Запущенная в 2006 году для исследования ( считавшейся полноценной, а ныне носящей «звание» карликовой) планеты Солнечной системы Плутон миссия » с честью выполнила задачу и навсегда удаляется от родной звезды. Каковы же результаты исследований, которые провела автоматическая межпланетная станция?
Учёные астрономы с нетерпением ждали встречи аппарата с Плутоном, так как ранее ещё ни одно творение рук человеческих не приближалась к нему. Данные о планете, названной в честь бога подземного царства мёртвых, почитавшегося древними римлянами, доступные ранее астрофизикам – это материалы, полученные с наземных телескопов, а также с орбитального телескопа .

После пролёта аппарата над поверхностью Плутона в памяти устройства храниться огромное количество полученной в результате сканирования планеты информации. Учитывая небывалую удалённость «Новых горизонтов» от Земли, скорость передачи данных сильно ограничена. А удалена станция более чем на 40 (одна астрономическая единица – а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца 150 миллионов километров). Поэтому информация с дисков памяти исследовательской миссии была передана на Землю только примерно через год.

Как выяснилось, Плутон зря считался мёртвым куском льда и замёрзших газов. Космические исследования показали, что это не так. Сравнивая поверхность карликовой планеты с поверхностью его естественного спутника Харона (в верованиях древних римлян Харон – лодочник перевозящий души умерших людей в царство теней через священную реку Стикс) нельзя не заметить разительных отличий. В их числе – чрезвычайно малое количество метеоритных кратеров на Плутоне по сравнению со спутником.
Это может иметь только одно объяснение – поверхность планетоида постоянно обновляется в результате процессов, происходящих в недрах. Все планеты солнечной системы, обладающие массой, достаточной для гидростатического равновесия имеют схожие процессы.
На Земле это выглядит так: по поверхности расплавленной мантии «плавают» тектонические плиты из твёрдой породы. Эти плиты расширяются, уменьшаются, сталкиваются, вызывая землетрясения, извержения вулканов. На Плутоне тектонические плиты состоят из водяного льда, а также из замёрзших газов и покоятся на субстанции из того же материала, но обладающей текучестью под действием давления верхних слоёв.
По всей поверхности Плутона наблюдаются результаты тектоники: ледяные горные массивы и хребты, гладкие равнины из недавно замёрзших газов и жидкостей, а также криовулканы. От земных вулканов отличающиеся тем, что извергаются из них водяной пар и другие газы, а по склонам стекают те же самые вещества в жидком виде.

Состав льда и атмосфера Плутона

Как показали космические исследования, в составе поверхности Плутона преобладают водяной и азотный льды. Распределены эти два компонента по поверхности планеты неравномерно, и это, возможно, является ключом к пониманию тектонических процессов. Кроме того, равнины покрыты слоем толинов – полимеризованных простейших углеводородов. Эти вещества образуются из исходных метана и этана под воздействием ультрафиолетовых лучей, источником которых служит Солнце.
При физических условиях глубокого космоса толины кристаллизуются, их массы имеют жёлто – коричневый цвет. Именно благодаря этим химическим соединениям поверхность Плутон имеет слегка необычную относительно яркую окраску.
А вот атмосфера планетоида подкачала. Учёные надеялись найти более плотную и мощную атмосферу, нежели та, которую обнаружила автоматическая межпланетная станция. Давление атмосферы у поверхности не более одной стотысячной от земного. Как известно, орбита Плутона сильно вытянута, и обладает весьма значительным эксцентриситетом: в перигелии планета почти в два (!) раза ближе к Солнцу чем в апогее, а света в ближайшей к звезде точке получает почти в три раза больше.

Такая особенность скорее всего приводит в значительным изменениям в плотности атмосферы в зависимости от времени плутонианского года. Но проверить данную гипотезу в ближайшее время путём наблюдений не удастся, так как период обращения Плутона вокруг Солнца составляет 248 земных года.
Состоит атмосфера в основном из азота, присутствует также в небольших количествах метан, проявляются следы монооксида углерода. Толины образуются скорее всего именно в атмосфере, затем, конденсируясь, тонким слоем выпадают на поверхность. А до того, как упасть, толины находятся во взвешенном состоянии, образуя некое подобие облаков, которые и были обнаружены космическим аппаратом.

Спутники

Первый открытый спутник Плутона – Харон. Он был ещё в восьмидесятые годы прошлого столетия. Харон – самый большой естественный спутник планетоида и единственный, имеющий массу, достаточную для обретения гидростатического равновесия. Интересно, что соотношение массы планеты и спутника составляет 1 к 8. Это очень большая масса спутника по отношению к массе материнской планеты. Из-за этого пару Плутон – Харон иногда называли двойной планетой.
Пролет над Хароном

Поверхность Харона покрыта в основном водяным льдом, есть свидетельства о геологической активности небесного тела, в частности криовулканы. Правда, она гораздо слабее чем на Плутоне.

Остальные спутники планетоида – Стикс, Никта, Кербер (Цербер) и Гидра. Это куски породы неправильной формы размерами менее сотни километров.

Какие горизонты «за горизонтом»

Покинув систему Плутона автоматическая межпланетная станция продолжает удаляться от Солнца со скоростью около 15 километров в секунду. Планируется, что в ночь с 31 декабря 2018 года на 1 января 2019 года аппарат ожидает «новогодняя» встреча в поясе Койпера с одним из классических его представителей – небольшим астероидом 2014MU-69. Затем последует передача полученных данных и в 20-е годы текущего тысячелетия миссия наконец будет завершена.

ТАСС-ДОСЬЕ /Инна Климачева/. 14 июля 2015 г. впервые на близком расстоянии от Плутона пролетел космический аппарат с Земли. Американская автоматическая межпланетная станция New Horizons максимально приблизилась к карликовой планете на расстояние 12,5 тыс. км.

Плутон

Это небесное тело было открыто 18 февраля 1930 г. американским астрономом Клайдом Томбо (1906-1997).

Ранее Плутон считался полноценной девятой планетой Солнечной системы, однако в 2006 г. Международный астрономический конгресс объявил его карликовой планетой.

Плутон удален от Земли на расстояние приблизительно в 5,7 млрд км. До посещения New Horizons в распоряжении ученых имелись только фотографии карликовой планеты, сделанные с околоземной орбиты телескопом Hubble ("Хаббл"; совместный американо-европейский проект). Однако эти снимки позволяли различить лишь самые общие детали поверхности.

История проекта

Автоматическая межпланетная станция New Horizons (с англ. "Новые горизонты") создана по заказу Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА; NASA) в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University; г. Балтимор, штата Мэриленд, США).

Лаборатория также осуществляет общее руководство миссией New Horizons. За научную аппаратуру, установленную на космическом аппарате, отвечает Юго-Западный исследовательский институт (Southwest Research Institute; г. Сан-Антонио, штат Техас).

Работы по проектированию аппарата начались в конце 1990-х гг., по созданию стартовали в 2001 г. Стоимость проекта в 2006 г. оценивалась в $650 млн.

Характеристики АМС

• Космический аппарат имеет форму неправильной призмы.
• Его габариты - 2,2 x 2,7 x 3,2 м, общая масса - 478 кг.
• Бортовой вычислительный комплекс состоит из двух систем - обработки команд и данных; навигации и управления. Каждая из них дублируется, в итоге на борту АМС четыре компьютера.
• Двигательная установка включает 14 двигателей (12 - для ориентации и два - для коррекции), работающих на гидразине.
• Энергообеспечение осуществляется за счет радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), использующего диоксид плутония-238 (при запуске на борту находилось 11 кг радиоактивного топлива, которое было закуплено у России).
• Мощность РИТЭГ - 240 ватт, при подлете к Плутону - около 200 ватт.
• Для хранения научной информации предусмотрено два банка флеш-памяти общим объемом 16 гигабайт - основной и резервный.

Научная аппаратура

На аппарате установлено семь научных приборов:

• ультрафиолетовая камера-спектрометр Alice ("Элис");
• обзорная камера Ralph ("Ральф");
• оптическая телескоп-камера LORRI ("Лорри") с разрешением в 5 микрорадиан (единица измерения углового разрешения в астрономии), предназначенная для детальной и дальней съемки; радиоспектрометр REX ("Рэкс");
• анализатор частиц SWAP ("Своп");
• детектор частиц PEPSSI ("Пепсси");
• детектор космической пыли SDC ("Эс-ди-си").

Помимо научного оборудования, на борту АМС находится капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, а также компакт-диск с именами 434 тыс. 738 землян, участвующих в акции НАСА "Пошли свое имя на Плутон".

Запуск и полет

New Horizons был запущен 19 января 2006 г. ракетой-носителем Atlas V ("Атлас-5") с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида, США).

В апреле 2006 г. космический аппарат пересек орбиту Марса, в феврале 2007 г. совершил гравитационный маневр в окрестностях Юпитера, в июне 2008 г. пролетел мимо Сатурна. В июле 2010 г. провел съемку Нептуна и его спутника Тритон, в марте 2011 г. пересек орбиту Урана, в августе 2014 г. - Нептуна.

В январе-феврале 2015 г. New Horizons приступил к наблюдениям за Плутоном и его крупнейшим спутником - Хароном. В начале апреля, приблизившись к планете на расстояние в 113 млн км, автоматическая станция передала на Землю фотографии. В мае были сделаны снимки его спутников - Гидры, Никты, Кербера, Стикса, в июне - первые цветные изображения Плутона и Харона (несмотря на низкое разрешение снимков удалось рассмотреть разницу в цвете поверхностей небесных тел, цветовая гамма планеты ближе к бежево-оранжевой, спутник - серый).

4 июля 2015 г. на автоматической межпланетной станции произошел компьютерный сбой и с аппаратом была потеряна связь. АМС перешла в безопасный режим и прекратила сбор данных. Спустя два дня, 6 июля, автоматическая станция вернулась к нормальному режиму работы.

Встреча с Плутоном

14 июля 2015 г. New Horizons максимально приблизился к Плутону - на расстояние 12,5 тыс. км. Спустя 14 минут космический аппарат оказался на минимальном удалении от Харона - 28,8 тыс. км. Однако сигнал-подтверждение о достижении основной цели путешествия от него был получен Землей только на следующий день - 15 июля.

Пролетая рядом с карликовой планетой, межпланетный аппарат проводил наблюдения в течение 9 дней. Им были впервые получены детальные цветные снимки Плутона и Харона (опубликованы в сентябре 2015 г.), проведены исследования атмосферы карликовой планеты.

Новых спутников Плутона, помимо уже известных пяти, обнаружить не удалось. Все наблюдения велись с пролетной траектории, из-за чего в хорошем разрешении была сфотографирована только часть поверхности Плутона. На орбиту карликовой планеты New Horizons не мог выйти из-за своей большой скорости - примерно 14,5 тыс. км/с.

Планируется, что New Horizons будет передавать собранные данные до октября - декабря 2016 г. (сигналы от него доходят до Земли с опозданием на 4,5 часа). К июлю 2016 г. передано уже более 75% данных, собранных космическим аппаратом при пролете рядом с Плутоном.

Продолжение миссии

После исследования Плутона New Horizons отправился к другим объектам пояса Койпера, в который входит карликовая планета. Пояс находится в 5 млрд км от Солнца, за орбитой Нептуна, и состоит из малых небесных тел. Он был назван в честь американского астронома Джерарда Койпера, высказавшего в 1950 г. предположение о существовании малых тел за Нептуном.

В январе 2019 г., как ожидается, космический аппарат пролетит вблизи другого объекта пояса - небольшого астероида 2014 MU69 диаметром около 45 км. Исследование New Horizons объектов пояса Койпера продолжится до 2021 г.

По состоянию на 13 июля 2016 г., автоматическая межпланетная станция находится в полете 10 лет 5 месяцев и 25 дней.

Ожидаемое окончание работы New Horizons - 2026 г.

Одной из самых обсуждаемых тем вчерашнего дня стало завершение первой части миссии межпланетной станции «Новые горизонты»: аппарат до Плутона, потратив девять лет на межзвездное путешествие длиной в 3 миллиарда миль.

«Бумага » выяснила, почему события на другом конце Солнечной системы так важны для человечества.

Плутон. Снимок, сделанный «Новыми горизонтами»

«Новые горизонты» впервые показали миру, как выглядит Плутон

До полета автоматической станции к Плутону и передачи на Землю первых фотографий карликовой планеты человечество никогда не видело ее. На изображении, полученном в 2010 году благодаря телескопу Хаббл, Плутон выглядел желто-серым пятном. «Горизонты» передали на Землю первый четкий снимок планеты утром 14 июля 2015 года. В сообществе «ВКонтакте» AstroAlert фотографию Плутона и его спутника Харона сделали цветной (правда, основываясь скорее на воображении, чем на точных данных).

За миссией живо следили не только в центре NASA: о перемещении автоматической станции «Новые горизонты» писали все крупнейшие СМИ, в том числе и российские издания. Появился даже проект , где в режиме реального времени можно следить за местоположением «Новых горизонтов». Администратор сайта Игорь Тирский рассказал «Бумаге » о важности миссии в масштабах глобального изучения космоса.

Миссия «Новые горизонты» столь же важна для развития науки, как изучение океанского дна в Марианской впадине или породы Кольской сверхглубокой скважины. Все это чертовски захватывающе, такую информацию невозможно описать словами и придать ей строго практический смысл. Но это пока, никогда не знаешь, откуда придет ответ. Я уверен, что мы должны изучать все, что нас окружает, всеми доступными способами. Потому что людям важно знать, что находится вокруг них, в Солнечной системе, иметь представление о тех уголках, в которых мы еще не были. «Новые горизонты» - относительно недорогая, но очень важная миссия, которая поможет нам заглянуть на задворки Солнечной системы и понять, каким образом сформировались ближайшие к нам космические тела.

Плутон, возможно, последняя планета, новые фотографии которой мы увидим

Споры о том, считать Плутон планетой или нет, велись довольно давно, и вот, наконец, небесное тело признали карликовой планетой.

Как бы там ни было, миссия «Новых горизонтов» позволила получить фотографию последней планеты в Солнечной системе, которой до этого у нас не было. Издание The New York Times опубликовало грустную заметку под названием Reaching Pluto, and the End of an Era of Planetary Exploration («Долететь до Плутона. Закат эры планетарной разведки»). Возможно, полет к Плутону действительно ознаменует закат эры открытия планет в нашей Солнечной системе на долгие годы.

Полет к Плутону - огромное технологическое достижение

Станция «Новые горизонты» летела к Плутону девять лет, преодолев миллиарды километров пути в открытом космосе. За это время контрольный центр успел едва ли не потерять станцию, сумел провести зонд мимо облаков обломков и рассчитать траекторию сближения станции с космическими телами, проведя «горизонты» по орбите Юпитера для придания зонду дополнительного ускорения.

Траектория полета станции «Новые горизонты»

Данные с поверхности Плутона позволят ученым лучше изучить историю Земли

Оперируя доступными на сегодняшний день данными, ученые считают, что Плутон сформировался значительно раньше нашей планеты и проходил все те же циклы «развития», что и Земля, до того как оказаться на краю Солнечной системы.

Целью миссии «Новые горизонты» является картографирование Плутона и Харона, исследование геологии и морфологии космических тел, изучение нейтральной атмосферы Плутона и скорости ее рассеивания в окружающую среду, попытка найти атмосферу Харона, создание карты температур космических тел и многое другое. Эти и другие данные, которые ученые соберут со спутников, помогут им лучше изучить историю возникновения нашей планеты.

Сейчас «Новые горизонты» двигается в сторону пояса Койпера - крупного скопления астероидов, сформировавшихся из «остаточного материала» Солнечной системы. Ученые предполагают, что зонд будет передавать данные еще около двадцати лет.

Команда миссии New Horizons 17 июля 2015 года в 20:00 по московскому времени организовала пресс-конференцию, на которой сообщила последние данные о Плутоне и его системе, полученные с автоматической межпланетной станции. Ученые на карликовой планете ледяную равнину с необычной геологией, возможные свидетельства наличия на бывшей девятой планете ветров и гейзеров, а также плазменный хвост и оценили размеры гигантской, как оказалось, атмосферы Плутона. Вместе с НАСА , Science и New Scientist «Лента.ру» рассказывает об этом и грядущих исследованиях далеких миров.

Геология

Ученые представили фотографии поверхности Плутона, сделанные в высоком разрешении. На них заметны интересные геологические особенности карликовой планеты - бугристые холмы над равнинами, ребристая, вероятно, из-за эрозии, поверхность ледяных полей, а также каналы, разграничивающие ледяные равнины. Особое внимание привлекли пятнистые темные полосы на льду - возможные следы криовулканизма, извержения гейзеров, такие же, какие наблюдались в 1989 году на спутнике Нептуна - Тритоне.

Накапливается все больше данных, свидетельствующих о том, что на Плутоне до сих пор активно происходят геологические процессы, а не только простые колебания температуры и перепады скорости ветра в его разреженной атмосфере. Если бы карликовая планета была спокойным миром, на ее равнинах не образовывались бы высокие ледяные горы, а были бы видны следы ударных кратеров.

Эти ледяные скалы, по оценкам ученых, могли образоваться и сто миллионов лет назад, и за несколько недель до сближения станции с Плутоном. Что-то заставляет водяной лед, из которого в значительной степени образованы горы, подниматься вопреки силе гравитации. И ученые совсем не ожидали увидеть такую равнину, как .

Когда станция New Horizons пролетала в тени карликовой планеты, удалось проанализировать ее атмосферу. В частности, было обнаружено, что из двух ее моделей - турбулентной и спокойной, скорее всего, действительности соответствует вторая. Полученные данные свидетельствуют, что скорость ветра у поверхности Плутона - 1-2 метра в секунду. Этого достаточно для того, чтобы перемещать мельчайшие частицы льда.

Изображение: NASA /JHUAPL / SWRI

Ветер наверняка способствует эрозии на поверхности Плутона. Однако это не отвечает на вопрос о том, как образовалась, например, гора Норгей, видео пролета над которой в НАСА. Она окружена ледяной равниной, и непонятно, насколько гора подвержена процессам эрозии.

Также неясна природа многоугольных каналов, ограничивающих сегменты ледяной равнины. Они могли возникнуть вследствие остывания и последующего сжатия или образоваться в результате конвекции вещества из недр карликовой планеты в ее атмосферу.

Ученые также с удивлением обнаружили, что плато Спутник покрыто слоем льда из угарного газа. Точная его толщина неизвестна, однако, по имеющимся данным, явно больше одного сантиметра. Если ненамного больше, то, скорее всего, это аналог водяного снега.

Однако необязательно он падал сверху. Ученые не исключают, что попасть на плато «снег» мог и из недр планеты, в частности, из гейзеров. Ветер мог разнести вещество из гейзеров равномерно по плато.

На снимках НАСА, опубликованных 15 июля, на поверхности карликовой планеты гора высотой 3,5 километра. Она располагается посреди равнины, а вокруг не заметно следов от ударных кратеров. Это также свидетельствует об активных геологических процессах на поверхности Плутона.

Ранее астрономы полагали, что высокие горы на небольших небесных телах (в частности, спутниках планет-гигантов) образуются в результате их гравитационного взаимодействия с более крупными телами. Поскольку в непосредственной близости с Плутоном таковых нет, этот механизм для него не работает. Значит, он может не работать и для других тел Солнечной системы.

Ученые считали, что в таком далеком и холодном объекте, как Плутон, возникшем миллиарды лет назад, не могут протекать активные геологические процессы. Вероятно, источником энергии для них служит внутреннее тепло, выделяющееся в результате радиоактивных реакций в недрах небесного тела.

Ларри Седерблум из Геологической службы США в городе Флагстафф на севере Аризоны, участвовавший в свое время в миссии Voyager, отметил сходство и различия между Плутоном и Тритоном - крупнейшим спутником Нептуна. Согласно популярной точке зрения, ранее Тритон находился, так же, как и Плутон, в поясе Койпера, но затем был захвачен Нептуном и стал его спутником. На Тритоне ученые тоже предполагают существование криовулканизма, однако в качестве источника внутреннего тепла указывается приливное воздействие со стороны Нептуна. Кроме того, на Тритоне, как и на Плутоне, мало кратеров, однако на спутнике Нептуна нет высоких гор.