ニュー・ホライズンズ
ニュー・ホライズンズ New Horizons
ニュー・ホライズンズ(英語、New Horizons)は、アメリカ航空宇宙局 (NASA) が2006年に打ち上げた、人類初の冥王星を含む太陽系外縁天体の探査を行うための無人探査機である。
ニュー・ホライズンズの打ち上げ費用は、ロケット製造費、施設利用費、装置開発経費及びミッション全体の人件費を含み、約7億ドル(日本円で約800億円)である。ジョンズ・ホプキンス大学の応用物理学研究所のミッションチームが管制を行っている。
地球での打ち上げ時の探査機本体の質量は、推進剤77 kg含めて、465 kgだった。本体を軽量にして、生じたロケットの推力の余裕は、探査機の航行速度の向上に充てられた。打ち上げ直後の対地球速度は約16 (km/s)を超え、これは歴代の探査機の中で最高速度である。発射後9時間で月の軌道(地球から約38万 km)を通過し、13ヵ月後に木星をスイングバイした。月軌道および木星までの所要期間は、史上最短である。
太陽系外縁天体近傍は太陽から遠いために、光が弱くて太陽電池を使えないため、原子力電池を搭載している。また、冥王星軌道からの通信速度は、僅か800 bps弱に過ぎないため、64 Gbit相当のフラッシュメモリを搭載し、冥王星探査で取得したデータはメモリに蓄積してから、長期間かけて地球へと送信する。
ミッション用機器の他に、星条旗、公募した43万人の名前が記録されたCD-ROM、史上初の民間宇宙船スペースシップワンの機体の一部だったカーボンファイバーの破片、冥王星を発見したクライド・トンボーの遺灰が搭載された。遺灰の搭載については、打上げ後に公表された。また、2014年には「New Horizons Message Initiative」が結成された。人類からエイリアンへ向けたデジタル・メッセージを公募して、全ての任務完了後のニュー・ホライズンズに送信する計画である。
当初、打ち上げは2006年1月11日(EST)の予定だったが、ロケット本体の点検や天候不順などで再三延期された。
この探査機の打上げ機のアトラスVは、初段に固体ロケットブースターのAJ-60Aを5基付けた、同機によって実施された打ち上げとしては最大の構成である「551」による打ち上げの最初の事例である。
前述のような多数のブースターと軽いペイロードのために、第2段のセントールすら地球の重力圏から脱出して、小惑星帯に遠日点を持つ人工惑星となった。更に、最終段である第3段のスター48ロケットモーターは、冥王星軌道の外側へと飛んでゆく軌道に入った。
冥王星軌道を通過後のニュー・ホライズンズにより、さらにエッジワース・カイパーベルト内の別の太陽系外縁天体を探査することが計画されている。目標にでき得る天体は、日本のすばる望遠鏡も参加して打ち上げ後も捜索が行われ、複数の候補が挙げられた。2015年8月28日に、観測候補として2014 MUが選ばれたと発表された。
2014 MUはウルティマ・トゥーレと言う愛称が付けられ、ニュー・ホライズンズは2019年1月1日に最接近し、近接探査した。これにより同天体は赤い雪ダルマのような形状が確認され、接触二重小惑星であることを明らかにした。 その後、2019年11月8日になって国際天文学連合(IAU)の小惑星センターが「2014 MU」の固有名を「アロコス」(Arrokoth)に決定した旨を公表した。
2006年1月19日19時00分 (UTC) / 14時00分 (EST) / 20日4時00分 (JST):フロリダ州のケネディ宇宙センターに隣接するケープカナベラル空軍基地第41番発射台から、ロッキード・マーティン社製アトラスV型ロケットで打ち上げ。
2006年1月28日:軌道修正。
2006年1月30日:軌道修正。
2006年3月10日:軌道修正。対太陽速度(以下同じ)37.5 km/s。
2006年4月7日10時00分(UTC、以下同じ)頃:火星軌道を通過。
2006年6月:メインベルトの小惑星帯に突入。
2006年6月13日4時05分:小惑星 (132524) APLに101,867 kmまで接近。11日から13日にかけて撮影を行った。27 km/s。
2006年9月21日11時9分:LORRI(望遠カメラ)で初めて冥王星を撮影。
2007年1月:装置の試験を兼ねて木星の観測を開始。
2007年2月28日5時43分40秒:木星に最接近(ニュー・ホライズンズと木星との距離は2,304,541 km)。スイングバイによって4 km/s近く加速し、23.1 km/s以上に達した。前後の数日間には木星の小赤斑、エウロパ、ガニメデ、イオを撮影し、イオの撮影では同時に3火山が噴火している状態を写真に収めることに成功した。
2007年6月:木星の観測とデータ送信を終了。
2007年7月以降:Venetia(微粒子カウンター)以外のほとんどの機器を休眠状態に変更。以後2014年11月まで休眠状態を継続し、その間は約半年に1回のペースで、定期的に再起動と点検を実施した。
2008年6月8日:土星軌道を通過。
2009年12月29日:地球と探査機の距離が24億6300万 kmに達し、冥王星までの中間点を通過した。以降は探査機から見ると地球より冥王星の方が近い。
2010年3月8日:ケンタウルス族の小惑星 (83982) クラントルに接近。接近前後で、一部の観測装置を再試験。
2011年3月18日:天王星軌道を通過。
2014年8月25日:海王星軌道を通過。
2014年12月6日:最後の(18回目の)休眠モードから目覚めた。
2015年1月15日: 冥王星の観測を開始したと発表。
2015年2月5日:1月25日に撮影した冥王星とカロンの画像を公開。
2015年2月14日:冥王星探査開始。
2015年4月後半:この頃には、冥王星へ接近したため、画像の画質がハッブル宇宙望遠鏡による最良の物と同等にまで向上。
2015年6月初旬:全ての観測機器を常時観測体制に変更。
2015年7月4日:通信途絶が発生し、回復後も一部の機器しか動作しない状態(セーフモード)に陥った。
2015年7月7日:セーフモード状態から復旧し、通常の観測を再開。
2015年7月14日:11時47分に冥王星をフライバイ(接近通過)し、冥王星と衛星カロンを撮影。最接近時の距離は13,695 kmで、カロンの公転軌道の内側を通過した。その際の速度は、14 km/s。
2016年1月まで:冥王星とその衛星群を観測。
2016年1月:接近後の探査終了。
2016年10月25日9時48分(UTC):全てのデータを受信完了。
2018年3月13日:観測対象の2014 MUに対してNASAは「ウルティマ・トゥーレ」(Ultima Thule)の愛称を提案(正式名称は後に「アロコス」に決定)。
2019年1月1日:小惑星2014 MUに最接近し、観測を行った。最接近時の小惑星2014 MUとの距離は3500 kmだった。
2020年11月頃にかけて:20か月ほどでアロコスの観測データを送信。
その後、新たな観測対象を検討中。
最終的には太陽系から離脱する。
冥王星の大気の組成と構造を調べる紫外線イメージングスペクトロメーター(多波長撮像装置)。
マルチスペクトルカメラ(モノクロとカラーの可視光カメラ)。
REXREX (Radio Science Experiment)
探査機の通信システムと一体の実験装置で、冥王星とカロンの大気の温度・圧力・密度・温度を測定する。
探査機のわずかな軌道変化を測定して、冥王星、カロン(うまくいけば別の太陽系外縁天体も)の質量を求める。また、冥王星とカロンによる地球の蝕(地球からの電波が遮られる現象)の時刻を測定する(これから、冥王星とカロンの正確な大きさがわかる)。
LORRILORRI (Long Range Reconnaissance Imager)
モノクロ望遠カメラ。
SWAPSWAP (Solar Wind at Pluto)
太陽風と冥王星の大気との相互作用を調べる。
PEPSSIPEPSSI(ペプシ, Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation)
粒子線観測器。冥王星から宇宙空間に逃げ出した大気物質を測定する。
ヴェネチア・バーニー学生微粒子計数器ヴェネチア・バーニー学生微粒子計数器(ヴェネチアヴェネチア (Venetia), Venetia Burney Student Dust Counter, VBSDCVBSDC)
彗星、小惑星、外縁天体同士が衝突して出る、微細な塵粒子の個数・速度・質量を計測する。コロラド大学の学生達によって設計・製作された。名称は、1930年、"Pluto"(冥王星の原語)という名を提案したイギリス人女性、ヴェネチア・バーニー(Venetia Burney, 1919年 - 2009年)にちなんで、打ち上げ後に命名された。
ミッションチームは2007年1月、「ニュー・ホライズンズ・キッズ (NHKs)」と称する Education and Public Outreachプログラムを開始した。これはニュー・ホライズンズが打ち上げられた2006年1月19日に産まれた子供と、その日に10歳の誕生日を迎えた子供をそれぞれ4 - 6人、合わせて10 - 12人選び、「キッズ」達の成長を2016年まで見守り続けようという計画である。
ニュー・ホライズンズが打ち上げられる前に、原子力電池の出力不足で冥王星フライバイ後に予定されている太陽系外縁天体の探査に支障が生じる可能性があったため、計画主任のアラン・スターンらがバックアップ機としてニュー・ホライズンズ2号 (New Horizons 2) の製作と打ち上げを提案した。これは木星と天王星をフライバイして外縁天体 (47171) 1999 TCの探査を目指す計画だったが、そのためには2009年の中頃までに打ち上げなければならなかった。