نیوهورایزنز

از زمین تا پلوتو

به‌دنبال لغو دو پروژهٔ دیگر برای بررسی نادانسته‌ها دربارهٔ پلوتو، انجام این پروژه که پیشنهاد یک تیم به رهبری آلن استرن از مؤسسهٔ تحقیقات جنوب‌غربی تگزاس بود در سال ۲۰۰۱ میلادی به تصویب رسید.
پس از تأخیرهای پی‌درپی، سرانجام موشک حامل این فضاپیما در دوازدهم ژانویهٔ ۲۰۰۶ میلادی از پایگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال مستقیماً به بیرون از حوزهٔ کنشی زمین پرتاب شد. این نخستین بار بود که یک جرم ساخت بشر سرعت گریز از سیارهٔ خود را که ۱۱٫۲ کیلومتر در ثانیه است مستقیماً پشت سر می‌گذاشت. افق‌های نو با سرعت ۱۶٫۲۶ کیلومتر در ثانیه و برون‌رفت یکسره از هوا کره زمین این رکورد تازه را در نخستین ساعت آغاز به کار از خود به‌جا گذاشت.
پس از پرواز کناری کوتاهی با سیارک ۱۳۲۵۲۴ (به انگلیسی: 132524 APL)، که در سال ۲۰۰۲ میلادی کشف شده‌بود، افق‌های نو به‌سوی سیارهٔ مشتری رهسپار شد و در بیست‌وهشتم فوریهٔ ۲۰۰۷ میلادی از فاصلهُ ۲٫۳ میلیون کیلومتری مشتری گذشت. یکی از دستاوردهای این دیدار، دریافت کمک گرانشی (اضافه سرعت) به مقدار ۴کیلومتر در ثانیه (۱۴٫۰۰۰ کیلومتر در ساعت) بود.
این فضاپیما در این دیدار، قابلیت‌ها و توانایی‌های پیشرفتهٔ خود را با تهیه و فرستادن یافته‌های تازه از جو مشتری و ماه‌های مشتری، و نیز از مگنتوسفر این سیاره برای اولین بار به نمایش گذاشت.
افق‌های نو سپس راه خود را به‌سوی سیارهٔ کوتولهٔ پلوتو در پیش گرفت. برای صرفه‌جویی در انرژی و کاهش فرسایش دستگاه‌ها، افق‌های نو سیستم‌های پردازندهٔ خود را ازاین‌پس بیشتر در حالت خواب زمستانی (به انگلیسی: Hibernation) قرار داد.
هنگام رسیدن افق‌های نو به نزدیکی‌های پلوتو، سیگنال‌های رادیویی این فضاپیما به سوی زمین و همچنین پیام‌های فرستاده‌شده از زمین برای افق‌های نو نزدیک به چهار ساعت و نیم در راه بودند تا به مقصد برسند.

این جستجوگر فضایی در روزهای اول تا سوم ژوئن ۲۰۱۳ میلادی، توانست نخستین نگاره‌هایی را که در آن‌ها پلوتو و شارون از هم قابل تفکیک باشند گردآوری کند. این نگاره‌ها هنوز وضوح چندانی ندارند. تاریخ یکشنبه، پنجم بهمن ۱۳۹۳ (۲۵ ژانویهٔ ۲۰۱۵ میلادی) روزی است که افق‌های نو گرفتن نگاره‌های اساسی‌ترِ خود را آغاز کرد. گرفتن نگاره‌های مکرر، افق‌های نو را در ارزیابی مسیر و موقعیت دقیق‌تر نزدیکی آن به پلوتو یاری می‌دهد؛ ناوبری نوری یکی از روش‌هایی است که در هدایت این جستجوگر فضایی به‌کار گرفته شده‌است.
در شانزدهم ژانویهٔ ۲۰۱۵ میلادی ناسا اعلام کرد که فضاپیمای افق‌های نو به مرحلهٔ گذشتن از کنار پلوتو نزدیک می‌شود و انتظار می‌رود در چهاردهم ژوئیه، افق‌های نو برای بار اول از کنار پلوتو بگذرد. دوریِ دقیق پلوتو از زمین در آن روز هنوز دانسته نیست.
در چهارم ژوئیهٔ ۲۰۱۵، تنها ده روز مانده به نزدیک‌ترین گذر از کنار پلوتو، ناسا اعلام کرد که فضاپیما ناهنجاری‌هایی را تجربه کرده و هم‌اکنون سامانهٔ رایانه‌ای در «حالت امن» قرار گرفته، و این موضوع تا زمانی که دانشمندان برایش راه‌حلی پیدا نکرده‌اند، مانع ادامهٔ رصدگری‌های علمیِ فضاپیماست. در پنجم ژوئیهٔ ۲۰۱۵، ناسا اعلام کرد که مشکل، وجود یک خطای زمانی در توالی محتوای یک فرمان که در دستور آماده شدن فضاپیما برای گذر از کنار پلوتو از آن استفاده شده، تشخیص داده شده‌است و فضاپیما خواهد توانست در هفتم ژوئیهٔ ۲۰۱۵، به اجرای برنامه‌های ازپیش تعیین‌شدهٔ خود ادامه دهد. گفته می‌شود که رصدگری‌های علمی ازدست‌رفته در این رخداد ضربه‌ای به رسیدن به هدف‌های اصلی علمی این پروژه وارد نساخته و تأثیر ناچیزی بر دیگر هدف‌ها خواهد گذاشت. به گفتهٔ ناسا، تنها ۳۰ تصویر از ۵۰۰ نگاره به‌سبب خاموشی نرم‌افزار در این زمان از دست رفته‌است.
فضاپیمای افق‌های نو در ۱۴ ژوئیهٔ ۲۰۱۵، ۱۱:۴۹:۵۷ از نزدیک‌ترین فاصلهٔ پلوتو با خود که تنها ۱۲٫۵۰۰ کیلومتر بود گذشت.
در ۱۴ ژوئیهٔ ۲۰۱۵، ۱۱:۴۹ (UTC) افق‌های نو فاصلهٔ خود را از سطح پلوتو ۱۲٫۶۰۰ کیلومتر ثبت کرده که نشان‌گر نخستین عبور موفقیت‌آمیز یک فضاپیما از کنار پلوتو برابر برنامهٔ پیش‌بینی‌شده بوده‌است. این لحظه یکی از خطرناک‌ترین لحظه‌ها بعد از مرحله‌های پرتاب است. به‌دنبال این پرواز کناری، در ساعت ۰۰:۵۲:۳۷ (UTC) ناسا نخستین پیام از افق‌های نو را دریافت کرد. این پیام نشان می‌داد که همهٔ دستگاه‌ها به‌خوبی کار می‌کنند.

فاصله با زمین

هنگامی که پلوتو و زمین در دو سوی مخالف با یک دیگر بر گرد خورشید قرار گیرند این فاصله نزدیک به ۷٫۵ بیلیون (۷۵۰۰ میلیون) کیلومتر است و این بیشترین فاصله‌ای است که این دو می‌توانند از هم داشته باشند. کمترین فاصله هنگامی است که هر دو در یک سوی خورشید قرار گیرند. نزدیک‌ترین این فاصله نزدیک به ۴٫۲۸ بیلیون (۴۲۸۰ میلیون) کیلومتر است. فاصلهُ پلوتو تا خورشید نیز دگرگون است؛ گاهی از سیارهُ نپتون به خورشید نزدیک تر و گاهی هم دور تر است.

حسگرها و ابزار

نیوهورایزنز ساخت مؤسسه تحقیقات جنوب غربی در تگزاس است.
به دلیل فاصله بسیار زیاد پلوتون از خورشید و عدم توانایی صفحات خورشیدی در تولید الکتریسیته لازم برای کاوشگر افق‌های نو، این فضاپیما از واحد آر.تی. جی (RTG) یا ژنراتورهای ترموالکتریکی رادیوایزتوپ به منظور تولید نیروی برق استفاده می‌کند. در این وسیله گرمای ناشی از شکست طبیعی عناصر سنگین رادیواکتیو به مواد سبکتر بر طبق خاصیت ترموالکتریکی به جریان برق تبدیل می‌شود.
بیش از چهل سال است که آر.تی. جی در مأموریت‌های فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تا زمان استفاده از آن در افق‌های نو مولد آر.تی. جی در ۲۵ مأموریت فضایی شامل شش پرواز آپولو به مقصد ماه، دو مأموریت فضاپیماهای پایونیر، دو مریخ‌نشین وایکینگ، دو مأموریت فضاپیماهای ویجر به خارج از منظومهٔ شمسی، فضاپیمای گالیله که به سمت مشتری رفت، کاوشگر اولیسِ که مأمور بود تا قطب‌های خورشید را مشاهده و بررسی نماید و در نهایت مأموریت کاسینی-هویگنس برای مشاهده مجموعه زحل و اقمارش از این دستگاه به منظور تولید جریان برق مورد نیاز استفاده شده بود.
ماژول آر.تی. جی کاوشگر افق‌های نو که از ۶۸ میله سرامیکی دی‌اکسید پلوتونیوم۲۳۸ به وزن تقریبی ۱۱ کیلوگرم ساخته شده‌است، می‌تواند بالغ بر ۲۱۳ وات انرژی الکتریکی تولید کند.