New Horizons

Missiooni lühikirjeldus

"New Horizons" on esimene New Frontiersi programmi raames toimuv missioon. Projekti eelarve on 700 miljonit dollarit ja see on jagatud 15 aasta peale (2001–2016). Seade ehitati peamiselt Southwest Research Institute'is ja John Hopkinsi rakendusliku füüsika laboratooriumis. Projekti juht on Alan Stern.
Pärast automaatjaama eraldumist kanderaketist võttis juhtimise üle USA-s Marylandi osariigis rakendusliku füüsika laboris asuv juhtimiskeskus. Teadusinstrumente juhitakse Colorado osariigist ja navigatsiooni eest vastutavad mitmed NASA alltöövõtjad.
Algsete plaanide kohaselt pidi New Horizons sooritama möödalennu Päikesesüsteemi ainsast uurimata planeedist ‒ sest kui New Horisons startis, oli Pluuto veel ametlikult planeet. Hiljem sai temast kääbusplaneet. Mitmed New Horizonsi meeskonnaliikmed, sealhulgas Alan Stern, pole sellega nõus ja nimetavad Pluutot endiselt 9. planeediks.
Lisaks teadusseadmetele on automaatjaama pardal mitmed kultuuriesemed. Nende hulgas on CD-plaat 434 738 nimega, tükike kosmoselaevast SpaceShipOne ja USA lipp. Lisaks on pardal umbes 30 g Pluuto avastanud Clyde Tombaugh tuhka, et mälestada tema planeedi avastust. Peale selle on üks instrument, tolmuloendur, nimetatud Venetia Burney järgi, kes pakkus lapsena uuele avastatud planeedile nimeks Pluuto, mis saigi planeedi nimeks.

Alamsüsteemid

New Horizons on suuruselt ja kujult võrreldav tiibklaveriga ja seda on võrreldud klaveriga, millele on külge pandud suur sideantenn. Projekteerimisel võeti eeskujuks kosmoseaparaat Ulysses, mis kasutas samuti radioisotoopgeneraatorit (RTG) ja mitmed New Horizonsi pardal olevaid seadmeid oli varem kasutatud kosmoseaparaadil CONTOUR.
New Horizonsi kere on kolmnurgakujuline ja on valmistatud alumiiniumist torudest ja plaatidest. Automaatjaama mõõtmed on suuremad kui vajalik ning see jätab New Horizonsi sisemusse tühja ruumi. Ehitamisel on arvestatud, et see peab kaitsma seadmeid radiatsiooni eest, et vähendada RTG-st pärineva kiirguse kahjulikku mõju seadmetele.

Elekter

Silindrilise kujuga RTG eendub New Horizonsi kolmnurgakujulise kere ühest tipust ja stardi ajal oli selle tootlikkus 245,7 vatti. Arvestuste kohaselt langeb RTG tootlikkus umbes 5% võrra aastas ning Pluutost möödalennu ajaks oli selle tootlikkus 200 W. NASA hinnangul peaks New Horizonsi töö lõpetama 2030. aastatel, mil RTG võimsus on langenud nii madalale, et sond ei suuda oma sideantenni käigus hoida.
Missioonil kasutatav radioisotoopgeneraator oli üle jäänud Cassini–Huygensi missioonilt ning see sisaldab 9,75 kg plutooniumi. Esialgu pidi plutooniumi olema 10,9 kg, kuid USA Energeetikaministeeriumis tekkinud viivitused ei võimaldanud nii suurt RTG-d kasutada. Automaatjaam tuli planeeritust väiksema RTG tõttu ümber ehitada, kuid ka pärast seda ei saa aparaat kasutada kõiki oma teadusseadmeid korraga.
New Horizonsi pardal on 2/3 võrra vähem tuumakütust, kui oli kosmoseaparaadil Cassini-Huygensi startides. USA Energeetikaministeerium hindas ebaõnnestunud stardi korral tekkida võiva radioaktiivse lekke tõenäosuseks 1:350 ja jälgis tavapäraselt starti.

Arvutid

New Horizonsi pardal on neli arvutisüsteemi, millest kaks on varusüsteemid. Arvutite protsessoriteks on kiirguse vastu tugevdatud 12 MHz taktsagedusega Mongoose-V. Arvutid kasutavad vigade vältimiseks mitut kella ja soojuse säilitamiseks on kõik seadmed paigutatud moodulitesse. Arvutite operatsioonisüsteemiks on Nucleus RTOS.

Telekommunikatsioon ja andmetöötlus

New Horizonsiga peetakse sidet NASA Süvakosmose sidevõrgu DSN kaudu, kasutades X-riba sagedusi. Andmeside kiirus Jupiteri juures oli 38 kbit/s ja Pluuto juurde jõudmise ajaks oli see umbes 1 kbit/s. Madala andmeside kiiruse tõttu saabusid kõik Pluutost möödumisel kogutud andmed umbes 16 kuuga. Automaatjaam oli sel ajal Maast rohkem kui 4,7 miljardi kilomeetri kaugusel ning seetõttu kulus raadiosignaalidel Maa ja New Horizonsi vahelise vahemaa läbimiseks 4 tundi ja 25 minutit. Andmete edastamine on aeglane osaliselt ka seetõttu, et andmete kogumiseks ja hiljem nende edastamiseks, tuleb kogu automaatjaama asendit muuta, sest kõik seadmed ja antennid on jäigalt kere külge kinnitatud. Sel põhjusel ei pea New Horizons Maaga pidevalt ühendust.
Lisaks suure võimendusega antennile, on automaatjaamal varusidesüsteemideks väikese- ja keskmise võimendusega antennid. Suure võimendusega antennil on Cassegraini reflektor ja selle diameeter on 2,1 meetrit. Keskmise võimendusega antenn on kinnitatud peaantenni tagavara reflektori taha. Suure ja keskmise võimendusega antennid asuvad kosmoseaparaadi ees ja madala võimendusega antenn on paigutatud aparaadi taha. Madala võimendusega antenni kasutati siis, kui New Horizons oli Maa lähedal ning edaspidi kasutatakse seda ainult siis kui automaatjaam on sattunud hädaolukorda.
New Horizons salvestab igal taevakehast möödumisel kogutud informatsiooni kõigepealt 8 GB mahutavusega pooljuhtkettale ning saadab info hiljem Maale. Pooljuhtkettaid on automaatjaamale paigaldatud kaks ning need töötavad madalal pingel.

Kiirus

New Horizons liigub Päikese suhtes kiirusega 17,1 km/s ja Pluuto suhtes kiirusega 13,77 km/s. New Horizons ei jõua kunagi järgi automaatjaamadele Voyager 1 ja Voyager 2, sest Voyagerid kogusid kiirust mitme planeedi juures, aga New Horizons ainult Jupiteri juures. Kui New Horizons jõuab 100 AÜ kaugusele Päikesest, liigub automaatjaam kiirusega 13 km/s, olles 4 km/s võrra aeglasem kui Voyager 1.