С 5 по 14 июля 2013 г. команда американского зонда New Horizons с успехом провела детальную репетицию пролета через систему Плутона. В ходе теста аппарат отрабатывал ту же программу, что предстоит выполнить двумя годами позже: начиная за семь суток до встречи с планетой и кончая моментом через двое суток после нее. Репетиция была частью так называемой «седьмой ежегодной проверки» КА, продолжавшейся с 13 июня по 13 августа.

НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ

    «Безопасность и уверенность, которые мы получили, зная, что все пролетные операции уже отрепетированы, - перевешивают гибкость планирования всего "в последнюю минуту"», - говорит астроном Лесли Янг (Leslie Young) из Юго-западного Научно-исследовательского института (SWRI), руководитель группы планирования пролета и выполняемых в ходе его исследований.


    Стартовавший 19 января 2006 г. зонд New Horizons продолжает свое путешествие. Напомним, что он покинул окрестности Земли с самой большой из всех космических аппаратов скоростью. В момент выключения двигателей она составила 16.21 км/с. (Скоростью, полученной с помощью ракетных двигателей, а не набранной в перигелии орбиты или в результате гравитационных маневров.)
    В феврале 2007 г. зонд прошел у Юпитера, а сейчас находится между орбитами Урана и Нептуна. По состоянию на 15 августа 2013 г. расстояние от Солнца составляет 27.05 а.е., а от Земли - 26.29 а.е. До Плутона остается всего 5.57 а.е.
    Третья и последняя фаза перелета по маршруту Земля - Юпитер - Плутон началась в январе 2012 г. Тогда на борт была загружена программа работы до мая и проверена работоспособность записывающих устройств. 21 января во время частного затмения Земли Луной протестировали радиосистему для допплеровских измерений и для радиопросвечивания атмосферы Плутона, а 24 января подкорректировали направление оси вращения и ориентации остронаправленной антенны.
    27 января КА был переведен в «глубокий сон». Вообще New Horizons пребывает в этом режиме 80% времени полета: он «просыпался» лишь для четырехмесячных исследований Юпитера, а также для обновления прошивок программного обеспечения и тестирования систем. На этот раз, однако, «сон» был неполным. Вели измерения три бортовых прибора: студенческий датчик микрометеоритов SDC и - в порядке эксперимента - датчик солнечного ветра SWAP и спектрометр энергичных частиц PEPSSI.
    30 апреля 2012 г. начался следующий активный этап полета. Шестая ежегодная проверка включала тесты всех основных и резервных систем КА и всех семи приборов, а также их калибровку. Было сделано два обновления бортового ПО: первое устранило около 20 найденных к этому моменту ошибок, а второе позволит длиннофокусной камере LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) обнаруживать планеты и луны в кадре в реальном масштабе времени.

Плутон и Харон с расстояния 880 млн км

НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ

    29-30 мая операторы и ученые «проиграли» самую критическую часть пролета - 22-часовой пролет Плутона. Это был первый реальный тест пролетной программы на борту КА. Отрабатывая ее 9675 команд, New Horizons менял свою ориентацию, а камеры снимали пустой космос, «воображая» при этом, что видят планету. Аппарат провел 77 запланированных «наблюдений», используя до четырех приборов одновременно, и один раз развернулся к Земле, чтобы сбросить первый комплект данных. Тест позволил выявить некоторые ошибки и убедиться, что планировщики предусмотрели достаточно времени на все развороты и подготовительные операции.
    С б июля 2012 г. по б января 2013 г. New Horizons вновь находился в автономном полете: без запланированных контактов с Землей, но с тремя работающими приборами. Впервые после «Вояджеров» проводились измерения параметров гелиосферы в пространстве за орбитой Сатурна!
    Три рабочих недели в январе 2013 г. начались с проверки систем. 10-12 января на борт загрузили новое ПО системы команд и обработки данных, устраняющее причину внезапных перезагрузок бортового компьютера. После этого вновь проверили радиосистему, сняли записанную за полгода научную информацию и обнулили содержимое записывающих устройств.
    30 января 2013 г. аппарат перевели в «научный сон», из которого он вышел 21 мая. 1 и 3 июля, перед началом «репетиции», New Horizons сделал по три снимка Плутона с расстояния около 880 млн км и впервые сумел увидеть не только планету, но и ее крупнейший спутник Харон. Неплохой подарок к 35-летию открытия Харона, о котором было объявлено 7 июля 1978 г.!


    Что ждет New Horizons в ближайшие месяцы? В мае 2014 г. зонд выйдет из режима «сна» для приведения в готовность всех систем, и будет проведена коррекция траектории ТСМ-15. 25 августа, ровно через 25 лет после Voyager 2, аппарат пересечет орбиту Нептуна. Этап подлета к Плутону начнется б января 2015 г., почти за 200 суток до встречи. В феврале аппарат начнет регулярные наблюдения планеты, а в мае разрешение полученных изображений превысит разрешение фотографий телескопа Hubble.
    Наконец, 14 июля 2015 г. аппарат промчится всего в 12 500 км над поверхностью Плутона. Во время пролета камера LORRI будет проводить съемку с разрешением до 50 м, а мультиспектральная камера видимого диапазона MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera) получит цветные изображения с 1.6-километровым разрешением.
    Исследуя гравитационное влияние Плутона на аппарат, ученые планируют уточнить массу карликовой планеты и ее внутреннее строение: предстоит проверить гипотезу о наличии подповерхностного водяного океана (радиоактивный раcпад изотопов может быть источником тепла для его существования).
    В 2016-2020 гг. New Horizons, возможно, исследует другие объекты пояса Койпера. К этому семейству занептунных астероидов сейчас относят и сам Плутон.


    В октябре 2012 г., проанализировав данные, полученные с помощью Космического телескопа имени Хаббла, руководители проекта сочли необходимым озвучить свои сомнения в безопасности выбранной траектории зонда в системе Плутона.
    Существует вероятность, что небольшие спутники Плутона постоянно сталкиваются с астероидами пояса Койпера. Обладая небольшой гравитацией, луны карликовой планеты не могут захватить все обломки, образующиеся при столкновении. В результате они формируют длинный шлейф вокруг Плутона, превращая пространство в настоящее минное поле для космических аппаратов. Угрожать зонду могут пылевые частицы, присутствующие в системе Плутона, а также не обнаруженные еще кольца планеты.

Базовая (красный) и резервные траектории пролета КА New Horizons в системе Плутона

НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ

    Подробный доклад по проблеме безопасного пролета New Horizons поблизости от Плутона был сделан на 8-й конференции NASA по исследованию малых тел Солнечной системы в январе 2013 г. Расчеты показали, что пыль распределяется в системе Плутона в виде тора, и наиболее опасная область - между орбитами недавно открытого спутника Р5 и обнаруженной в 2005 г. Гидры. В то же время вблизи орбиты Харона пыли почти нет.

Расположение научной аппаратуры на станции New Horizons

НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ

    В связи с обнаруженной опасностью были рассмотрены альтернативные варианты:

    - пролет вне орбиты Гидры - безопасный, но крайне неблагоприятный с научной точки зрения;
    - штатный пролет, но с разворотом антенной вперед в качестве микрометоритного экрана при пересечении плоскости орбит спутников;
    - близкий пролет на высоте 3000 км, фактически через внешние слои атмосферы Плутона, также с разворотом антенной вперед.

    В итоге было принято и в июне 2013 г. объявлено решение оставаться на первоначально выбранном курсе, пролегающем внутри орбиты Харона через тени Плутона и Харона. Полуторагодовое исследование показало, что опасность столкновения с пылью и обломками не столь велика, как казалось. Вероятность потери КА была оценена не более чем в 0.3%.


    Посланцы человечества успели изучить все планеты Солнечной системы - все, кроме Плутона. И хотя Плутон больше не считается планетой, но его «понижение в статусе» произошло лишь в августе 2006 г., уже после запуска New Horizons. Тот факт, что Плутон получил «звание» карликовой планеты, никак не умаляет интереса к миссии.
    Интересно отметить, что New Horizons станет не первым аппаратом у карликовой планеты - американский зонд Dawn выйдет на орбиту Цереры уже в начале 2015 г.
    В феврале 2012 г. ученые обратились к общественности с необычной просьбой: выбрать имена новых лун Плутона.
    Четвертый и пятый спутники Плутона - объект Р4, размер которого составляет от 13 до 34 км, и Р5 (от 15 до 24 км) - были открыты в 2011 и 2012 гг. с помощью Космического телескопа имени Хаббла группой под руководством Марка Шоуолтера (Mark Showalter) из Института проекта SETI.

Компьютерное моделирование, проведенное Скоттом Кеньоном (Scott J. Kenyon) из Гарвардского центра астрофизики и Бенджамином Бромли (Benjamin С. Bromley) из Университета Юты, показывает, что, помимо известных, у Плутона может быть еще несколько спутников.     На сегодняшний день астрономам известны пять спутников карликовой планеты - Харон, открытый еще в 1978 г., Никта и Гидра, обнаруженные в 2005 г., а также вновь открытые Цербер и Стикс. Именно открытие Р4 и подвигло Скотта Кеньона провести моделирование.     Плутон и Харон настолько близки по размерам (2300 км и 1200 км соответственно), что их иногда предлагают считать двойной карликовой планетой. Остальные спутники Плутона, по-видимому, образовались из окружавшей Плутон и Харон пыли. Точно так же происходит образование планет в двойных звездных системах (телескоп Kepler уже нашел ряд таких систем), поэтому Кеньон использовал те же математические инструменты для имитации системы Плутон-Харон, что применяются для моделирования двойных звездных систем и планет вокруг них.     Результаты показали, что рядом с Плутоном могут находиться еще несколько спутников размерами от 1 до 3 км. Они слишком малы, чтобы их смогли обнаружить наземные телескопы или «Хаббл».

НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ

    По традиции, названия лун Плутона заимствуются из греческой и римской мифологии и должны быть связаны с древними мифами об Аиде и его подземном царстве теней. Голосование организовали на сайте http://www.plutorocks.com, где посетители могли выбрать два названия из следующего списка: Ахерон, Алекто, Цербер, Элизий, Эреб, Эвридика, Геката, Геракл, Гипнос, Лета, Обол, Орфей, Орф, Персефона, Сизиф, Стикс, Тантал, Тартар, Танатос и Вулкан.

НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ

    В выборе имен для новых лун участвовали более 450 тыс человек. Лидером интернет-голосования стал Вулкан - римский бог подземного огня и кузнечного дела. За это название проголосовали 174 тыс пользователей. На втором месте - Цербер, трехглавый пес, охраняющий вход в царство мертвых. Это имя собрало 99.4 тыс голосов.
    Астрономы, однако, оговорили, что результаты голосования играют лишь «совещательную» роль - они не брали на себя обязательства назвать спутники именно так, как решат интернет-пользователи. «Теперь, пожалуйста, потерпите. Чтобы выбрать и утвердить окончательные имена для Р4 и Р5, может потребоваться один-два месяца», - заявил Шуолтер после окончания голосования.
    Выбранные и утвержденные Международным астрономическим союзом названия были объявлены 2 июля 2013 г. Спутник Р4 получил имя Цербер, или Кербер (Kerberos). Объект Р5 теперь называется Стикс (Styx) - по имени реки, отделяющей царство мертвых от царства живых.