Một trong những chủ đề được nhắc đến nhiều nhất ngày hôm qua là việc hoàn thành phần đầu tiên của sứ mệnh Chân trời mới: tàu thăm dò Sao Diêm Vương, trải qua 9 năm cho hành trình dài 3 tỷ dặm giữa các vì sao.
« Giấy" đã tìm ra lý do tại sao các sự kiện ở phía bên kia hệ mặt trời lại quan trọng đối với nhân loại.
Sao Diêm Vương. Ảnh được chụp bởi New Horizons
New Horizons lần đầu tiên cho thế giới thấy Sao Diêm Vương trông như thế nào
Trước chuyến bay của trạm tự động tới Sao Diêm Vương và việc truyền những bức ảnh đầu tiên về hành tinh lùn này về Trái đất, nhân loại chưa từng nhìn thấy nó. Trong hình ảnh năm 2010 từ Kính viễn vọng Không gian Hubble, Sao Diêm Vương xuất hiện dưới dạng một đốm màu vàng xám. Horizons truyền hình ảnh rõ nét đầu tiên của hành tinh này tới Trái đất vào sáng ngày 14 tháng 7 năm 2015. Trong cộng đồng VKontakte Cảnh báo Astro bức ảnh của Sao Diêm Vương và vệ tinh Charon của nó được tạo ra bằng màu sắc (mặc dù dựa nhiều vào trí tưởng tượng hơn là dữ liệu chính xác).
Sứ mệnh được theo dõi chặt chẽ không chỉ ở trung tâm NASA: tất cả các cơ quan truyền thông lớn, bao gồm cả các ấn phẩm của Nga, đều viết về chuyển động của trạm tự động “New Horizons”. Thậm chí còn có một dự án mà bạn có thể theo dõi vị trí của New Horizons trong thời gian thực. Quản trị viên trang web Igor Tirsky cho biết “ giấy» về tầm quan trọng của sứ mệnh trên quy mô khám phá không gian toàn cầu.
Sứ mệnh của New Horizons cũng quan trọng đối với sự phát triển của khoa học như nghiên cứu đáy đại dương ở rãnh Mariana hay đá của giếng siêu sâu Kola. Tất cả điều này thật thú vị, những thông tin như vậy không thể diễn tả bằng lời và mang một ý nghĩa thực tế nghiêm ngặt. Nhưng hiện tại, bạn không bao giờ biết câu trả lời sẽ đến từ đâu. Tôi chắc chắn rằng chúng ta nên nghiên cứu mọi thứ xung quanh chúng ta bằng mọi cách có sẵn. Bởi vì điều quan trọng là mọi người phải biết những gì xung quanh mình, trong hệ mặt trời, có ý tưởng về những góc mà chúng ta chưa đặt chân tới. Chân trời mới là một sứ mệnh tương đối rẻ tiền nhưng rất quan trọng sẽ giúp chúng ta nhìn vào vùng ngoại vi của hệ mặt trời và hiểu các thiên thể gần chúng ta nhất được hình thành như thế nào.
Sao Diêm Vương có thể là hành tinh cuối cùng chúng ta nhìn thấy những bức ảnh mới
Cuộc tranh luận về việc liệu Sao Diêm Vương có nên được coi là một hành tinh hay không đã diễn ra khá lâu và cuối cùng, thiên thể này được công nhận là một hành tinh lùn.
Dù vậy, sứ mệnh Chân trời mới đã cung cấp một bức ảnh về hành tinh cuối cùng trong hệ mặt trời mà trước đây chúng ta không có. Tờ New York Times đã đăng một bài buồn có tựa đề Tiếp cận Sao Diêm Vương và Sự kết thúc của Kỷ nguyên Khám phá Hành tinh. Có lẽ chuyến bay tới Sao Diêm Vương thực sự sẽ đánh dấu sự kết thúc của kỷ nguyên khám phá hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta trong nhiều năm tới.
Chuyến bay tới Sao Diêm Vương là một thành tựu công nghệ to lớn
Trạm New Horizons đã bay tới Sao Diêm Vương trong 9 năm, bao phủ hàng tỷ km ngoài vũ trụ. Trong thời gian này, trung tâm điều khiển gần như đã làm mất trạm, tìm cách dẫn tàu thăm dò vượt qua các đám mây mảnh vụn và tính toán quỹ đạo tiếp cận của trạm với các thiên thể vũ trụ, vẽ các “chân trời” dọc theo quỹ đạo Sao Mộc để tăng thêm gia tốc cho tàu thăm dò. .
Quỹ đạo bay của trạm New Horizons
Dữ liệu từ bề mặt Sao Diêm Vương sẽ cho phép các nhà khoa học hiểu rõ hơn về lịch sử Trái Đất
Dựa trên dữ liệu hiện có, các nhà khoa học tin rằng Sao Diêm Vương được hình thành sớm hơn nhiều so với hành tinh của chúng ta và trải qua tất cả các chu kỳ “phát triển” giống như Trái đất trước khi kết thúc ở rìa hệ mặt trời.
Mục tiêu của sứ mệnh New Horizons là lập bản đồ Sao Diêm Vương và Charon, nghiên cứu địa chất và hình thái của các thiên thể, nghiên cứu bầu khí quyển trung tính của Sao Diêm Vương và tốc độ phân tán của nó vào môi trường, cố gắng tìm ra bầu khí quyển của Charon, tạo ra nhiệt độ bản đồ các thiên thể và nhiều hơn nữa. Dữ liệu này và các dữ liệu khác mà các nhà khoa học sẽ thu thập từ vệ tinh sẽ giúp họ nghiên cứu tốt hơn về lịch sử hành tinh của chúng ta.
Hiện tại, New Horizons đang di chuyển về phía Vành đai Kuiper - một cụm tiểu hành tinh lớn được hình thành từ "vật chất còn sót lại" của Hệ Mặt trời. Các nhà khoa học cho rằng tàu thăm dò sẽ truyền dữ liệu trong khoảng hai mươi năm.
Lần đầu tiên (và duy nhất) trong lịch sử thời đại vũ trụ, NASA đã xin phép người khám phá ra nó đến thăm vùng ngoại ô của hành tinh. Giấy phép đã được cấp và bây giờ chúng ta có thể quan sát những bức ảnh tuyệt vời về một thế giới xa xôi - cựu hành tinh Sao Diêm Vương, cách xa Mặt trời nhất.
Nhà thiên văn học người Mỹ Clyde Tombaugh, người đã phát hiện ra Sao Diêm Vương khi còn trẻ vào năm 1930, khó có thể tưởng tượng vào thời điểm đó rằng một ngày nào đó con người có thể gửi một con tàu vũ trụ đến khám phá mới của ông. Ý tưởng về một sứ mệnh tới Hành tinh thứ Chín nảy sinh vào đầu những năm 1990, khi người phát hiện ra nó vẫn còn sống. Kết quả là vào năm 1992, Tombaugh, 86 tuổi, nhận được một tin nhắn bất ngờ từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, xin phép ông đến thăm Sao Diêm Vương. Tất nhiên, sự cho phép này không có bất kỳ giá trị pháp lý nào, nhưng đó là một cử chỉ rất đẹp - một sự tri ân dành cho người đã khám phá ra biên giới xa nhất của hệ mặt trời.
Tombaugh qua đời năm 1997, chưa đầy mười năm trước khi bắt đầu sứ mệnh tới hành tinh của mình. Tuy nhiên, có lẽ ông đã nhận được một đám tang uy tín, bất thường và chắc chắn là xa nhất trong lịch sử loài người: khoảng một ounce (31 g) tro cốt của ông được đặt trong một con tàu vũ trụ đi đến Sao Diêm Vương và xa hơn nữa. Cùng với tro của Tombaugh, một số vật phẩm mang tính biểu tượng khác đã được gửi đến Sao Diêm Vương: một đĩa CD chứa tên của gần nửa triệu người đã tham gia sự kiện "Send Your Name to Pluto", một phần da của tàu vũ trụ tư nhân đầu tiên SpaceShipOne, và một con tem năm 1991 có khẩu hiệu "Pluto. Vẫn chưa tìm hiểu."
Giải phẫu của một nhiệm vụ
Công việc thực hiện sứ mệnh Chân trời mới bắt đầu một cách nghiêm túc vào năm 2000 dưới sự lãnh đạo của Alan Stern, giám đốc Phòng Nghiên cứu Vũ trụ tại Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI). Tiền thân của New Horizons là các dự án Pluto 350 và Pluto Kuiper Express, việc phóng dự án sau này thậm chí còn được lên kế hoạch ban đầu vào năm 2000, đến hành tinh này vào năm 2012-2013. Nhưng dự án đã không may mắn - vào đúng năm 2000, ngân sách đã bị cắt vì chi phí của chuyến bay ước tính lên tới một tỷ đô la, và cuối cùng sứ mệnh đơn giản là bị hủy bỏ. Dự án mới được thực hiện trong thời gian rất ngắn - chỉ 5 năm trôi qua kể từ khi thành lập đội ngũ khoa học và kỹ thuật cho đến khi hoàn thành bộ máy: đến mùa đông năm 2005-2006, tàu thăm dò được lắp ráp và cách nhiệt đã có mặt tại Cape Canaveral, sẵn sàng để ra mắt.
Khi nhìn vào con tàu vũ trụ này, một chi tiết quan trọng ngay lập tức trở nên rõ ràng: hình dáng của nó không giống các vệ tinh hiện đại - nó không có các tấm pin mặt trời. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên vì Sao Diêm Vương có rất ít ánh sáng mặt trời. Hành tinh xa nhất mà tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng mặt trời được gửi tới là Sao Mộc. Một bệ hình tam giác với ăng-ten có tính định hướng cao trên một trong các mặt phẳng kết thúc bằng một hình trụ kỳ lạ nhô ra từ một trong các góc. Đây là RTG, một máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ. Trong đó, điện được tạo ra trực tiếp bằng cách chuyển đổi nhiệt phân rã của đồng vị phóng xạ. Nguồn năng lượng tương tự được sử dụng trong tàu vũ trụ Cassini nổi tiếng, đã hoạt động trong hệ thống Sao Thổ trong hơn mười năm và trong tàu thám hiểm Curiosity trên Sao Hỏa.
Bên trong RTG có 11 kg plutonium-238. Đây là một đồng vị rất thuận tiện cho những mục đích như vậy: sự phân rã của nó giải phóng rất nhiều nhiệt và plutonium này chỉ phát ra các hạt alpha nặng, khá dễ dàng để bảo vệ chống lại. Nhược điểm chính của đồng vị này là sự khan hiếm: nó là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất plutonium cấp độ vũ khí và quá trình này hiện đã bị dừng ở cả Mỹ và Nga. Do đó, New Horizons có lượng plutonium (và trữ lượng năng lượng) ít hơn ba lần so với Cassini.
Hành trình chín năm rưỡi
Động cơ RD-180 của Nga lắp trên xe phóng Atlas V đã đưa phương tiện này rời khỏi bãi phóng Cape Canaveral. New Horizons trở thành tàu vũ trụ nhanh nhất khi phóng: sau khi tắt động cơ tăng áp, tốc độ của tàu thăm dò so với Trái đất là 16,26 km/s và tốc độ so với Mặt trời là 45 km/s. Tuy nhiên, hiện nay so với Mặt trời, thiết bị này bay với tốc độ 14,5 km/s, do đó danh hiệu tàu vũ trụ nhanh nhất đã quay trở lại với tàu Du hành-1 nổi tiếng, đang di chuyển ra xa ngôi sao của chúng ta với tốc độ hơn 17 km. /S. Nhưng ngay cả với tốc độ như vậy, sẽ mất rất nhiều thời gian để đến được Sao Diêm Vương. Bây giờ tín hiệu từ thiết bị phải mất gần năm giờ mới đến được Trái đất.
Trên đường đi, New Horizons đã lập kỷ lục thế giới không chỉ về tốc độ rời khỏi Trái đất mà còn về tốc độ di chuyển lên Mặt trăng: chỉ 8 giờ 35 phút. Hơn một năm sau, thiết bị này thực hiện thao tác hỗ trợ trọng lực gần Sao Mộc. Vào thời điểm này, tất cả các thiết bị khoa học đã được thử nghiệm và các vệ tinh Galilê tuyệt vời của Sao Mộc và hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời cũng đã được nghiên cứu. Ví dụ: chúng tôi đã có được những hình ảnh đẹp nhất về núi lửa trên vệ tinh Io. Khi bắt đầu chuyến bay, New Horizons cũng đã chụp được ảnh một tiểu hành tinh nhỏ để thử nghiệm hệ thống chụp ảnh của mình. Thiết bị này đã chụp được bức ảnh đầu tiên của Sao Diêm Vương trong năm đầu tiên của chuyến bay, vào tháng 9 năm 2006. Hình ảnh không có giá trị khoa học nhưng đã thể hiện được khả năng của camera LORRI. Nhưng phần lớn thời gian, 2/3 toàn bộ chuyến bay, thiết bị “ngủ”, hay nói một cách khoa học là ở chế độ ngủ đông - 1837 ngày, chia làm 18 đợt có độ dài từ 36 đến 202 ngày, thiết bị không liên lạc , mà chỉ đơn giản là bay , tiết kiệm năng lượng .
Hành tinh bị giáng chức
Vào mùa hè năm 2006, khi thiết bị đang bay về phía mục tiêu, một sự kiện mang tính lịch sử đã xảy ra gây ra cuộc tranh luận sôi nổi. Thực tế là Đại hội đồng tiếp theo của Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU) cuối cùng đã quyết định sắp xếp mọi thứ theo trật tự trong thuật ngữ hành tinh. Thật vậy, trong nhiều thập kỷ qua, nhiều vật thể khác nhau đã được phát hiện trong vành đai Kuiper ngoài Sao Hải Vương và một số trong số chúng có kích thước tương đương với Sao Diêm Vương, hoặc thậm chí lớn hơn. Chúng có thực sự cần được ghi nhận là hành tinh không? Do cuộc tranh luận gay gắt, các nhà thiên văn học đã quyết định thay đổi cách diễn đạt và chỉ coi một vật thể thỏa mãn ba điều kiện sau là một hành tinh. Thứ nhất, nó quay quanh Mặt trời. Thứ hai, nó đủ lớn để có hình dạng gần giống hình cầu dưới tác dụng của cân bằng thủy động lực. Và thứ ba, nó đủ lớn để không gian xung quanh nó không có các thiên thể khác.
Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương đã vượt qua bài kiểm tra mới từ IAU, và Sao Diêm Vương “bị cắt” ở điều kiện thứ ba. Hiện nay, nó, giống như Ceres từ vành đai tiểu hành tinh, cũng như Haumea, Makemake và Eris từ vành đai Kuiper, được coi là một hành tinh lùn. Tuy nhiên, hiện nay phong trào “Đưa Sao Diêm Vương về với gia đình!” lại bắt đầu. Tất nhiên là bảy hành tinh cổ điển.
22 giờ im lặng
Tuy nhiên, mặc dù mục tiêu chính của nhiệm vụ bị hư hại, chuyến bay vẫn tiếp tục. Kể từ tháng 1 năm 2015, các nhà thiên văn học đã liên tục quan sát Sao Diêm Vương đang đến gần. Vào mùa xuân, hai cột mốc quan trọng đã được thông qua. Vào ngày 12 tháng 3, Sao Diêm Vương nhỏ hơn một đơn vị thiên văn (1 AU là khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời) và vào ngày 5 tháng 5, độ phân giải hình ảnh của hệ Sao Diêm Vương và các vệ tinh của nó đã vượt quá giá trị tối đa có thể thu được bằng cách sử dụng kính thiên văn Hubble. Một thời gian sau, các bức ảnh và hình ảnh động được công bố cho thấy sự chuyển động của cả năm mặt trăng của Sao Diêm Vương - Charon lớn và các mặt trăng rất nhỏ Niktas, Hydra, Kerberos và Styx. Những hình ảnh này đã xác nhận các tính toán dựa trên quan sát của Hubble: do nhiễu loạn hấp dẫn do Charon gây ra, các vệ tinh còn lại (thân hình quả dưa nhỏ) nhào lộn trong khi bay và bay vào những quỹ đạo không đều. Mỗi ngày Sao Diêm Vương và Charon ngày càng được nhìn thấy rõ ràng hơn, ngày càng có nhiều chi tiết được nhìn thấy trên chúng. Mọi người đang chờ đợi ngày tiếp cận gần nhất vào ngày 14 tháng 7 thì bất ngờ...
Mười ngày trước ngày tiếp cận gần nhất, ngày 4 tháng 7, máy tính trên thiết bị gặp trục trặc. Liên lạc với trung tâm điều khiển trên Trái đất bị gián đoạn trong 81 phút. Trong điều kiện tín hiệu mất bốn tiếng rưỡi cho một hướng và bạn phải đợi cả chín giờ để có phản hồi, điều này khiến các nhà khoa học có phần lo lắng. Tuy nhiên, bản thân hệ thống máy tính của thiết bị đã đối phó với sự cố và việc chuẩn bị cho phương pháp vẫn tiếp tục.
Và bây giờ “Ngày X cho Hành tinh X” đã đến - ngày 14 tháng 7 năm 2015, một ngày mà tất cả các nhà thiên văn học đã chờ đợi hơn chín năm. Thiết bị truyền về Trái đất hình ảnh chi tiết đầu tiên về bề mặt Sao Diêm Vương... và rơi vào trạng thái im lặng, lần này là trong 22 giờ dài. Nhưng đây là sự im lặng có kế hoạch; trong suốt thời gian thực hiện sứ mệnh khoa học chính, liên lạc vô tuyến với Trái đất đã bị tắt. Tàu thăm dò bay qua hệ thống Sao Diêm Vương ở khoảng cách 12.500 km so với bề mặt của nó, triển khai camera và chụp được mặt tối của Sao Diêm Vương, nhìn thấy quầng khí quyển xung quanh đĩa tối. Và rồi cuộc vui bắt đầu.
Những ai đã chứng kiến sự ra đời của Internet vào những năm 1990 đều nhớ phải mất bao lâu để tải một tệp video ngắn bằng modem quay số 16.600 bps về máy tính ở nhà của bạn. Vì vậy, trên Sao Diêm Vương, tình hình còn tồi tệ hơn. Tốc độ truyền thông tin hầu như không đạt 1000 bit/s.
Và trong chuyến bay qua Sao Diêm Vương, tàu thăm dò đã thu thập khoảng 50 GB thông tin khoa học cần truyền về Trái đất - đây chính xác là mục tiêu của sứ mệnh. Việc chuyển dữ liệu này sẽ mất... gần hai năm, cho đến tháng 3 năm 2017. Tất nhiên, những hình ảnh đầu tiên và dữ liệu khoa học quan trọng nhất đã được truyền đi trong những ngày đầu tiên. Và bây giờ việc truyền tải hình ảnh mới đã bị đình chỉ suốt hai tháng.
Trong quá trình bay ngang qua Sao Diêm Vương, tàu thăm dò đã thu thập khoảng 50 gigabyte thông tin khoa học cần truyền về Trái đất - đây chính xác là mục tiêu của sứ mệnh.
Các loại sao Diêm Vương
Những hình ảnh chính đã thu được là hình ảnh có độ phân giải cao của Sao Diêm Vương và Charon. Hệ thống Pluto-Charon nói chung là duy nhất - nó là hành tinh kép duy nhất trong Hệ Mặt trời. Chính xác là gấp đôi: Charon lớn đến mức nó và Sao Diêm Vương quay quanh một khối tâm chung, nằm phía sau bề mặt của Sao Diêm Vương. Để hình dung điều này dễ dàng hơn, hãy tưởng tượng một người thợ búa đang quay một chiếc búa. Ở đây không phải chiếc búa quay xung quanh vận động viên mà là hai người họ đang “nhảy múa” xung quanh một điểm nào đó.
Bản thân sao Diêm Vương đã khiến các nhà thiên văn học kinh ngạc. Đầu tiên, nó hóa ra rất giống với Triton: điều này xác nhận phỏng đoán rằng mặt trăng lớn nhất của Sao Hải Vương đã bị bắt từ vành đai Kuiper. Thứ hai, không ai mong đợi sẽ nhìn thấy trái tim trên Sao Diêm Vương. Tuy nhiên, vùng ánh sáng trong bức ảnh cận cảnh đầu tiên của hành tinh lùn trông giống như biểu tượng trái tim. Tuy nhiên, những người pha trò đã đưa thành công bức chân dung của chú chó Disney Pluto vào đó.
Bản đồ học của Plutonian cũng bắt đầu. Hai thành tạo lớn nhất trên Sao Diêm Vương được đặt tên là Tombo, để vinh danh người phát hiện ra hành tinh này và Sputnik, để vinh danh con tàu vũ trụ đầu tiên của Liên Xô. Nhân tiện, Sputnik đã trở thành điều ngạc nhiên chính về Sao Diêm Vương - sau một vài ngày, người ta thấy rõ rằng đây không phải là một đồng bằng mà là một tảng băng với các sông băng đang chuyển động. Thiết bị Ralf đã xác nhận một lượng lớn băng mêtan và nitơ trên Sao Diêm Vương. Những bức ảnh chi tiết cho thấy rõ ràng rằng, ở biên giới phía bắc của vệ tinh nhẵn (không có một miệng núi lửa!), sông băng chảy vào một miệng núi lửa cũ như thế nào. Các nhà khoa học đã lưu ý rằng hình ảnh của Sputnik giống với hình ảnh vệ tinh của Nam Cực và điều này hoàn toàn bất ngờ.
Thế giới xa xôi
Pluto-Charon là hành tinh kép duy nhất trong Hệ Mặt Trời. Mặt trăng Charon của hành tinh lùn này khá nặng nên chúng quay quanh một khối tâm chung nằm ngoài bề mặt Sao Diêm Vương. Những hình ảnh quy mô lớn đầu tiên của Sao Diêm Vương cho phép các nhà thiên văn học kết luận rằng nó giống với Triton (mặt trăng của Sao Hải Vương) - đây là một trong những xác nhận rằng Triton là một trong những “người bản địa” của vành đai Kuiper. Những bức ảnh đã giúp tạo ra những bản đồ đầu tiên về Sao Diêm Vương; hai thành tạo lớn nhất được đặt tên là “Đồng bằng Tombaugh” để vinh danh người phát hiện ra hành tinh này và “Tảng băng Sputnik” để vinh danh tàu vũ trụ đầu tiên của Liên Xô. Sau khi bay ngang qua, thiết bị đã chụp ảnh nhật thực của Sao Diêm Vương (cấu trúc của cực quang có thể cho biết về thành phần và động lực của bầu khí quyển Sao Diêm Vương). Và cuối cùng, lần đầu tiên, hình ảnh quy mô lớn của các vệ tinh - Charon, cũng như Niktas và Hydra nhỏ hơn nhiều đã được chụp.
Thiết bị này có thể nhìn thấy phía xa của Sao Diêm Vương và chụp ảnh nhật thực ở vành đai Kuiper. New Horizons đã có thể chụp ảnh cách Sao Diêm Vương che khuất Mặt trời và nhìn thấy ánh sáng rực rỡ của bầu khí quyển xung quanh hành tinh lùn. Dựa trên cấu trúc của cực quang, những kết luận đầu tiên đã được rút ra về thành phần và động lực của bầu khí quyển Plutonian.
Những ngọn núi trên Sao Diêm Vương cũng rất khác thường. Về chiều cao - không dưới 3,5 km - đây gần như là dãy núi Ural, nhưng chúng còn non và các miệng núi lửa nhỏ hầu như không nhìn thấy được trong ảnh chụp những ngọn núi. Những bức ảnh có độ phân giải cao về các đỉnh núi đã được truyền về Trái đất. Có lẽ đây không chỉ là những ngọn núi mà còn là những núi lửa lạnh.
Ngoài ra còn có dữ liệu đầu tiên về các vệ tinh - hình ảnh của Nikta nhỏ bé (màu) và Hydra (đen trắng) đã được truyền đi. Một đốm đỏ bí ẩn có thể nhìn thấy trên Nikt nhưng vẫn chưa rõ đó là gì. Tất nhiên, Charon không bị chú ý. Một trong những hình ảnh đầu tiên được truyền về Trái đất là hình ảnh chi tiết về nó, cho thấy rõ ràng nhiều miệng hố và dấu vết hoạt động địa chất của Charon - các đứt gãy và những ngọn núi non. Có lẽ, người ta có thể nhìn thấy một núi lửa băng đang phát triển (tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có dấu vết của hoạt động sống). Điểm tối khổng lồ, có thể nhìn thấy trong các bức ảnh ban đầu, hóa ra là một vết lõm kỳ lạ, không giống lắm với vùng va chạm của một miệng núi lửa lớn.
Mục tiêu xa vời
Trong hai năm tiếp theo, nhiệm vụ của thiết bị là truyền dữ liệu nhận được và làm hài lòng người bình thường bằng những bức ảnh đẹp và các nhà khoa học bằng những câu đố mới. Và chỉ cần bay. Sự thật là bây giờ New Horizons chỉ là một hòn đá ném lên trời. Tất nhiên, nó không có nhiên liệu để thực hiện một sự thay đổi đáng kể. Mức tối đa mà nhóm chế tạo thiết bị có thể làm được là làm lệch quỹ đạo của nó một góc nhỏ, tối đa một độ. Nhưng chính xác thì chúng ta nên từ chối nó ở đâu? Vào thời điểm khởi động sứ mệnh, không một vật thể nào trong Vành đai Kuiper được biết đến ở khu vực ngoài vũ trụ đó. Tất cả sẽ kết thúc với Sao Diêm Vương? Rốt cuộc, năng lượng của máy tạo đồng vị phóng xạ sẽ tồn tại thêm mười năm nữa. May mắn thay, đội thiên văn kỳ cựu, Kính viễn vọng Hubble, đã ở trong không gian được một thời gian dài. Việc tìm kiếm những ứng viên phù hợp trong khu vực bầu trời mong muốn đã được thực hiện đặc biệt cho sứ mệnh Chân trời mới. Có thể tìm thấy ba vật thể - với xác suất khác nhau để nhà nghiên cứu tiếp cận được Sao Diêm Vương.
Đối tượng 2014 MU69 (1110113Y) với đường kính khoảng 60 km dường như là thành công nhất - New Horizons sẽ tiếp cận nó với xác suất 100%, chỉ tiêu tốn 35% nhiên liệu còn lại cho việc cơ động. Ứng cử viên thứ hai là tiểu hành tinh 2014 PN70 (G12000JZ). Xác suất tiếp cận thành công nó thấp hơn một chút - 97%, trong khi gần như toàn bộ nhiên liệu sẽ được sử dụng hết, nhưng mục tiêu này cũng có ưu điểm: vật thể này có kích thước gấp đôi vật thể đầu tiên, điều này làm tăng giá trị khoa học của nó. Lúc đầu, vật thể thứ ba được Hubble phát hiện cũng được xem xét - tiểu hành tinh 2014 OS393 (e31007AI), nhưng sau đó rõ ràng là xác suất nhìn thấy nó chỉ là 7%. Hiện ông đã bị loại khỏi danh sách ứng cử viên.
Việc lựa chọn mục tiêu sẽ được thực hiện rất sớm - ngay khi các nhà khoa học có được một chút thời gian nghỉ ngơi. Điều này có nghĩa là chúng ta sẽ sớm chờ đợi những bức ảnh về một thế giới mà chưa ai từng thấy trước đây.
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, băng qua quỹ đạo của Sao Thổ và Sao Thiên Vương, sau đó bay đến gần Sao Hải Vương, đồng thời “click” 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 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 mong đợi nhất từ thiết bị dữ liệu mới, chưa được nghiên cứu trước đây, 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 đã 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 đã 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 đã hoàn thành)
(Ảnh New Horizons chụp vệ tinh Io của Sao Mộc với chất lượng màu cao, thể hiện rõ sự phun trào 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 đã 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 đã 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 đã 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 đã 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 đã 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 đã hoàn thành)
Toàn bộ sứ mệnh của New Horizons dự kiến sẽ kéo dài 15-17 năm.
New Horizons rời khỏi khu vực với tốc độ nhanh nhất so với bất kỳ tàu vũ trụ nào. Tại thời điểm động cơ tắt, nó là 16,26 km/s (so với Trái đất). Tốc độ nhật tâm là 45 km/s, cho phép New Horizons trốn thoát ngay cả khi không có cơ động hỗ trợ trọng lực ở gần Sao Mộc. Tuy nhiên, vào năm 2015, tốc độ nhật tâm của thiết bị là khoảng 14,5 km/s, nhỏ hơn tốc độ của Du hành 1 - 17,012 km/s (Du hành 1 đạt tốc độ lớn hơn nhờ có thêm lực hấp dẫn y).
Mục tiêu sứ mệnh
Mục tiêu chính của sứ mệnh là nghiên cứu sự hình thành của hệ thống Sao Diêm Vương-Charon, sự hình thành vành đai Kuiper và các quá trình xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa của Hệ Mặt trời. Tàu vũ trụ sẽ nghiên cứu bề mặt và bầu khí quyển của các vật thể trong hệ Sao Diêm Vương, môi trường trực tiếp của Sao Diêm Vương. Các nghiên cứu tương tự có thể thực hiện được đối với các vật thể trong vành đai Kuiper trong sứ mệnh mở rộng.
Đặc biệt, những quan sát khoa học sau đây sẽ được thực hiện:
- Lập bản đồ bề mặt của Sao Diêm Vương và Charon
- Nghiên cứu địa chất và hình thái của Sao Diêm Vương và Charon
- Nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Diêm Vương và sự phân tán của nó vào không gian xung quanh
- Tìm kiếm bầu không khí của Charon
- Xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt của Sao Diêm Vương và Charon
- Tìm kiếm các vành đai và vệ tinh mới của Sao Diêm Vương
- Nghiên cứu các vật thể trong Vành đai Kuiper