Thăm dò sao Diêm Vương bằng tàu vũ trụ New Horizons. Những chân trời mới của Sao Diêm Vương

TASS-DOSSIER /Inna Klimacheva/. Vào ngày 14 tháng 7 năm 2015, một tàu vũ trụ từ Trái đất đã bay gần Sao Diêm Vương lần đầu tiên. Trạm liên hành tinh tự động New Horizons của Mỹ đã đến gần hành tinh lùn nhất có thể ở khoảng cách 12,5 nghìn km.

Sao Diêm Vương

Thiên thể này được phát hiện vào ngày 18 tháng 2 năm 1930 bởi nhà thiên văn học người Mỹ Clyde Tombaugh (1906-1997).

Trước đây, Sao Diêm Vương được coi là hành tinh thứ chín chính thức của hệ mặt trời, nhưng vào năm 2006, Đại hội Thiên văn Quốc tế đã tuyên bố đây là hành tinh lùn.

Sao Diêm Vương cách Trái đất khoảng 5,7 tỷ km. Trước khi đến thăm New Horizons, các nhà khoa học chỉ có những bức ảnh về hành tinh lùn được chụp từ quỹ đạo Trái đất thấp bằng kính thiên văn Hubble (Hubble; một dự án chung giữa Mỹ và châu Âu). Tuy nhiên, những bức ảnh này chỉ có thể phân biệt được những chi tiết bề mặt chung nhất.

Lịch sử dự án

Trạm liên hành tinh tự động New Horizons (từ tiếng Anh "New Horizons") được tạo ra theo lệnh của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA; NASA) tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins (Đại học Johns Hopkins; Baltimore, Maryland, Hoa Kỳ) .

Phòng thí nghiệm cũng cung cấp sự quản lý tổng thể cho sứ mệnh Chân trời mới. Viện Nghiên cứu Tây Nam (San Antonio, Texas) chịu trách nhiệm về các thiết bị khoa học được lắp đặt trên tàu vũ trụ.

Công việc thiết kế thiết bị này bắt đầu vào cuối những năm 1990 và việc xây dựng bắt đầu vào năm 2001. Chi phí của dự án năm 2006 ước tính khoảng 650 triệu USD.

Đặc điểm của AMS

• Tàu vũ trụ có hình dạng của một lăng kính không đều.
• Kích thước của nó là 2,2 x 2,7 x 3,2 m, tổng trọng lượng là 478 kg.
• Tổ hợp tính toán trên tàu bao gồm hai hệ thống - xử lý lệnh và dữ liệu; điều hướng và điều khiển. Mỗi máy tính đều được sao chép; kết quả là có bốn máy tính trên AWS.
• Hệ thống động cơ đẩy bao gồm 14 động cơ (12 động cơ định hướng và 2 động cơ điều chỉnh), chạy bằng hydrazine.
• Nguồn điện được cung cấp bởi máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) sử dụng plutonium-238 dioxide (lúc phóng có 11 kg nhiên liệu phóng xạ trên tàu được mua từ Nga).
• Công suất RTG là 240 watt, khi đến gần Sao Diêm Vương là khoảng 200 watt.
• Để lưu trữ thông tin khoa học, có hai ngân hàng bộ nhớ flash với tổng dung lượng 16 gigabyte - chính và dự phòng.

Thiết bị khoa học

Thiết bị này được trang bị bảy dụng cụ khoa học:

• máy quang phổ camera tia cực tím Alice ("Alice");
• camera quan sát Ralph ("Ralph");
• camera kính thiên văn quang học LORRI ("Xe tải") có độ phân giải 5 microrad (đơn vị đo độ phân giải góc trong thiên văn học), được thiết kế để chụp ảnh chi tiết và tầm xa; máy quang phổ vô tuyến REX ("Rex");
• máy phân tích hạt SWAP ("Hoán đổi");
• máy dò hạt PEPSSI ("Pepsi");
• máy dò bụi vũ trụ SDC (SDC).

Ngoài thiết bị khoa học, trên tàu vũ trụ còn có một viên nang chứa một phần tro cốt của nhà thiên văn học Clyde Tombaugh, cũng như một đĩa CD có tên của 434 nghìn 738 sinh vật trên trái đất tham gia chiến dịch "Gửi tên bạn tới Sao Diêm Vương" của NASA.

Khởi động và bay

New Horizons được phóng vào ngày 19 tháng 1 năm 2006 bởi tên lửa đẩy Atlas V (Atlas 5) từ Trung tâm Vũ trụ Cape Canaveral (Florida, Hoa Kỳ).

Vào tháng 4 năm 2006, tàu vũ trụ đã vượt qua quỹ đạo của Sao Hỏa, vào tháng 2 năm 2007, nó đã thực hiện một động tác hỗ trợ trọng lực ở vùng lân cận Sao Mộc và vào tháng 6 năm 2008, nó đã bay qua Sao Thổ. Vào tháng 7 năm 2010, ông đã khảo sát Sao Hải Vương và vệ tinh Triton của nó, vào tháng 3 năm 2011, ông đã vượt qua quỹ đạo của Sao Thiên Vương và vào tháng 8 năm 2014, Sao Hải Vương.

Vào tháng 1 đến tháng 2 năm 2015, New Horizons bắt đầu quan sát Sao Diêm Vương và vệ tinh lớn nhất của nó, Charon. Đầu tháng 4, khi tiếp cận hành tinh này ở khoảng cách 113 triệu km, trạm tự động truyền ảnh về Trái đất. Vào tháng 5, các bức ảnh về vệ tinh của nó đã được chụp - Hydra, Niktas, Kerberos, Styx, vào tháng 6 - những bức ảnh màu đầu tiên của Sao Diêm Vương và Charon (mặc dù độ phân giải của các bức ảnh thấp, nhưng có thể thấy sự khác biệt về màu sắc của các vệ tinh này). bề mặt của các thiên thể, cách phối màu của hành tinh gần với màu be-cam, vệ tinh - màu xám).

Vào ngày 4 tháng 7 năm 2015, trạm liên hành tinh tự động xảy ra lỗi máy tính và mất liên lạc với thiết bị. AWS đã chuyển sang chế độ an toàn và ngừng thu thập dữ liệu. Hai ngày sau, tức ngày 6/7, trạm tự động trở lại hoạt động bình thường.

Cuộc gặp gỡ với Sao Diêm Vương

Vào ngày 14 tháng 7 năm 2015, New Horizons đã đến gần Sao Diêm Vương nhất có thể - ở khoảng cách 12,5 nghìn km. Sau 14 phút, tàu vũ trụ đã ở khoảng cách tối thiểu với Charon - 28,8 nghìn km. Tuy nhiên, Trái đất chỉ nhận được tín hiệu xác nhận về việc đạt được mục tiêu chính của cuộc hành trình vào ngày hôm sau - ngày 15 tháng 7.

Bay gần hành tinh lùn, bộ máy liên hành tinh đã tiến hành quan sát trong 9 ngày. Ông là người đầu tiên có được những bức ảnh màu chi tiết về Sao Diêm Vương và Charon (xuất bản vào tháng 9 năm 2015) và tiến hành nghiên cứu về bầu khí quyển của hành tinh lùn.

Không thể khám phá bất kỳ vệ tinh mới nào của Sao Diêm Vương, ngoài năm vệ tinh đã được biết đến. Tất cả các quan sát đều được thực hiện từ quỹ đạo bay ngang qua, đó là lý do tại sao chỉ một phần bề mặt của Sao Diêm Vương được chụp ảnh ở độ phân giải tốt. New Horizons không thể đi vào quỹ đạo của hành tinh lùn do tốc độ cao - khoảng 14,5 nghìn km/s.

Theo kế hoạch, New Horizons sẽ truyền dữ liệu thu thập được cho đến tháng 10 - tháng 12 năm 2016 (tín hiệu từ nó đến Trái đất với độ trễ 4,5 giờ). Đến tháng 7 năm 2016, hơn 75% dữ liệu được tàu vũ trụ thu thập trong chuyến bay gần Sao Diêm Vương đã được truyền đi.

Tiếp tục sứ mệnh

Sau khi khám phá Sao Diêm Vương, New Horizons đã đi đến các vật thể khác trong vành đai Kuiper, bao gồm cả hành tinh lùn. Vành đai nằm cách Mặt trời 5 tỷ km, ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương và bao gồm các thiên thể nhỏ. Nó được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Mỹ Gerard Kuiper, người vào năm 1950 đã đề xuất sự tồn tại của các vật thể nhỏ ngoài Sao Hải Vương.

Vào tháng 1 năm 2019, tàu vũ trụ dự kiến ​​sẽ bay gần một vật thể khác trong vành đai - một tiểu hành tinh nhỏ 2014 MU69 có đường kính khoảng 45 km. Việc khám phá các vật thể trong Vành đai Kuiper của New Horizons sẽ tiếp tục cho đến năm 2021.

Tính đến ngày 13 tháng 7 năm 2016, trạm liên hành tinh tự động đã bay được 10 năm, 5 tháng và 25 ngày.

Ngày hoàn thành dự kiến ​​của New Horizons là năm 2026.

Năm 2006, vào ngày 19 tháng 1, cơ quan vũ trụ NASA đã phóng tàu vũ trụ New Horizons như một phần của chương trình New Frontiers. Nhiệm vụ của sứ mệnh không gian là nghiên cứu các hành tinh xa xôi của Hệ Mặt trời, mục tiêu chính là nghiên cứu hành tinh Sao Diêm Vương và vệ tinh Charon của nó.

Kế hoạch và mục tiêu sứ mệnh

Sứ mệnh không gian New Horizons được thiết kế trong 15-17 năm; dọc theo con đường dài tới Sao Diêm Vương, thiết bị sẽ phải đồng thời nhìn thấy hành tinh Sao Hỏa (nó đã đi qua quỹ đạo của Sao Hỏa vào năm 2006), khám phá Sao Mộc, thực hiện thao tác trọng lực từ quỹ đạo của một hành tinh lớn để đạt tốc độ lớn hơn cho chặng đường xa hơn, vượt qua quỹ đạo của Sao Thổ và Sao Thiên Vương, sau đó bay đến gần Sao Hải Vương, đồng thời “kích” nó bằng camera LORRI để kiểm tra trước khi đến Sao Diêm Vương và gửi ảnh tới Trái đất. Đến năm 2015, New Horizons sẽ tiếp cận Sao Diêm Vương và bắt đầu nghiên cứu nó, vì vậy hình ảnh của New Horizons sẽ vượt quá kích thước và chất lượng của hình ảnh Hubble.

Tàu vũ trụ New Horizons

(Lễ phóng phương tiện trên xe phóng Atlas-5 từ Cape Canaveral)

Tàu vũ trụ đường dài mới nhất này rời hành tinh Trái đất vào tháng 1 năm 2006 với tốc độ cao nhất trong lịch sử du hành vũ trụ là 16,21 km/giây, mặc dù hiện tại tốc độ của nó chưa đến 15,627 km/giây. Thiết bị này có nhiều phụ kiện khác nhau, máy ảnh LORRI với độ phân giải 5 microrad để chụp ảnh chi tiết từ khoảng cách xa, máy quang phổ để tìm kiếm các nguyên tử trung tính, máy quang phổ vô tuyến để nghiên cứu bầu khí quyển, tính chất nhiệt và khối lượng của Sao Diêm Vương, cũng như để nghiên cứu vệ tinh của hành tinh Pluto Charon và các hành tinh và vật thể liên quan khác, chẳng hạn như thiên thể VNH0004, quay quanh Mặt trời ở khoảng cách 75 triệu km tính từ nó.

(Sơ đồ của tàu vũ trụ New Horizons)

Tàu vũ trụ có kích thước nhỏ 2,2 × 2,7 × 3,2 mét, nặng 478 kg cùng với 80 kg nhiên liệu nhưng vẫn có hệ thống ăng-ten và bộ khuếch đại mạnh mẽ để liên lạc với Trái đất. Nhưng nếu ở gần Sao Mộc thiết bị có thể truyền dữ liệu với tốc độ 38 kbit/s (4,75 kilobyte mỗi giây), thì từ quỹ đạo của Sao Diêm Vương, tốc độ truyền dữ liệu sẽ giảm xuống chỉ còn 96 byte mỗi giây, nghĩa là sẽ mất một khoảng thời gian rất ngắn. cả giờ để nhận được 1 megabyte, nhưng những dữ liệu này cực kỳ quan trọng đối với khoa học và các nhà khoa học đang mong đợi nhất là dữ liệu mới, chưa được nghiên cứu trước đây từ bộ máy, hình ảnh cận cảnh của Sao Diêm Vương và Charon, và thậm chí cả hình ảnh chất lượng cao.

Tuyến đường chân trời mới

(Quỹ đạo bay của tàu vũ trụ New Horizons)

Ngày 19 tháng 1 năm 2006 - New Horizons được phóng thành công từ Cape Canaveral, hành tinh Trái đất. Thiết bị này được nâng lên với sự hỗ trợ của phương tiện phóng mạnh nhất Atlas-5 của Mỹ, bốn động cơ giai đoạn đầu, cần lưu ý, được trang bị động cơ RD-180 do Nga sản xuất. (nhiệm vụ hoàn thành)

Ngày 11 tháng 6 năm 2006 - tàu vũ trụ New Horizons bay ở khoảng cách 110.000 km gần tiểu hành tinh 132524 APL (nhiệm vụ hoàn thành)

(Chụp ảnh bằng thiết bị New Horizons của hành tinh Sao Mộc; hai vệ tinh Ganymede và Europa có thể nhìn thấy trong ảnh)

Ngày 28 tháng 2 năm 2007 - tàu vũ trụ New Horizons tiếp cận Sao Mộc và thực hiện thao tác hấp dẫn, đồng thời chụp ảnh hành tinh và vệ tinh Io với chất lượng cao (nhiệm vụ hoàn thành)

(Ảnh chụp từ thiết bị New Horizons của vệ tinh Io của Sao Mộc với chất lượng màu cao, thể hiện rõ sự phun trào của núi lửa)

(Hình ảnh được chụp bởi bộ máy New Horizons của hành tinh Neptune)

Ngày 30 tháng 7 năm 2010 - tàu vũ trụ chụp ảnh Sao Hải Vương và mặt trăng Triton của nó, nằm ở khoảng cách 23,2 AU. e. từ hành tinh (nhiệm vụ hoàn thành)

Ngày 10 tháng 1 năm 2013 - liên lạc thành công với thiết bị và tải phần mềm cập nhật lên tàu vũ trụ (nhiệm vụ hoàn thành)

(Hình ảnh Sao Diêm Vương ở khoảng cách 3,6 tỷ km tính từ tàu vũ trụ New Horizons, được chụp vào ngày 6 tháng 10 năm 2007 bởi camera LORRI trên thiết bị)

Tháng 10 năm 2013 - tàu vũ trụ New Horizons sẽ ở khoảng cách 5 AU. từ Sao Diêm Vương (nhiệm vụ hoàn thành)

Tháng 2 năm 2015 - tiếp cận Sao Diêm Vương và bắt đầu những quan sát đầu tiên về hành tinh này (nhiệm vụ hoàn thành)

Ngày 14 tháng 7 năm 2015 - khoảng cách gần nhất có thể với Sao Diêm Vương, tàu vũ trụ New Horizons đã bay giữa hành tinh Sao Diêm Vương và vệ tinh Charon của nó và trong vài ngày đã khám phá hành tinh và vệ tinh này từ khoảng cách rất gần, truyền dữ liệu duy nhất đến Trái đất (nhiệm vụ hoàn thành)

(Hình ảnh Sao Diêm Vương nhìn từ khoảng cách 12.500 km, do tàu vũ trụ New Horizons chụp. Nguồn ảnh: NASA)

Trải qua quãng đường khoảng 5 tỷ km, hành trình kéo dài 9 năm và tiếp cận Sao Diêm Vương càng gần càng tốt, New Horizons đã truyền đi hình ảnh chi tiết đầu tiên về hành tinh lùn Sao Diêm Vương từ khoảng cách chỉ 12,5 nghìn km.

(Hình ảnh bề mặt Sao Diêm Vương do thiết bị New Horizons chụp, trên đó có thể nhìn thấy một ngọn núi cao 3,5 nghìn mét và các miệng hố có kích cỡ khác nhau. Nguồn ảnh: NASA)

New Horizons sau đó phải thu thập thông tin về bầu khí quyển, nhiệt độ và tìm hiểu về thành phần bề mặt cũng như địa chất của Sao Diêm Vương. Sau đó, tàu vũ trụ sẽ khám phá mặt trăng Charon của Sao Diêm Vương. Vẫn còn phải xem liệu Charon là một vệ tinh hay Charon là cùng một hành tinh lùn, trong trường hợp đó hệ Plato-Charon sẽ là một hành tinh kép (nhiệm vụ hoàn thành)

Khoa học

Một ngày trước đó, tàu vũ trụ New Horizons đã thực hiện chuyến bay đầu tiên tới Sao Diêm Vương, thu thập dữ liệu từ hành tinh lùn này và các mặt trăng của nó.

Sau hơn 9,5 năm trong không gian, thiết bị này đã tiếp cận gần nhất với Sao Diêm Vương, ở khoảng cách 12.500 km tính từ bề mặt của nó.

Sự kiện này sẽ mãi mãi đi vào lịch sử như thời điểm loài người lần đầu tiên đến thăm Sao Diêm Vương. Dưới đây là một số sự thật thú vị về sứ mệnh New Horizons tới Sao Diêm Vương.

Tàu vũ trụ "Chân trời mới"

1. New Horizons là tàu vũ trụ nhanh nhất từng được phóng lên.

Năm 2006, tên lửa Atlas 5 đã phóng New Horizons vào vũ trụ. Ở giai đoạn tách thứ ba, thiết bị di chuyển với tốc độ 16 km mỗi giây. Để hình dung tốc độ này, các phi hành gia Apollo phải mất 3 ngày để đến Mặt trăng, nhưng New Horizons sẽ đi được quãng đường tương tự trong 9 giờ.

2. Khi New Horizons ra mắt, Sao Diêm Vương vẫn là một hành tinh.

Khi tàu vũ trụ được phóng lên, các nhà khoa học đã bày tỏ sự nghi ngờ về Tình trạng của Sao Diêm Vương như một hành tinh. Điều này được thúc đẩy bởi việc phát hiện ra một vật thể có kích thước tương tự Sao Diêm Vương, Eris, được phát hiện vào năm 2005.

Các nhà khoa học phải quyết định liệu Eris có trở thành hành tinh thứ 10 hay không, hay liệu có nên thay đổi định nghĩa của thuật ngữ “hành tinh” hay không.

Cuối cùng, Sao Diêm Vương đã được giải mật thành một hành tinh 8 tháng sau khi New Horizons ra mắt.

3. Lực hấp dẫn của sao Mộc có tác dụng như súng cao su lên tàu thăm dò.

Thao tác trọng lực ngụ ý rằng một tàu vũ trụ bay gần một hành tinh sử dụng lực hấp dẫn của hành tinh đó để thay đổi tốc độ hoặc hướng, như thể nó được phóng bằng một chiếc súng cao su khổng lồ.

Lực hấp dẫn của Sao Mộc phóng ra những Chân trời Mới, tăng tốc độ của nó lên 83.700 km một giờ. Đi qua hệ sao Mộc, thiết bị lần đầu tiên ghi lại được hiện tượng như sét gần các cực của Sao Mộc.

4. Trên tàu có tro của người đã phát hiện ra Sao Diêm Vương.

Năm 1930 Clyde Tombaugh(Clyde Tombaugh) - một nhà thiên văn học người Mỹ đến từ Đài thiên văn Lowell đã phát hiện ra một hành tinh mà sau này được đặt tên là Sao Diêm Vương. Tombaugh qua đời năm 1997, và một số tro cốt của ông vẫn còn trên tàu New Horizons. Mong muốn cuối cùng của anh là gửi tro cốt của mình vào không gian.

Khi tàu vũ trụ vượt qua Vành đai Kuiper, tro cốt của nhà thiên văn học sẽ là vật đầu tiên bay ngang qua hệ mặt trời. Ngoài ra trên tàu thăm dò còn có một đĩa CD với tên của 434.000 người, người đã tham gia chiến dịch "Gửi tên bạn tới Sao Diêm Vương".

Ảnh của Sao Diêm Vương từ New Horizons

5. Các nhà khoa học coi Sao Diêm Vương là “thế giới khoa học của những điều kỳ diệu”.

Nhóm các nhà khoa học của Đại học Johns Hopkins, người quản lý sứ mệnh Chân trời mới cho NASA, mô tả hệ thống Sao Diêm Vương là một “thế giới khoa học của những điều kỳ diệu”.

Ngoài việc lập bản đồ địa chất và hình thái, phân tích khí quyển và thời tiết, tàu thăm dò còn sẽ khám phá mặt trăng lớn nhất của Sao Diêm Vương, Charon. Hai thiên thể này quay quanh cùng một trọng tâm tạo thành hệ thống nhị phân duy nhất trong hệ mặt trời. Lần đầu tiên, chúng ta có thể nghiên cứu loại hành tinh mới được gọi là "sao lùn băng".

6. Toàn bộ sứ mệnh sử dụng ít năng lượng hơn một bóng đèn 100 watt.

Tàu vũ trụ này sử dụng máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ(RTG) là một loại nhà máy điện plutonium.

Giống như phích nước, thiết bị được bọc trong một lớp phủ bảo vệ nhiệt để giữ nhiệt do thiết bị điện tử của đầu dò tạo ra và giữ nhiệt ở nhiệt độ ổn định. RTG không cung cấp lực đẩy phản lực và tàu thăm dò bay với tốc độ được tạo ra khi phóng và với sự trợ giúp của lực hấp dẫn của Sao Mộc.

7. Dữ liệu được gửi về Trái đất với tốc độ 2 kbit/giây.

Tàu vũ trụ sử dụng một ăng-ten khổng lồ để liên lạc với Mạng truyền thông không gian sâu NASA. Đây không phải là một nhiệm vụ đơn giản: một chùm tia chỉ rộng 0,3 độ phải tới Trái đất từ ​​Sao Diêm Vương và xa hơn nữa. Phải mất 4 giờ để dữ liệu đến được tàu vũ trụ và khi chuyến bay qua kết thúc, sẽ cần nhiều hơn thế 16 tháng để gửi tất cả dữ liệu về Trái đất.

Sứ mệnh chân trời mới tới sao Diêm Vương 2015

8. Hầu như không có chỗ cho sai sót.

New Horizons bao phủ quãng đường gần 4,8 tỷ km, di chuyển với tốc độ khoảng 50.000 km một giờ. Nếu do cơ học quỹ đạo mà nó chỉ lệch 100 giây sang một bên thì nó sẽ không thể thu thập được tất cả dữ liệu khoa học cần thiết. Hãy thử nghĩ mà xem: một sai lệch nhỏ cũng có thể xóa đi 9,5 năm bay.

9. Các vệ tinh mới có thể gây ra những mối nguy hiểm mới

Năm 2011, New Horizons phát hiện ra mặt trăng thứ hai quay quanh Sao Diêm Vương - Kerber, và sau năm thứ ba - Styx. Đây là một khám phá thú vị và đáng lo ngại.

Những vệ tinh này không có đủ khối lượng và trọng lực để chứa các mảnh vụn do va chạm hành tinh có thể rơi xuống tàu vũ trụ. Tuy nhiên, các mảnh vụn không nhất thiết phải lớn mới gây nguy hiểm. Ngay cả một hạt có kích thước bằng hạt gạo cũng có thể là thảm họa đối với tàu thăm dò khi nó di chuyển với tốc độ cao như vậy.

10. Nhiệm vụ Chân trời mới không dừng lại ở Sao Diêm Vương.

Một khi tàu vũ trụ vượt qua Sao Diêm Vương, nó sẽ có đủ năng lượng để tiếp tục hành trình tới Thắt lưng Kuiper- một vùng rộng lớn chứa các vật thể băng giá và các vật thể nhỏ bí ẩn quay quanh Sao Hải Vương.

Những vật thể này là nền tảng cho Sao Diêm Vương và các hành tinh tương tự. New Horizons sẽ phải di chuyển xa hơn một tỷ km ngoài Sao Diêm Vương.

New Horizons là tàu vũ trụ của NASA được phóng như một phần của chương trình New Frontiers và được thiết kế để nghiên cứu Sao Diêm Vương và vệ tinh Charon của nó. New Horizons là công ty đầu tiên trong lịch sử truyền tải hình ảnh màu của một hành tinh lùn và sẽ là công ty đầu tiên nghiên cứu kỹ lưỡng về nó. Thiết bị này rời khỏi vùng lân cận Trái đất với tốc độ nhanh nhất trong số các thiết bị được biết đến. Thiết bị này được ra mắt vào tháng 1 năm 2006 và gần mười năm sau, vào mùa hè năm 2015, nó sẽ tới được Sao Diêm Vương. Tổng cộng, sứ mệnh được thiết kế cho đến năm 2026.

Đầu năm 2019, tàu vũ trụ New Horizons đã bay ngang qua vật thể xa nhất được con người nghiên cứu - . Vào cuối tháng 1, các nhà nghiên cứu đã cho thấy một chất lượng mà mọi người đều có ấn tượng rằng nó có hình dạng của một quả tạ. Hóa ra ý tưởng này đã sai - những bức ảnh mới cho thấy vật thể này có hình dạng dẹt, với một phần mỏng hơn nhiều so với phần còn lại.

Bất chấp thực tế là thiết bị nằm cách mục tiêu hơn 160 triệu km - hành tinh lùn Ultima Thule (2014 MU69) với đường kính 15-20 km - trạm tự động liên hành tinh "" đã cung cấp bức ảnh đầu tiên về đối tượng quan tâm. Hình ảnh của hành tinh lùn thu được bằng camera kính thiên văn Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) gắn trên thiết bị vào ngày 16/8 và được cơ quan hàng không vũ trụ công bố

Trong suốt tuần này, bắt đầu từ ngày 14 tháng 7, chúng ta đã nhận được rất nhiều dữ liệu về một sự kiện cực kỳ hoành tráng: Tàu vũ trụ New Horizons của NASA đã bay qua một trong những biên giới cuối cùng của hệ mặt trời của chúng ta, Sao Diêm Vương.

New Horizons là tàu vũ trụ đầu tiên được thiết kế để tiếp cận Sao Diêm Vương và khoa học mà nó thu thập cuối cùng sẽ viết lại sách giáo khoa của chúng ta về thế giới băng giá nhỏ bé mà chúng ta biết rất ít về nó. Nhiệm vụ của New Horizons rất độc đáo về nhiều mặt và thậm chí còn chứa đựng một số bí mật.

Ra mắt những chân trời mớitrở thành nhanh nhất trong lịch sử

Vào ngày 19 tháng 1 năm 2006, NASA đã gắn tàu vũ trụ New Horizons lên đỉnh tên lửa Atlas V và phóng nó vào vũ trụ. Đây là lần phóng nhanh nhất trong lịch sử, đạt tốc độ hơn 58.000 km/h. Chỉ chín giờ sau khi phóng, thiết bị đã tới Mặt trăng. Các phi hành gia Apollo phải mất ba ngày mới đến được nó. Tàu thăm dò New Horizons đạt tới nó nhanh hơn tám lần.

Tàu thăm dò New Horizons được phóng khi nào?, Sao Diêm Vương vẫn là một hành tinh

Khi tàu thăm dò được phóng lên, các nhà khoa học đã thì thầm lo lắng về tình trạng của Sao Diêm Vương giữa các hành tinh. Đó là bởi vì vật thể có kích thước bằng Sao Diêm Vương Eris được phát hiện vào năm 2005 và các nhà thiên văn học cần quyết định xem liệu Eris có trở thành hành tinh thứ mười hay việc xác định lại một hành tinh sẽ dễ dàng hơn.

Sao Diêm Vương cuối cùng đã không còn là một hành tinh 5 tháng sau khi New Horizons ra mắt.

Mặc dù thực tế là tàu thăm dò New Horizons được tạo ra cho Sao Diêm Vương nhưng nó cũng quan sát Sao Mộc.

Năm 2007, New Horizons đã tiến hành một cuộc chạm trán quan trọng với Sao Mộc. Tàu vũ trụ cần lực hấp dẫn mạnh mẽ của hành tinh khổng lồ, giúp tăng tốc tàu thăm dò giống như một chiếc súng cao su hướng về phía Sao Diêm Vương. Chuyến bay ngang qua này đã thành công và tăng tốc tàu thăm dò lên vận tốc 14.500 km/h.

Thăm dò chân trời mớithực hiện video đầu tiên về vụ phun trào núi lửa ngoài trái đất

Một trong những mặt trăng của Sao Mộc, Io, là nơi có hơn bốn trăm ngọn núi lửa, khiến nó trở thành vật thể khô nhất và hoạt động địa chất nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Khi tàu thăm dò New Horizons tiếp cận Sao Mộc, nó đã chụp một loạt hình ảnh về Io cho thấy các vụ phun trào núi lửa trên bề mặt.

Kết hợp lại với nhau, những hình ảnh này có thể tạo ra video đầu tiên về một ngọn núi lửa đang phun trào bên ngoài Trái đất.

Chân trời mới mang tro cốt của người khám phá Sao Diêm Vương Clyde Tombaugh

Tombaugh phát hiện ra hành tinh lùn này vào năm 1930, và 67 năm sau, khi hấp hối, ông đã yêu cầu được gửi tro cốt của mình vào vũ trụ. NASA đã đặt một ít tro cốt của ông lên đỉnh New Horizons trước khi nó được phóng vào năm 2006. Hài cốt của anh đã "đến thăm" hành tinh mà anh đã phát hiện ra. Tuy nhiên, tro của Tombo chỉ là một trong số nhiều bí mật trên tàu New Horizons.

Thăm dò chân trời mớichạy bằng nhiên liệu hạt nhân

Tàu thăm dò New Horizons bay quá xa Mặt trời đến mức nó không thể dựa vào các tấm pin mặt trời để tạo ra năng lượng. Thay vào đó, pin hạt nhân của nó chuyển đổi bức xạ từ sự phân rã của nguyên tử plutonium thành điện năng, từ đó cung cấp năng lượng cho động cơ và các thiết bị trên tàu để nó có thể thu thập càng nhiều thông tin càng tốt.

Những loại pin như vậy đang bị thiếu hụt. Ví dụ, NASA có đủ plutonium cho một vài trong số này. Và họ vẫn chưa sản xuất được nó.

Có bảy nhạc cụ trên tàu New Horizons, hai trong số đó được đặt tên theo các nhân vật trong loạt phim truyền hình những năm 1950.

Năm trong số bảy công cụ của New Horizons được thể hiện bằng các từ viết tắt. Một số trong số chúng nghe có vẻ quen thuộc như PEPSSI (Điều tra khoa học quang phổ hạt năng lượng sao Diêm Vương) và REX (Thí nghiệm khoa học vô tuyến).

Hai nhạc cụ không có từ viết tắt trong tên của chúng là Ralph và Alice. Ralph sẽ giúp các nhà khoa học nghiên cứu địa chất và thành phần bề mặt của Sao Diêm Vương, trong khi Alice sẽ nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Diêm Vương. Ralph và Alice (hay Alice) là hai nhân vật chính trong loạt phim truyền hình Honeymooners những năm 50.

Tất cả các công cụ của New Horizonshoạt động với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu, đặc biệt là máy ảnh Ralph

Mặc dù máy ảnh Ralph đã được chế tạo hơn 10 năm trước nhưng nó là một trong những chiếc máy ảnh tinh vi nhất từng được chế tạo. Nó nặng khoảng 10 kg và cần lượng năng lượng tương đương để hoạt động như một chiếc đèn bàn nhỏ.

Công cụ mạnh mẽ này có thể tiết lộ các đặc điểm trên bề mặt Sao Diêm Vương với chiều ngang lên tới 60 mét.

Một mảnh vụn nhỏ có thể phá hủy thiết bị

New Horizons hiện đang bay trong không gian với tốc độ 50.000 km/h. Nếu một mảnh băng hoặc bụi va vào nó, tàu vũ trụ sẽ bị phá hủy trước khi nó có cơ hội gửi dữ liệu trở lại bộ điều khiển sứ mệnh.

Alan Stern, nhà điều tra chính của New Horizons cho biết: “Ngay cả những hạt nhỏ có kích thước bằng hạt gạo cũng có thể gây tử vong cho New Horizons vì chúng ta đang di chuyển quá nhanh”.

Nhiệm vụ sẽ không kết thúc với Sao Diêm Vương

Nếu mọi việc suôn sẻ với Sao Diêm Vương hoặc nếu New Horizons còn đủ nhiên liệu, tàu thăm dò sẽ bay tiếp để nghiên cứu ít nhất một vật thể nữa trong khu vực của hệ mặt trời ngoài các hành tinh của chúng ta trong vành đai Kuiper.

Vành đai này nằm ở rìa hệ mặt trời của chúng ta và rộng gấp 20 lần vành đai tiểu hành tinh ngăn cách Sao Hỏa với Sao Mộc. Các nhà thiên văn học cho rằng nó có thể lưu trữ các mảnh vỡ từ các thiên thể còn sót lại từ quá trình hình thành hệ mặt trời của chúng ta.

Chúng ta đã học được gì về vùng ngoại vi của hệ mặt trời?

Nhóm sứ mệnh New Horizons đã tổ chức một cuộc họp báo vào ngày 17 tháng 7 năm 2015 lúc 20:00 giờ Moscow, tại đó họ báo cáo dữ liệu mới nhất về Sao Diêm Vương và hệ thống của nó nhận được từ trạm liên hành tinh tự động. Các nhà khoa học đã phát hiện ra một đồng bằng băng giá với địa chất bất thường trên hành tinh lùn, bằng chứng có thể có về sự hiện diện của gió và mạch nước phun trên hành tinh thứ chín trước đây, đồng thời quan sát thấy đuôi plasma và ước tính kích thước của thứ hóa ra là bầu khí quyển khổng lồ của Sao Diêm Vương.

Địa chất học

Các nhà khoa học đã trình bày những bức ảnh có độ phân giải cao về bề mặt Sao Diêm Vương. Chúng cho thấy những đặc điểm địa chất thú vị của hành tinh lùn - những ngọn đồi gồ ghề phía trên đồng bằng, bề mặt có gân của các cánh đồng băng, có thể là do xói mòn, cũng như các kênh phân định các đồng bằng băng. Sự chú ý đặc biệt đổ dồn vào các sọc đen đốm trên băng - có thể là dấu vết của hiện tượng núi lửa băng, các vụ phun trào mạch nước phun, giống như những gì được quan sát vào năm 1989 trên mặt trăng Triton của Sao Hải Vương.

Ngày càng có nhiều dữ liệu được tích lũy chỉ ra rằng các quá trình địa chất vẫn đang diễn ra tích cực trên Sao Diêm Vương, chứ không chỉ là những biến động nhiệt độ đơn giản và những thay đổi về tốc độ gió trong bầu khí quyển loãng của nó. Nếu hành tinh lùn là một thế giới yên tĩnh, những ngọn núi băng cao sẽ không hình thành trên vùng đồng bằng của nó, nhưng sẽ có thể nhìn thấy dấu vết của các miệng hố va chạm.

Theo các nhà khoa học, những tảng đá băng này có thể đã hình thành cách đây hàng trăm triệu năm và vài tuần trước khi trạm tiếp cận Sao Diêm Vương. Có điều gì đó khiến nước băng tạo nên những ngọn núi dâng cao bất chấp trọng lực. Và các nhà khoa học hoàn toàn không mong đợi được nhìn thấy một vùng đồng bằng như Cao nguyên Sputnik.

Khi trạm New Horizons bay dưới bóng của một hành tinh lùn, người ta có thể phân tích bầu khí quyển của nó. Đặc biệt, người ta phát hiện ra rằng trong hai mô hình của nó - hỗn loạn và yên tĩnh, rất có thể mô hình thứ hai tương ứng với thực tế. Dữ liệu thu được chỉ ra rằng tốc độ gió trên bề mặt Sao Diêm Vương là 1-2 mét mỗi giây. Điều này là đủ để di chuyển các hạt băng nhỏ nhất.

Gió có thể góp phần làm xói mòn bề mặt Sao Diêm Vương Tuy nhiên, điều này không trả lời câu hỏi, chẳng hạn như làm thế nào mà Núi Norgay được hình thành, một đoạn video về chuyến bay được NASA trình chiếu. Nó được bao quanh bởi một đồng bằng băng giá và không rõ ngọn núi này dễ bị xói mòn như thế nào.

Bản chất của các kênh đa giác phân định các phân đoạn của đồng bằng băng cũng không rõ ràng. Chúng có thể phát sinh do quá trình làm mát và nén sau đó, hoặc hình thành do sự đối lưu của vật chất từ ​​bên trong hành tinh lùn vào bầu khí quyển của nó.
Các nhà khoa học cũng ngạc nhiên khi phát hiện cao nguyên Sputnik được bao phủ bởi một lớp băng carbon monoxide. Độ dày chính xác của nó vẫn chưa được biết, tuy nhiên, theo dữ liệu có sẵn, rõ ràng nó là hơn một centimet. Nếu không nhiều hơn nữa thì rất có thể nó là một dạng tương tự của nước tuyết.

Tuy nhiên, nó không nhất thiết phải rơi từ trên cao xuống. Các nhà khoa học không loại trừ rằng “tuyết” có thể đã rơi xuống cao nguyên từ lòng hành tinh, đặc biệt là từ các mạch nước phun. Gió có thể lan truyền chất từ ​​các mạch nước phun đều khắp cao nguyên.

Trong các hình ảnh của NASA công bố ngày 15/7, có thể nhìn thấy một ngọn núi cao 3,5 km trên bề mặt hành tinh lùn. Nó nằm ở giữa một đồng bằng và không có dấu vết nào của các miệng hố va chạm xung quanh. Điều này cũng cho thấy các quá trình địa chất đang diễn ra trên bề mặt Sao Diêm Vương.

Trước đây, các nhà thiên văn học tin rằng những ngọn núi cao trên các thiên thể nhỏ (đặc biệt là vệ tinh của các hành tinh khổng lồ) được hình thành do sự tương tác hấp dẫn của chúng với các thiên thể lớn hơn.

Vì không có thứ gì như vậy ở gần Sao Diêm Vương nên cơ chế này không hoạt động đối với nó. Điều này có nghĩa là nó có thể không hoạt động đối với các vật thể khác trong Hệ Mặt trời.

Các nhà khoa học tin rằng các quá trình địa chất đang hoạt động không thể xảy ra ở một vật thể xa và lạnh như Sao Diêm Vương, vốn xuất hiện cách đây hàng tỷ năm. Có lẽ, nguồn năng lượng của chúng là nhiệt lượng bên trong tỏa ra do phản ứng phóng xạ trong ruột của thiên thể.

Larry Sederbloom thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ ở Flagstaff phía bắc Arizona, người từng tham gia sứ mệnh Du hành, đã ghi nhận những điểm tương đồng và khác biệt giữa Sao Diêm Vương và Triton, vệ tinh lớn nhất của Sao Hải Vương.

Theo quan điểm phổ biến, Triton trước đây được định vị giống như Sao Diêm Vương trong vành đai Kuiper, nhưng sau đó bị Sao Hải Vương bắt giữ và trở thành vệ tinh của nó. Trên Triton, các nhà khoa học cũng đề xuất sự tồn tại của hiện tượng cryovolcanism, nhưng ảnh hưởng thủy triều từ Sao Hải Vương được chỉ ra là nguồn nhiệt bên trong. Ngoài ra, Triton cũng giống như Sao Diêm Vương có ít miệng núi lửa nhưng mặt trăng của Sao Hải Vương lại không có núi cao.

Bầu không khí

Trạm New Horizons đã phát hiện ra bầu khí quyển khổng lồ và đuôi plasma gần Sao Diêm Vương, nhưng không tìm thấy dấu hiệu nào của từ quyển. Theo dữ liệu thu được, độ dày của bầu khí quyển Sao Diêm Vương vượt quá 1,6 nghìn km. Ở các lớp trên, nitơ phân tử chiếm ưu thế, ở các lớp dưới - metan và các hydrocacbon phức tạp hơn.

Thông tin từ New Horizons được nhận khoảng một giờ sau khi trạm tiếp cận gần Sao Diêm Vương nhất. Tại thời điểm này, thiết bị này đang ở trong bóng của hành tinh lùn và máy quang phổ của nó đã ghi lại những thay đổi trong việc hấp thụ bức xạ cực tím bởi nitơ phân tử tùy thuộc vào sự chiếu sáng của bầu khí quyển Sao Diêm Vương bởi Mặt trời.

NASA đã chứng minh điều này trong một hình ảnh động. Trên đó, hoàng hôn xảy ra ở phía nam “trái tim” của Sao Diêm Vương (khi nhà ga ở khoảng cách 48,2 nghìn km so với bề mặt của nó) và bình minh xảy ra ở phía bắc “đuôi” của vùng Cá voi (khi Chân trời mới là 57 nghìn km). km cách xa hành tinh lùn).

Một thiết bị khoa học khác, 1,5 giờ sau lần tiếp cận gần nhất với Sao Diêm Vương, đã quan sát được một cái đuôi plasma lạnh gần hành tinh lùn. Đây là nitơ phân tử (có đủ năng lượng để khắc phục lực hấp dẫn yếu của một hành tinh lùn) bị ion hóa bởi bức xạ cực tím từ Mặt trời. Trong không gian gần Sao Diêm Vương, gió mặt trời va chạm với các ion như vậy và làm chậm chuyển động của nó, đồng thời cũng có thể tạo thành sóng xung kích (được đánh dấu màu đỏ trong hình) và đuôi plasma (vùng màu xanh) của hành tinh lùn.

Bầu khí quyển và đuôi plasma của Sao Diêm Vương

Tất cả điều này cho phép các nhà khoa học xác định tốc độ mất vật chất của Sao Diêm Vương - khoảng 500 tấn mỗi giờ. Ví dụ, sao Hỏa chỉ mất một tấn mỗi giờ. SWAP đã thực hiện các quan sát của mình ở khoảng cách từ 68 nghìn đến 77 km tính đến bề mặt Sao Diêm Vương, trong đó nó phát hiện ra một vùng chứa các ion nitơ. Chiều dài của cái đuôi cũng như loại hạt chính xác hình thành nên nó vẫn chưa được các nhà khoa học của sứ mệnh New Horizons công bố.

Sứ mệnh New Horizons đã được coi là thành công. Trên đó, NASA hoàn thành việc giám sát chung về Hệ Mặt trời và sẽ tập trung vào nghiên cứu chi tiết về các thế giới đã được các trạm liên hành tinh tự động ghé thăm.

Dựa trên vật liệu hi-news.ru, tape.ru