Նոր հորիզոններ (ավտոմատ միջմոլորակային կայան)

«Նոր հորիզոններ»-ը ՆԱՍԱ-ի միջմոլորակային տիեզերական կայան է, որը Տիեզերք է արձակվել «Նոր սահմաններ» (New Frontiers) ծրագրի շրջանակներում և նախատեսված է Պլուտոնի և նրա արբանյակ Քարոնի ուսումնասիրման համար։ Հրթիռն արձակվել է 2006թ-ի հունվարի 19-ին, 2007թ-ին այն անցել է Յուպիտերի ձգողականության դաշտով՝ կատարելով գրավիտացիոն մանևրեր, իսկ 2015թ-ին կատարել է Պլուտոնի ուսումնասիրման ծրագիրը։ 2019թ-ի սկզբին պլանավորված է Կոյպերի գոտու օբյեկտների ուսումնասիրությունը։ «Նոր հորիզոններ» արբանյակի համար նախատեսված է 15-17 տարվա ծրագիր։«Նոր հորիզոններ»-ը Երկրից արձակված ամենաարագ արբանյակն է։ Շարժիչների անջատման պահին դրա արագությունը կազմում էր 16,26 կմ/վ(Երկրի նկատմամբ)։ Հելիոցենտրիկ արագությունը կազմել է 45կմ/վ, ինրը նրան հնարավորություն էր տալիս լքել Արեգակնային համակարգն առանց գրավիտացիոն մանևրերի։ Թեև այն կատարել է գրավիտացիոն մանևրեր Յուպիտերի շուրջը, 2015թ-ին նրա հելիոցենտրիկ արագությունը կազմում էր ընդամենը 14,5կմ/վ, նչն ավելի քիչ էր, քան Վոյաջեր 1 և Վոյաջեր 2 արբանյակներինը, վերջիններից հաջող կատարված հավելյալ մանևրերի շնորհիվ^[1]։

Կատեգորիա:Տիեզերական կայանի հիմնական նպատակները

Ծրագրի հիմնական նպատակները Արեգակնային համակարգի ձևավորման, Պլուտոնի, Քարոնի և Կոյպերի գոտու առաջացման ուսումնասիրություններն են։ Կայանի առաջնային նպատակներից էին նաև Պլատոնի և Քարոնի մակերևույթների ուսումնասիրությունը, դրանց հնարավոր մթնոլորտների գոյության հայտնաբերումը, իսկ ընդլայնված ծրագրի շրջանակներում նաև Կոյպերի գոտու որոշ օբյեկտների ուսումնասիրությունը։ Կայանի հիմնական նպատակները․

Պլուտոնի և Քարոնի մակերևույթների քարտեզագրում
Պլուտոնի և Քարոնի մորֆոլոգիայի և գեոլոգիայի ուսումնասիրությունը
Պլուտոնի մթնոլորտի, և դրա սահմանների ուսումնասիրությունը
Քարոնի մթնոլորտի գոյության հասատումը կամ հերքումը
Պլուտոնի և Քարոնի մակերևույթների ջերմաստիճանային քարտեզագրումը
Պլուտոնի մոտ օղակների կամ այլ արբանյակների հայտնաբերումը
Կոյպերի գոտու ուսումնասիրությունը։

Սարքի նկարագրությունը

Սարքը կշռում է 478կգ, որից 77կգ-ը վառելիքն է։ Չափսերը՝ 2,2×2,7×3,2 մետր։ Արձակման համար օգտագործվել է ամերիկյան Atlas V հրթիռակիրը՝ ռուսական РД-180 շարժիչով սարքի համար անհրաժեշտ արագացումը ստաանալու համար։Էներգաապահովման համակարգը Որպես էներգիայի աղբյուր ընտրվե է ռադիոիզոտոպային թերմոէլոկտրական գեներատոր(RTG- radioisotope thermoelectric generator)։ Արձակման պահին սարքի էլեկտրական հզորությունը կազմել է 250Վտ, և ըստ նախնական հաշվարկների այն 4 տարին մեկ կպակասի 5%-ով, 2015-ին՝ Պլուտոնի և Քարոնի ուսումնասիրման ժամանակ ապահովելով 200Վտ հզորություն։ Այս ցուցանիշը զգալի զիջում է Վոյաջերներին՝ 470Վտ արձակմաան պահին, 290Վտ 2006թ-ին, դրանով է պայմանավորված «Նոր սահմաններ» ծրագրի համեմատաբար կարճաժամկետությունը, որը նախատեսված է մինչև 2020-ականնները, երբ սարքը կանցնի 50-55 ա․մ․^[2]։

Գիտահետազոտական սարքավորումները

Կայանի վրա տեղադրված են հետևյալ սարքերը՝

ուլտրամանուշակագույն սպեկտրոմետր Alice, որը պետք է ուսումնասիրի Պլուտոնի մթնոլորտի կառուցվածքը, նրա մակերևույթի կառուցվածքը,
6 սմ տրամագծով Ralph աստղադիտակը, որն աշխատում է ինչպես տեսանելի, այնպես էլ ինֆրակարմիր տիրույթյում,
Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) տեսախցիկ՝ 5 միկրոռադան(μrad) ունակությամբ՝ 1024×1024 փիքսել, յուրաքանչյուրը 12 բայթ,
արեգակնային քամու մասնիկների պարամետրերը չափող սարք՝ SWAP (Solar Wind Analyzer for Pluto)։ Նրա միջոցով նախատեսված է որոշել արդյոք Պլուտոնն ունի մագնիտոսֆերա, ինչպես նաև հաշվարկել նրա մթնոլորտի արտահոսքը,
էներգետիկ մասնիկների սպեկտրոգրաֆ ՝PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation), Պլուտոնի մ,թնոլորտը լքած չեզոք մասնիկների հայտնաբերման համար, որոնք լիցքվորվում են արեգակնային քամու հետ փոխազդելիս։
փոշու դետեկտոր VB-SDC (Venetia Burney Student Dust Counter) Կոյպերի գոտում փոշու կոնցենտրացիայի որոշմանհամար։ Այն հովհարանման սարք է՝ 42սմ շառավղով և 3 մմ հաստությամբ, կազմված բջջային ալյումինից՝ ծածկված բարակ շերտով, և միացված էլեկտրոբլոկին,
ռադիոսպեկտրոմետր REX (англ. Radio EXperiment), որը միացված է արբանյակի գլխավոր ալեհավաքին, և որի միջոցով ցանկանում են պարզել Պլուտոնի մթնոլորտի կառուցվածքը, դրա մակերևույթի ջորմաստիճանը և չափել Պլուտոնի և Քարոնի, ինչպես նաև Կոյպերի գոտու ընտրված օբյեկտների, զանգվածները։

Սարքի արձակումը բազմիցս հետաձգվել է պլուտոնային թերմոէլեկտրական գեներատորի համար անհրաժեշտ ֆինանսների բացակայության պատճառով։ 2006թ-ին ծրագիրը գնահատվում էր 650մլն դոլար։

Կարևոր իրադարձությունները^[3]

19 հունվար 2006թ․ — «Նոր հորիզոններ» արբանյակը բարեհաջող արձակվեց Կանավերալից։
հունվար 2006 թ․ — հետագծի պլանային ուղղում՝ Յուպիտերի շուրջը մանևրելու համար։ Հունվարի 28 և 30 երկու շարժիչների կարճաժամկետ միացում, ինչի արդյունքում արբանյակի արագությունը ընդհանու առմամբ աճեց 18 մ/վ-ով։
7 ապրիլ 2006 թ․ — սարքը յատեց Մարսի ուղեծիրը(Արեգակից հեռավորությունը 243 մլն կմ, սարքի արագությունը 21 կմ/վ)։
28 փետրվար 2007 թ․ — գրավիտացիոն մանևր Յուպիտերի գրավիտացիոն դաշտում։ 05:43:40 (UTC) սարքի և Յուպիտերի հեռավորությունը 2,305 մլն կմ, ստացվել են մոլորակի և նրա արբանյակների նկարները՝ բարձր որակով։
8 հունիս 2008 թ․ — սարքը հատեց Սատուրնի ուղեծիրը։
29 դեկտեմբեր 2009 թ․ — սարքը հատեց Երկիր-Պլուտոն հեռավորության կեսը։
30 հուլիս 2010 թ․ — «Նոր հորիզոններ»-ը Նեպտունի և նրա մոլորակների վրա հաջողությամբ կիրառեց LORRI տեսախցիկը՝ Նեպտունից մոտ 23,2 ա․մ․ հեռավորության վրա։
18 մարտ 2011 թ․ — Սարքը հատեց Ուրանի ուղեծիրը։
1 և 3 հուլիս 2013 թ․ LORRI տեսախցիկը 880 մլն կմ հեռավորությունից նկարեց Պլուտոնը և նրա ամենախոշոր արբանյակը՝ Քարոնը։ Ջեյմս Քրստիի կողմից հայտնաբերոլուց 35 տարի հետո հաստատվեց դրա դիրքը։
հոկտեմբեր 2013 թ․ — սարքը գտնվում է Պլուտոնից 5 ա․մ․ հեռավորության վրա։
14 հուլիս 2014 թ․ — 2010թ-ից հետո առաջին անգամ(իսկ արձակումից հետո՝ 6րդ) իրականացվեց ուղեծրի ուղղում։ Սարքի շարժիչները միացվեցին 87,52վ, ինչի արդյուքում նրա արագություն աճեց 1,08 մ/վ-ով, ծախսվեց 250գ վառելիք(53կգ-ից), ինչի արդյունքում արբանյակը Պլուտոնին կմոտենար 36 րոպե ավելի շուտ։
25 օգոստոս 2014 թ․ — սարքը հատեց Նեպտունի ուղեծիրը։
12 մարտ 2015 թ․— սարքի հեռավորությունը Պլուտոնից 1 ա․մ․։ 2 օր դրանից առաջ կատարվել է հերթական ուղեծրի շտկումը՝ տիեզերագնացութայն պատմության մեջ Արեգակից ամենահեռացված օբյեկտի ուղեծրի շտկումը՝ մոտ 4,77 մլրդ կմ։
5 մայիս 2015 թ․ — «Նոր հորիզոններ»-ից ստացված լուսանկարի որակը մի քանի անգամ գերազանցում էր «Հաբլ»-ի լավագույն լուսանկարների որակը։
30 հունիս 2015 — «Նոր հորիզոններ»-ի Ralph-ի միջոցով հաստատվում է Պլուտոնի վրա մեթանի սառույցի առկայությունը(որը հայտնաբերվել էր դեռևս 1976թ-ին Կիտ-Պիկ աստղադիտարանում)։
4 հուլիս 2015 — արբանյակում համակարգչային խնդիր ծագեց, որը լուծվեց 2 օրում(խնդրի լուծումը դժվարացնում էր այն փաստը, որ Երկրց արբանյակ ազդանշանները հասնում էին 4 ժամ 30րոպեում)։
14 հուլիս 2015 թ․, 11:50 UTC — արբանյակը Պլուտոնի մակերևույթից հեռու էր ընդամենը 12,5հզ կմ։ Ընդհանուր առմամբ արբանյակը ուսումնասիրես Պլուտոնը 9 օրում, ինչի արդյունքում հավաքվեց ավելի քան 50Գբ ինֆորմացիա, ինչն ամբողջությամբ փոխանվել է Երկիր մինչև 2017թ-ի սկիզբը։
20 հուլիս 2015 թ․ — Պլուտոնի առաջին պատկերի ստացում։
22 հոկտեմբեր 2015 թ․ — Պլուտոնի ուսումնասիրությունից հետո ուղեծրի առաջին շտկումը՝ 2 փոքր շարժիչների կիրառմամբ, որոնք աշխատելով 16 րոպե մեծացրել են կայանի արագությունը 10մ/վ-ով։
25 հոկտեմբեր 2015 թ․ —կայանի ուղեծրի 2րդ շտկումը։
28 հոկտեմբեր 2015 թ․ — կայանի ուղեծրի 3րդ շտկումը։
4 նոյեմբեր 2015 թ․ — կայանի ուղեծրի 4րդ շտկումը։
25 հոկտեմբեր 2016 թ․ — 2015թ-ի հուլիսին կատարված Պլուտոնի ուսումնասիրությունների բոլոր արդյունքների փոխանցման ավարտ։
9 դեկտեմբեր 2017 թ․ — շարժիչների գործարկում՝ ուղեծրին ուղղելու և արագությունը 1,51մ/վ-ով մեծացնելու համար։
Սպասվելիք իրադարձություններ
2019-2026- Կոյպերի գոտու որոշ օբյեկտների ուսումնասիրություն
1 հունվար 2019թ,— 2014 MU69-ի ուսումնասիրություն, հեռավորությունը Արեգակից՝ 43,4 ա․մ․
մարտ 2019 թ, —2014 PN70 օբյեկտի դիտարկում 0,1-0,2 ա․մ․ հեռավորությունից
2026 թ․ — ծրագրի ավարտ՝ իզոտոպային հումքի վերջանալու պատճառով։
2038 թ․ — Սարքի հեռավորությունը Արեգակից՝ 100ա․մ․։

Հետաքրքիր փաստեր

Բացի գիտական սարքավորումներից կայանում կա տարա Պլուտոնը հայտնաբերած աստղագետ Քլայդ Թոմբոյի մասունքներով, հիշող սարք՝ ՆԱՍԱ-ի «Ուղարկիր անունդ Պլուտոն»( Send Your Name to Pluto) ծրագրին մասնակցած 434735 մարդկանց անուններով, 2 մանրադրամ, 2 ԱՄՆ դրոշ, հատված 1ին բնակեցված տիեզերական կայանից, CDսարքի, դրա ստեղծողների նկարներով և 1990թ-ի ամերիկյան նամականիշ՝ «Pluto: Not Yet Explored»։
Տվյալների փոխանցումը 4,5մլրդ կմ-ից կազմում էր մոտ 2000բայթ/վրկ(օրինակ Վոյաջեր-2-ից 15մլրդ կմ-ից տվյալները փոխանցվում են 160բայթ/վրկ արագությամբ)։
Պլուտոնը և Քարոնը ուսումնասիրելուց հետո կայանն անցել է անմիջապես նրան ուղեծրերով, ինչը նրան հնարավորություն է տվել պարզել նույնիսկ թույլ մթնոլորտի առկայությունը։
Երկրից Լուսին թռիչքը տևել է 8ժամ 35 րոպե, և ընթացել է 58հզ կմ/ժ արագությամբ, ինչը համարվում է ռեկորդային արագություն դեպի Լուսին ընթացող սարքի համար։ Սակայն պետք է հաշվի առնել, որ սարքի արագությունը (ի տարբերություն Լուսին, կամ մերձլուսնյա ուղեծիր ուղարկվող սարքերի) չի իջեցվել Լուսնին մոտ ուղեծիր մտնելու համար։