحجم لبلوتو، وهو إيريس، الذي تم اكتشافه في عام 2005.

وكان على العلماء أن يقرروا ما إذا كان إيريس سيصبح الكوكب العاشر، أو ما إذا كان ينبغي إجراء تغييرات على تعريف مصطلح "الكوكب".

في نهاية المطاف، تم رفع التصنيف عن بلوتو ككوكب بعد 8 أشهر من إطلاق نيو هورايزنز.

3. كان لجاذبية المشتري تأثير مقلاع على المسبار.

مناورة الجاذبيةيشير ذلك إلى أن المركبة الفضائية التي تحلق بالقرب من كوكب ما تستخدم جاذبية الكوكب لتغيير سرعتها أو اتجاهها، كما لو تم إطلاقها بمقلاع ضخم.

أطلقت جاذبية المشتري مركبة نيو هورايزنز، مما زاد من سرعتها 83.700 كم في الساعة. من خلال المرور عبر نظام جوفيان، التقط الجهاز لأول مرة ظاهرة مثل البرق بالقرب من أقطاب كوكب المشتري.

4. يوجد على متن السفينة رماد الرجل الذي اكتشف بلوتو.

في عام 1930 كلايد تومبو(كلايد تومبو) - اكتشف عالم فلكي أمريكي من مرصد لويل كوكبًا سمي فيما بعد بلوتو. توفي تومبو في عام 1997، وبعض رماده موجود على متن نيوهورايزنز. وكانت أمنيته الأخيرة هي إرسال رماده إلى الفضاء.

وعندما تمر المركبة الفضائية خارج حزام كويبر، سيكون رماد الفلكي هو أول من يعبر النظام الشمسي. يوجد أيضًا على متن المسبار قرص مضغوط به أسماء 434.000 شخصالذي شارك في حملة "أرسل اسمك إلى بلوتو".

صورة بلوتو من نيو هورايزنز

5. يعتبر العلماء بلوتو "عالم العجائب العلمي".

ويصف فريق علماء جامعة جونز هوبكنز الذين يديرون مهمة نيوهورايزنز لصالح وكالة ناسا نظام بلوتو بأنه "عالم العجائب العلمية".

وبالإضافة إلى رسم الخرائط الجيولوجية والمورفولوجية، وتحليل الغلاف الجوي والطقس، سيستكشف المسبار أيضًا أكبر أقمار بلوتو، شارون. ويشكل هذان الجرمان السماويان اللذان يدوران حول نفس مركز الثقل النظام الثنائي الوحيد في النظام الشمسي. ولأول مرة، سنكون قادرين على دراسة هذه الفئة الجديدة من الكواكب المعروفة باسم "الأقزام الجليدية".

6. استخدمت المهمة بأكملها طاقة أقل من استخدام مصباح كهربائي بقدرة 100 واط.

تستخدم هذه المركبة الفضائية مولد كهربائي حراري للنظائر المشعة(RTG) هو نوع من محطات توليد الطاقة من البلوتونيوم.

مثل الترمس، يتم تغليف الجهاز بطبقة واقية حرارية لاحتجاز الحرارة الناتجة عن إلكترونيات المسبار والحفاظ عليها عند درجة حرارة ثابتة. لا يوفر RTG الدفع النفاث، ويطير المسبار بالسرعة التي تم إنشاؤها عند الإطلاق وبمساعدة جاذبية كوكب المشتري.

7. يتم إرسال البيانات إلى الأرض بسرعة 2 كيلوبت/ثانية.

تستخدم المركبة الفضائية هوائيًا ضخمًا للتواصل معها شبكة اتصالات الفضاء السحيقناسا. هذه ليست مهمة بسيطة: يجب أن يصل شعاع بعرض 0.3 درجة فقط إلى الأرض من بلوتو وما بعده. يستغرق وصول البيانات إلى المركبة الفضائية 4 ساعات، وعندما ينتهي التحليق، ستكون هناك حاجة إلى المزيد 16 شهرًا لإرسال كافة البيانات إلى الأرض.

مهمة نيوهورايزنز إلى بلوتو 2015

8. لا يوجد أي مجال للخطأ.

قطعت نيوهورايزنز مسافة تقارب 4.8 مليار كيلومتر، وسافرت بسرعة تقارب 50 ألف كيلومتر في الساعة. إذا انحرف، بسبب الميكانيكا المدارية، بمقدار 100 ثانية فقط إلى الجانب، فلن يتمكن من جمع جميع البيانات العلمية اللازمة. فكر في الأمر: انحراف بسيط يمكن أن يمحو 9.5 سنة من الرحلة.

9. قد تشكل الأقمار الصناعية الجديدة مخاطر جديدة.

في عام 2011، اكتشفت نيو هورايزونز قمرًا ثانيًا يدور حول بلوتو - كيربروبعد سنة ثالثة - ستيكس. كان هذا اكتشافًا مثيرًا ومثيرًا للقلق.

ولا تتمتع هذه الأقمار الصناعية بالكتلة والجاذبية الكافية لاحتواء الحطام الناتج عن اصطدامات الكواكب والذي يمكن أن يسقط على المركبة الفضائية. ومع ذلك، ليس من الضروري أن يكون الحطام كبيرًا حتى يشكل خطرًا. وحتى الجسيمات بحجم حبة الأرز يمكن أن تكون كارثية بالنسبة للمسبار أثناء تحركه بمثل هذه السرعات العالية.

10. مهمة نيو هورايزنز لا تتوقف عند بلوتو.

وبمجرد مرور المركبة الفضائية بكوكب بلوتو، سيكون لديها ما يكفي من الطاقة لمواصلة رحلتها إليه أحزمة كويبر- منطقة ضخمة من الأجسام الجليدية والأجسام الصغيرة الغامضة التي تدور حول نبتون.

هذه الأجسام هي اللبنات الأساسية لبلوتو والكواكب المماثلة. سيتعين على نيوهورايزنز أن تسافر أكثر من مليار كيلومتر خارج كوكب بلوتو.

نيوهورايزنز هي مركبة فضائية تابعة لوكالة ناسا تم إطلاقها كجزء من برنامج نيو فرونتيرز وهي مصممة لدراسة بلوتو وقمره شارون. كانت نيوهورايزنز أول مركبة في التاريخ تنقل صورًا ملونة لكوكب قزم، وستكون أول من يدرسها بدقة. غادر الجهاز محيط الأرض بأسرع سرعة بين الأجهزة المعروفة. تم إطلاق الجهاز في يناير 2006 وبعد عشر سنوات تقريبًا، بحلول صيف عام 2015، سيصل إلى بلوتو. في المجمل، تم تصميم المهمة حتى عام 2026.

في بداية عام 2019، حلقت المركبة الفضائية نيو هورايزونز بالقرب من أبعد جسم درسه البشر - . وفي نهاية شهر يناير، أظهر الباحثون نموذجًا نوعيًا كان لدى الجميع انطباع بأنه يحمل شكل الدمبل. وتبين أن هذه الفكرة كانت خاطئة، حيث أظهرت الصور الجديدة أن الجسم له شكل مسطح، حيث أن أحد الأجزاء أرق بكثير من الآخر.

على الرغم من أن الجهاز يقع على مسافة أكثر من 160 مليون كيلومتر من هدفه - الكوكب القزم ألتيما ثول (2014 MU69) الذي يبلغ قطره 15-20 كيلومترًا - إلا أن المحطة الأوتوماتيكية بين الكواكب "" قدمت الصورة الأولى لـ موضوع الاهتمام. تم الحصول على صورة الكوكب القزم باستخدام الكاميرا التلسكوبية Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) المثبتة على الجهاز في 16 أغسطس ونشرتها وكالة الفضاء الأمريكية.

على مدار هذا الأسبوع، بدءًا من 14 يوليو، تلقينا وابلًا من البيانات حول حدث ملحمي بشكل لا يصدق: حلقت مركبة الفضاء نيو هورايزنز التابعة لناسا عبر إحدى الحدود الأخيرة لنظامنا الشمسي، بلوتو.

نيوهورايزنز هي أول مركبة فضائية مصممة للوصول إلى بلوتو، والعلم الذي تجمعه سيعيد في النهاية كتابة كتابنا المدرسي حول هذا العالم الجليدي الصغير الذي لا نعرف عنه سوى القليل. تعتبر مهمة New Horizons فريدة من نوعها من عدة جوانب، بل إنها تحتوي على بعض الأسرار.

إطلاق نيو هورايزنزأصبح الأسرع في التاريخ

في 19 يناير 2006، قامت وكالة ناسا بربط المركبة الفضائية نيو هورايزنز بأعلى صاروخ أطلس 5 وأطلقتها إلى الفضاء. وكان هذا أسرع إطلاق في التاريخ، حيث وصلت سرعته إلى أكثر من 58000 كم/ساعة. وبعد تسع ساعات فقط من الإطلاق، كان الجهاز قد وصل بالفعل إلى القمر. واستغرق رواد فضاء أبولو ثلاثة أيام للوصول إليه. وقد وصل إليها مسبار نيوهورايزنز أسرع بثماني مرات.

متى تم إطلاق مسبار نيو هورايزنز؟وكان بلوتو لا يزال كوكبا

عندما تم إطلاق المسبار، كان العلماء يتهامسون بقلق بشأن مكانة بلوتو بين الكواكب. وذلك لأن الجسم إيريس بحجم بلوتو تم اكتشافه في عام 2005، وكان على علماء الفلك أن يقرروا ما إذا كان إيريس سيصبح الكوكب العاشر أو ما إذا كان سيكون من الأسهل إعادة تعريف الكوكب.

لم يعد بلوتو كوكبًا في النهاية بعد خمسة أشهر من إطلاق نيو هورايزنز.

على الرغم من أن مسبار نيوهورايزنز قد تم إنشاؤه لبلوتو، إلا أنه نظر أيضًا إلى كوكب المشتري

في عام 2007، أجرت نيوهورايزنز لقاءً مهمًا مع كوكب المشتري. احتاجت المركبة الفضائية إلى الجاذبية القوية للكوكب العملاق، مما أدى إلى تسريع المسبار مثل المقلاع نحو بلوتو. كان هذا التحليق ناجحًا وأدى إلى تسريع المسبار إلى سرعة أخرى تبلغ 14500 كم/ساعة.

مسبار نيوهورايزنزصنع أول فيديو لثوران بركان خارج كوكب الأرض

يعد آيو، أحد أقمار المشتري، موطنًا لأكثر من أربعمائة بركان، مما يجعله الجسم الأكثر نشاطًا جيولوجيًا والأكثر جفافًا في نظامنا الشمسي. ومع اقتراب مسبار نيو هورايزونز من كوكب المشتري، التقط سلسلة من الصور لآيو كشفت عن انفجارات بركانية على السطح.

مجتمعة، أتاحت هذه الصور إنشاء أول فيديو لثوران بركان خارج الأرض.

تحمل نيوهورايزنز رماد مكتشف بلوتو كلايد تومبو

اكتشف تومبو هذا الكوكب القزم في عام 1930، وبعد 67 عامًا، أثناء احتضاره، طلب إرسال رماده إلى الفضاء. ووضعت ناسا حفنة من رماده على قمة نيوهورايزنز قبل إطلاقها في عام 2006. بقاياه "زارت" الكوكب الذي اكتشفه. ومع ذلك، فإن رماد تومبو هو مجرد واحد من عدد من الأسرار الموجودة على متن نيوهورايزنز.

مسبار نيوهورايزنزيعمل بالوقود النووي

ويطير مسبار نيو هورايزونز بعيدا عن الشمس لدرجة أنه لا يستطيع الاعتماد على الألواح الشمسية لتوليد الطاقة. وبدلاً من ذلك، تعمل بطاريتها النووية على تحويل الإشعاع الناتج عن اضمحلال ذرات البلوتونيوم إلى كهرباء، وبالتالي تشغيل محركها والأدوات الموجودة على متنها حتى تتمكن من جمع أكبر قدر ممكن من المعلومات.

هناك نقص في هذه البطاريات. وكالة ناسا، على سبيل المثال، لديها ما يكفي من البلوتونيوم لصنع اثنتين منها. ولن يقوموا بإنتاجه بعد.

هناك سبع أدوات على متن نيو هورايزنز، اثنتان منها تحملان أسماء شخصيات من المسلسل التلفزيوني في الخمسينيات.

يتم تمثيل خمسة من أدوات نيو هورايزنز السبعة بالاختصارات. بعضها يبدو مألوفًا مثل PEPSSI (التحقيق العلمي في مطياف الجسيمات النشطة لبلوتو) وREX (تجربة العلوم الراديوية).

أداتان لا تحتويان على اختصارات في أسمائهما هما رالف وأليس. سيساعد رالف العلماء على دراسة الجيولوجيا وتكوين سطح بلوتو، بينما ستدرس أليس الغلاف الجوي لبلوتو. رالف وأليس (أو أليس) هما شخصيتان رئيسيتان في المسلسل التلفزيوني "من يقضون شهر العسل" في الخمسينيات.

جميع أدوات نيو هورايزنزتعمل بأقل استهلاك للطاقة، خاصة كاميرا رالف

على الرغم من أن كاميرا رالف تم تصنيعها منذ أكثر من 10 سنوات، إلا أنها واحدة من أكثر الكاميرات تطورًا على الإطلاق. يزن حوالي 10 كيلوغرامات ويتطلب نفس كمية الطاقة لتشغيل مصباح طاولة صغير.

يمكن لهذه الأداة القوية أن تكشف عن ميزات على سطح بلوتو يصل عرضها إلى 60 مترًا.

قطعة صغيرة من الحطام يمكن أن تدمر الجهاز

وتطير نيوهورايزنز حاليا في الفضاء بسرعة 50 ألف كيلومتر في الساعة. إذا ضربتها قطعة من الجليد أو الغبار، فسيتم تدمير المركبة الفضائية قبل أن تتاح لها الفرصة لإرسال البيانات مرة أخرى إلى مركز التحكم في المهمة.

وقال آلان ستيرن، الباحث الرئيسي في نيوهورايزنز: "حتى الجزيئات الصغيرة بحجم حبة الأرز يمكن أن تكون قاتلة لنيو هورايزنز لأننا نتحرك بسرعة كبيرة".

لن تنتهي المهمة عند بلوتو

إذا سارت الأمور على ما يرام مع بلوتو، أو إذا كان لدى نيو هورايزونز ما يكفي من الوقود، فسوف يطير المسبار لدراسة جسم آخر على الأقل في منطقة النظام الشمسي خارج كواكبنا في حزام كويبر.

ويقع هذا الحزام على حافة نظامنا الشمسي وهو أعرض 20 مرة من حزام الكويكبات الذي يفصل المريخ عن المشتري. يعتقد علماء الفلك أنه قد يخزن الحطام من الأجرام السماوية المتبقية من تكوين نظامنا الشمسي.

ماذا تعلمنا عن أطراف النظام الشمسي؟

نظم فريق مهمة نيوهورايزنز مؤتمرا صحفيا في 17 يوليو 2015 في تمام الساعة 20:00 بتوقيت موسكو، حيث أبلغوا عن أحدث البيانات حول بلوتو ونظامه الواردة من المحطة الآلية بين الكواكب. واكتشف العلماء سهلا جليديا بجيولوجيا غير عادية على الكوكب القزم، وهو دليل محتمل على وجود رياح وينابيع ماء حار على الكوكب التاسع السابق، كما لاحظوا ذيل البلازما وقدروا حجم ما تبين أنه الغلاف الجوي العملاق لبلوتو.

جيولوجيا

قدم العلماء صورًا عالية الدقة لسطح بلوتو. تُظهر هذه الصور سمات جيولوجية مثيرة للاهتمام للكوكب القزم - تلال متكتلة فوق السهول، وسطح مضلع لحقول الجليد، ربما بسبب التآكل، بالإضافة إلى قنوات تحدد السهول الجليدية. تم لفت الانتباه بشكل خاص إلى الخطوط الداكنة المرقطة على الجليد - وهي آثار محتملة للبراكين الجليدية، وثورانات السخانات، وهي نفس تلك التي لوحظت في عام 1989 على قمر نبتون تريتون.

تتراكم المزيد والمزيد من البيانات، مما يشير إلى أن العمليات الجيولوجية لا تزال تحدث بشكل نشط على بلوتو، وليس فقط التقلبات البسيطة في درجات الحرارة والتغيرات في سرعة الرياح في غلافه الجوي المخلخل. لو كان الكوكب القزم عالما هادئا، لما تشكلت جبال جليدية عالية على سهوله، لكن آثار الحفر الناتجة عن الارتطام ستكون مرئية.

ومن الممكن أن تكون هذه الصخور الجليدية، بحسب العلماء، قد تشكلت قبل مائة مليون سنة، وقبل عدة أسابيع من اقتراب المحطة من بلوتو. هناك شيء ما يتسبب في ارتفاع الجليد المائي الذي تتكون منه الجبال بشكل كبير في تحدٍ للجاذبية. ولم يتوقع العلماء على الإطلاق رؤية سهل مثل هضبة سبوتنيك.

عندما حلقت محطة نيوهورايزنز في ظل كوكب قزم، كان من الممكن تحليل غلافه الجوي. وعلى وجه الخصوص، تم اكتشاف أن النموذجين - المضطرب والهادئ، على الأرجح أن النموذج الثاني يتوافق مع الواقع. تشير البيانات التي تم الحصول عليها إلى أن سرعة الرياح على سطح بلوتو تبلغ 1-2 متر في الثانية. وهذا يكفي لتحريك أصغر جزيئات الجليد.

من المحتمل أن تساهم الرياح في تآكل سطح بلوتو. ومع ذلك، فإن هذا لا يجيب على سؤال حول كيفية تشكيل جبل نورجاي، على سبيل المثال، وهو مقطع فيديو للرحلة التي عرضته وكالة ناسا. وهو محاط بسهل جليدي، ومن غير الواضح مدى تعرض الجبل لعمليات التآكل.

كما أن طبيعة القنوات متعددة الأضلاع التي تحدد أجزاء السهل الجليدي غير واضحة أيضًا. من الممكن أن تكون قد نشأت نتيجة للتبريد والضغط اللاحق، أو تشكلت نتيجة لانتقال المادة من داخل الكوكب القزم إلى غلافه الجوي.
كما تفاجأ العلماء عندما اكتشفوا أن هضبة سبوتنيك مغطاة بطبقة من جليد أول أكسيد الكربون. سمكها الدقيق غير معروف، ومع ذلك، وفقا للبيانات المتاحة، من الواضح أنها أكثر من سنتيمتر واحد. إذا لم يكن أكثر من ذلك بكثير، فمن المرجح أن يكون ذلك نظيرًا لثلج الماء.

ومع ذلك، فإنه لم يسقط بالضرورة من أعلى. ولا يستبعد العلماء أن يكون "الثلج" قد وصل إلى الهضبة من أحشاء الكوكب، وخاصة من السخانات. يمكن للرياح أن تنشر المادة من السخانات بالتساوي عبر الهضبة.

وفي صور ناسا المنشورة يوم 15 يوليو، يظهر جبل يبلغ ارتفاعه 3.5 كيلومترا على سطح الكوكب القزم. وهي تقع في وسط سهل، ولا توجد آثار واضحة لفوهات الارتطام حولها. يشير هذا أيضًا إلى العمليات الجيولوجية النشطة على سطح بلوتو.

في السابق، اعتقد علماء الفلك أن الجبال العالية على الأجرام السماوية الصغيرة (على وجه الخصوص، أقمار الكواكب العملاقة) تتشكل نتيجة لتفاعل جاذبيتها مع الأجرام الأكبر.

نظرًا لعدم وجود مثل هذا في المنطقة المجاورة مباشرة لبلوتو، فإن هذه الآلية لا تعمل معه. وهذا يعني أنه قد لا يعمل مع الأجسام الأخرى في النظام الشمسي.

يعتقد العلماء أن العمليات الجيولوجية النشطة لا يمكن أن تحدث في جسم بعيد وبارد مثل بلوتو، الذي نشأ منذ مليارات السنين. من المحتمل أن مصدر الطاقة بالنسبة لهم هو الحرارة الداخلية المنبعثة نتيجة التفاعلات الإشعاعية في أحشاء الجرم السماوي.

لاحظ لاري سيدربلوم من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في فلاجستاف بشمال أريزونا، والذي شارك ذات مرة في مهمة فوييجر، أوجه التشابه والاختلاف بين بلوتو وتريتون، أكبر أقمار نبتون.

وفقًا لوجهة النظر الشائعة، كان تريتون موجودًا سابقًا، مثل بلوتو، في حزام كويبر، ولكن تم الاستيلاء عليه بعد ذلك بواسطة نبتون وأصبح قمره الصناعي. على تريتون، يقترح العلماء أيضًا وجود البراكين الجليدية، ولكن يُشار إلى تأثير المد والجزر من نبتون كمصدر للحرارة الداخلية. بالإضافة إلى ذلك، فإن تريتون، مثل بلوتو، به عدد قليل من الحفر، لكن قمر نبتون لا يحتوي على جبال عالية.

أَجواء

واكتشفت محطة نيوهورايزنز غلافا جويا عملاقا وذيل بلازما بالقرب من بلوتو، لكنها لم تجد أي علامات على وجود غلاف مغناطيسي. ووفقا للبيانات التي تم الحصول عليها، فإن سمك الغلاف الجوي لبلوتو يتجاوز 1.6 ألف كيلومتر. في الطبقات العليا، يسود النيتروجين الجزيئي، في الطبقات السفلية - الميثان والهيدروكربونات الأكثر تعقيدا.

تم تلقي المعلومات من نيو هورايزونز بعد حوالي ساعة من أقرب اقتراب للمحطة من بلوتو. في هذه اللحظة، كان الجهاز في ظل الكوكب القزم، وسجل مطيافه تغيرات في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بواسطة النيتروجين الجزيئي اعتمادًا على إضاءة الشمس للغلاف الجوي لبلوتو.

أظهرت وكالة ناسا هذا في الرسوم المتحركة. وعليه، يحدث غروب الشمس جنوب "قلب" بلوتو (عندما كانت المحطة على مسافة 48.2 ألف كيلومتر من سطحه)، ويحدث شروق الشمس شمال "ذيل" منطقة الحوت (عندما تكون نيوهورايزنز 57 ألف كيلومتر). كيلومترات عن الكوكب القزم).

وتمكنت أداة علمية أخرى، بعد 1.5 ساعة من أقرب اقتراب لها من بلوتو، من رصد ذيل بلازما بارد بالقرب من الكوكب القزم. هذا هو النيتروجين الجزيئي (الذي لديه طاقة كافية للتغلب على الجاذبية الضعيفة لكوكب قزم) المتأين بواسطة الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. وفي الفضاء بالقرب من بلوتو، تصطدم الرياح الشمسية بمثل هذه الأيونات وتبطئ حركتها، ومن المحتمل أيضًا أن تشكل موجة صدمية (مميزة باللون الأحمر في الشكل) وذيل بلازما (منطقة زرقاء) للكوكب القزم.

الغلاف الجوي لبلوتو وذيل البلازما

كل هذا سمح للعلماء بتحديد معدل فقدان بلوتو للمادة - حوالي 500 طن في الساعة. المريخ، على سبيل المثال، يخسر طنًا واحدًا فقط في الساعة. ونفذت SWAP ملاحظاتها على مسافات تراوحت بين 68 ألفا و77 كيلومترا من سطح بلوتو، واكتشفت داخلها منطقة تحتوي على أيونات النيتروجين. لم يتم الإعلان بعد عن طول الذيل، وكذلك النوع الدقيق للجزيئات التي تشكله، من قبل علماء مهمة نيو هورايزنز.

لقد تم بالفعل اعتبار مهمة نيو هورايزنز ناجحة. على ذلك، تكمل وكالة ناسا المراقبة العامة للنظام الشمسي وستركز على دراسة مفصلة للعوالم التي زارتها بالفعل محطات الكواكب الآلية.

على أساس الموادمرحبا news.ru، tape.ru