New Horizons

New Horizons on NASA planeetidevaheline automaatjaam, mis uurib Pluutot, selle kaaslasi ja Kuiperi vööd. New Horizons startis 19. jaanuaril 2006 ja selle viis orbiidile kanderakett Atlas V. Kanderakett kiirendas automaatjaama kiiruseni 16,26 km/s (58 536 km/h) ja asetas selle otsekohe Päikesesüsteemist lahkumise trajektoorile. See on suurim kiirus, millega kosmoseaparaat on Maa orbiidilt lahkunud ja viies kosmoseaparaat, mis on saavutanud Päikesesüsteemist lahkumiseks vajaliku kiiruse. Pärast pooljuhuslikku kohtumist asteroidiga 132524 APL, asus New Horizons teele Jupiteri suunas millest möödus 28. veebruaril 2007 2,3 miljoni kilomeetri kauguselt. Möödalend Jupiterist andis linguefekti abil automaatjaamale kiirust juurde ja planeedist möödumisel katsetati New Horizonsi teadusseadmeid, millega koguti andmeid planeedi atmosfääri, kaaslaste ja magnetosfääri kohta. Pärast Jupiterist möödumist lülitati enamik kosmoseaparaadi süsteeme välja, et need kosmosekeskkonnale paremini vastu peaksid ja lülitati uuesti sisse detsembris 2014, et teadlased saaksid süsteemide tööd enne Pluutost möödalendu kontrollida. 2015. aasta jaanuaris hakkas automaatjaam Pluutole lähenema ja 14. juulil 2015, kell 11:49 maailmaaja järgi möödus New Horizons Pluutost 12 500 km kauguselt. Kinnitus New Horizonsi edukast möödalennust saabus 15. juulil 2015, kell 3:53. Kuna automaatjaam asub Maast väga kaugel, kulus möödalennul kogutud andmete saatmiseks 16 kuud ja viimased andmed saabusid 25. oktoobril 2016. New Horizons seni ainus kosmoseaparaat, mis on Pluutot uurinud. Pärast Pluutost möödumist liikus New Horizons Kuiperi vöös asuva taevakeha 2014 MU69 suunas ja möödus sellest 1. jaanuaril 2019 kell 7:33 Eesti aja järgi.  Pikemalt artiklis Pluuto uurimise ajalugu Detsembris 2000 moodustas Stamatios Krimigis koos Alan Sterniga New Horizonsi meeskonna ja osales NASA New Frontiersi programmi esimese missiooni valimisel. New Horizonsi meeskonna plaan saata Pluutole kosmoseaparaat pääses viie parema hulka ja lõppvooru, kus konkureeriti teise analoogse projekti, POSSE (Pluto and Outer Solar System Explorer) meeskonnaga. 2001. aastal valiti New Horizons ametlikult New Frontiers programmi esimeseks missiooniks. NASA peadirektor Sean O'Keefe ei toetanud missiooni ja eemaldas selle NASA 2003. aasta eelarvest, mis sisuliselt tühistas selle. NASA teadusmissioonide osakonna asedirektor Ed Weiler õhutas Sterni tegema lobitööd, et missioon pääseks Riikliku Teadusnõukogu keskmise suurusega kosmosemissioonide nimekirja. Nimekiri avaldati suvel 2002 ja New Horizons oli selles esikohal, edestades isegi Kuu ja Jupiteri uurimismissioone. NASA andis survele järgi ning taastas projekti rahastamise, et Sterni meeskond saaks asuda aparaati ehitama. Automaatjaam startis Pluuto suunas 2006. aastal ja jõudis selle juurde 2015. aasta juulis. "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. Missiooni eesmärkideks on saada teadmisi Pluuto ja tema kuude, Kuiperi vöö ja Päikesesüsteemi ajaloo varajase staadiumi kohta. Kosmoseaparaat uuris Pluuto ja tema kuude atmosfääre, pealispindu ja keskkondi. Lisaks uurib ta Kuiperi vööd. New Horizons kogus Pluuto kohta umbes 5000 korda rohkem infot kui Mariner Marsil. Mõned küsimused, millele missioon üritas vastust leida, olid järgmised: Millest Pluuto atmosfäär koosneb ja kuidas see käitub? Milline näeb välja Pluuto pind? Kuidas käituvad päikesetuule osakesed kokkupuutel Pluuto atmosfääriga? Täpsemad eesmärgid olid järgmised: kaardistada Pluuto ja Charoni pinda uurida nende geoloogiat uurida Pluuto atmosfääri koostist otsida Charoni atmosfääri otsida Pluuto juures võimalikke uusi kaaslasi kirjeldada Pluuto ja Charoni pinnal esinevaid temperatuure viia läbi sarnased uurimised vähemalt ühe Kuiperi vöös oleva objektiga 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. 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. 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. 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. New Horizonsi pardal on seitse instrumenti: kolm optilist seadet, kaks plasma seadet, tolmuloendur ja radiomeeter. Need analüüsivad Pluuto ja ta kaaslaste geoloogiat, atmosfääri rõhku, pinna koostist ja atmosfääri. Süsteemi võimsus on 21 vatti ja kõiki seadmeid ei kasutata üheaegselt. New Horizonsi teaduslikeks seadmeteks on Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI). Kaugseire teleskoopkaamera, mis kogub geoloogilisi andmeid. Solar Wind At Pluto (SWAP). SWAP mõõdab päikesetuult ja analüüsib, kuidas Pluuto Päikeselt saabuvatele osakestele reageerib. Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI). Osakeste spektromeeter, mis uurib atmosfäärist eralduva plasma koostist. Alice. Ultraviolettspektromeeter, mis analüüsib Pluuto atmosfääri keemilist koostist. Ralph. Infrapunaspektromeeter, mis mõõdab temperatuuri ja määrab Pluuto pinna koostist. Venetia Burney Student Dust Counter (VBSDC). Tolmuloendur, mis ehitati Colorado Boulderi ülikooli üliõpilaste poolt ja mõõdab pidevalt kosmilise tolmu jaotumist. 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. Ehitusjärgus New Horizons New Horizonsi paigutamine kanderaketi lastiruumi Kanderakett Atlas stardi ootel Start Kunstniku kujutis Pluutost möödalennust Pluutost möödalennu trajektoor NY Times:The Long, Strange Trip to Pluto, and How NASA Nearly Missed It Air&Space Magazine:Pluto at Last "NASA:New Horizons Launch Information". Originaali arhiivikoopia seisuga 2. november 2016. Vaadatud 9. jaanuaril 2017. "NASA: New Horizons: In Depth". Originaali arhiivikoopia seisuga 13. jaanuar 2017. Vaadatud 11. jaanuaril 2017. "NASA: Grand Theft Pluto: New Horizons Gets a Boost From Jupiter Flyby". Originaali arhiivikoopia seisuga 8. märts 2016. Vaadatud 16. jaanuaril 2017. "NASA:New Horizons: The First Mission to the Pluto System and the Kuiper Belt". Originaali arhiivikoopia seisuga 15. oktoober 2017. Vaadatud 9. jaanuaril 2017. On Pluto's Doorstep, NASA's New Horizons Spacecraft Awakens for Encounter New Horizons conducts flyby of Pluto in historic Kuiper Belt encounter Postimees:Signaal näitas, et New Horizons jäi Pluutost möödalennul ellu ERR Novaator:New Horizons pääses Pluuto mõjuväljast terve nahaga NY Times:No More Data From Pluto NY Times:NASA’s New Horizons Spacecraft Sends Signal From Pluto to Earth Excite News:NASA's New Horizons on new post-Pluto mission Space.com:Beyond Pluto: 2nd Target Chosen for New Horizons Probe Video: New Horizons uurimissond sai uue missiooni "NASA sond möödus Ultima Thulest". ERR Novaator. Vaadatud 1. jaanuar 2019. Science Magazine:Feature: How Alan Stern’s tenacity, drive, and command got a NASA spacecraft to Pluto APL Fact Sheet:New Horizons NASA Fact Sheet:New Horizons NSSDC:New Horizons BBC News: New Horizons: Pluto map shows 'whale' of a feature "NASA New Horizons: Spacecraft and Instruments". Originaali arhiivikoopia seisuga 28. märts 2019. Vaadatud 9. jaanuaril 2017. New Horizons:Spacecraft Systems and Components IFL Science: New Horizons At Pluto: What Happens Next? NPR: NASA Zooms In On Pluto, For Closest Views Yet "Spaceflight 101: Spacecraft Overview:Spacecraft Block Diagram". Originaali arhiivikoopia seisuga 5. august 2017. Vaadatud 13. jaanuaril 2017. The Pluto-New Horizons RTG and Power System Early Mission Performance II.Power System Overview Fox News:Pluto Probe's Plutonium Fuel Draws Protesters "Fox News: Pluto Probe Launch Scrubbed for Tuesday". Originaali arhiivikoopia seisuga 9. märts 2011. Vaadatud 9. märtsil 2011. "MIPS goes to Pluto". Originaali arhiivikoopia seisuga 16. jaanuar 2017. Vaadatud 15. jaanuaril 2017. "MIPS in space: Inside NASA's New Horizons mission to Pluto". Originaali arhiivikoopia seisuga 16. jaanuar 2017. Vaadatud 15. jaanuaril 2017. Why It'll Take New Horizons 16 Months to Send Us This Week's Data Hub: How exactly does New Horizons send all that data back from Pluto? Buisness Insider:Here's why it takes so long to beam data back from Pluto Universe Today:New Horizons Mission to Pluto "Kosmosebüroo:New Horizons näitab Pluuto süsteemi lähedalt". Originaali arhiivikoopia seisuga 16. jaanuar 2017. Vaadatud 15. jaanuaril 2017. Rezmanzacco Observatory: New Horizons’ Pluto flyby on 14 July "New Horizons Salutes Voyager". Originaali arhiivikoopia seisuga 13. november 2014. Vaadatud 15. jaanuaril 2017. Koduleht