За новыми горизонтами. Космонавтика Что нового мы узнали о Плутоне благодаря New Horizons

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.

Наука

Накануне космический аппарат "Новые горизонты" совершил первый в истории облет Плутона, собрав данные этой карликовой планеты и ее спутников.

Проведя больше 9,5 лет в космосе, аппарат совершил максимальное сближение с Плутоном, находясь на расстоянии 12 500 км от его поверхности.

Этот событие навсегда останется в истории как момент, когда человечество впервые посетило Плутон. Вот несколько интересных фактов о миссии "Новые горизонты" к Плутону.

Космический корабль "Новые горизонты"

1. "Новые горизонты" - самый быстрый космический аппарат, который когда-либо был запущен.

В 2006 году ракета-носитель "Атлас-5" запустила "Новые горизонты" в космос. На третей стадии отделения, аппарат двигался со скоростью 16 км в секунду. Чтобы лучше представить себе эту скорость: астронавтам "Аполлона" потребовалось 3 дня, чтобы добраться до Луны, а "Новые горизонты" прошел бы то же расстояние за 9 часов.

2. Когда "Новые горизонты" был запущен, Плутон был еще планетой.

Когда был запущен космический аппарат, ученые уже выражали сомнения в отношении статуса Плутона, как планеты . Это было вызвано открытием объекта, похожего с Плутоном размера – Эридой, открытой в 2005 году.

Ученым предстояло решить, станет ли Эрида 10-й планетой, либо нужно внести изменения в определение термина "планета".

В конечном счете, Плутон лишили статуса планеты через 8 месяцев после запуска "Новых горизонтов".

3. Гравитация Юпитера оказала эффект рогатки на зонд.

Гравитационный маневр подразумевает, что космический аппарат, пролетающий возле планеты, пользуется гравитацией планеты, чтобы изменить скорость или направление, как если бы его запустили с помощью огромной рогатки.

Гравитация Юпитера запустила "Новые горизонты", увеличив его скорость до 83 700 км в час . Проходя через юпитерианскую систему, аппарат впервые запечатлел такое явление, как молния возле полюсов Юпитера.

4. На его борту находится прах человека, который открыл Плутон.

В 1930 году Клайд Томбо (Clyde Tombaugh) – американский астроном из Обсерватории Лоуэлл открыл планету, которую впоследствии назвали Плутоном. Томбо умер в 1997 году, и на борту "Новых горизонтов" находится часть его праха. Его последним желанием было отправить его прах в космос.

Когда космический аппарат пройдет за пределы Пояса Койпера, прах астронома станет первым, пересекшим Солнечную систему. Также на борту зонда есть компакт-диск с именами 434 000 людей , которые участвовали в акции "Отправь свое имя на Плутон".

Фото Плутона с "Новых горизонтов"

5. Ученые считают Плутон "научным миром чудес".

Команда ученых из Университета Джона Хопкинса, которые управляют миссией "Новых горизонтов" для НАСА, описывает систему Плутона, как "научный мир чудес".

Кроме отображения геологии и морфологии, анализа атмосферы и погоды, зонд исследует и самый крупный спутник Плутона - Харон. Эти два небесных тела, вращающихся вокруг одного центра гравитации, составляют единственную бинарную систему в Солнечной системе . Впервые мы сможем изучить этот новый планетарный класс известный, как "ледяной карлик"

6. Для всей миссии использовано меньше энергии, чем для лампочки мощностью 100 Ватт.

Этот космический аппарат использует в качестве источника электроэнергии радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) – своего рода электростанцию плутония.

Как и термос, аппарат завернут в термозащитное покрытие, чтобы удерживать тепло, вырабатываемое электроникой зонда, и поддерживать ее стабильную температуру. РИТЭГ не обеспечивает реактивное движение, а зонд летит на скорости, созданной при запуске и с помощью гравитации Юпитера.

7. Данные отправляются на Землю со скоростью 2 кбит/сек.

Космический аппарат использует огромную антенну для связи с Сетью дальней космической связи НАСА. Это не такая простая задача: луч шириной всего 0,3 градуса должен попасть на Землю с Плутона и дальше. Требуется 4 часа, чтобы данные попали на космический аппарат, а когда облет закончится, нужно будет еще 16 месяцев, чтобы отправить все данные на Землю .

Миссия к Плутону "Новые горизонты" 2015

8. Практически нет права на ошибку.

"Новые горизонты" преодолел расстояние почти в 4,8 миллиардов километров, двигаясь со скоростью примерно 50 000 км в час. Если в силу орбитальной механики он отклонится всего на 100 секунд в сторону, он не сможет собрать все нужные научные данные. Задумайтесь: небольшое отклонение, которое может перечеркнуть 9,5 лет полета.

9. Новые спутники могут представлять новые опасности.

В 2011 году "Новые горизонты" открыл второй спутник, вращающийся вокруг Плутона – Кербер , а через год третий – Стикс . Это было волнующим и тревожным открытием.

У этих спутников не достаточно массы и гравитации для удерживания мусора, появляющегося в результате планетарных столкновений, которые могут попасть на космический аппарат. При этом необязательно, чтобы мусор был большим, чтобы представлять опасность. Даже частица размером с рисовое зернышко может стать катастрофической для зонда, так как он двигается с огромной скоростью.

10. Миссия "Новых горизонтов" не останавливается на Плутоне.

Когда космический аппарат пройдет Плутон, у него будет достаточно энергии, чтобы продолжить свой путь до Пояса Койпера – огромной области ледяных тел и загадочных небольших объектов, вращающихся за пределами Нептуна.

Эти объекты являются строительным материалом для Плутона и похожих планет. "Новым горизонтам" предстоит пройти больше миллиарда километров за пределами Плутона.

В 2006 году 19 января космическим агентством NASA был осуществлен запуск космического корабля "Новые Горизонты"("New Horizons") в рамках программы "Новые Рубежи" (New Frontiers). Задача космической миссии - изучение дальних планет Солнечной Системы, а главная цель - изучение планеты Плутон и его спутника Харон.

Планы и задачи миссии

Космическая миссия "Новые Горизонты" рассчитана на 15-17 лет, по долгому пути к Плутону аппарат должен будет попутно посмотреть планету Марс (уже пролетел орбиту Марса в 2006 году), исследовать Юпитер, совершив гравитационный маневр от орбиты крупной планеты для достижения большей скорости для дальнейшего пути, пересечь орбиту Сатурна и Урана, далее пролететь близко к Нептуну,попутно "пощёлкав" его камерой LORRI, чтобы опробовать её перед достижением Плутона и отправить снимки на Землю. К 2015 году "Новые Горизонты" должен достигнуть Плутон и начать его изучение, таким образом снимки с аппарата "Новые Горизонты" должны превысить размер и качество снимков с телескопа "Хаббл"

Космический аппарат "New Horizons"

(Старт аппарата на ракетоносителе "Атлас-5" с мыса Канаверал)

Этот новейший космический аппарат дальнего следования покинул планету Земля в январе 2006 года с максимальной скоростью за всю историю космонавтики 16,21 км/сек, хотя на данный момент его скорость меньше 15,627 км/сек. Аппарат имеет различные приспособления, камеру LORRI разрешением 5 микрорадиан для детальной съемки с большого расстояния, спектрометр для поиска нейтральных атомов, радиоспектрометром для исследования атмосферы Плутона, тепловых свойств и массы, а также для изучения спутника планеты Плутон Харон и других попутных планет и объектов, как например небесный объект VNH0004, который вращается вокруг Солнца на расстоянии 75 млн км от него.

(Схематический вид космического аппарата "Новые Горизонты")

Космический аппарат небольших в размеров 2,2×2,7×3,2 метра, весом 478 кг вместе с 80 кг топлива, тем не менее имеет мощную систему антенн и усилителей для связи с Землей. Но если вблизи Юпитера аппарат сможет передавать данные со скоростью 38 кбит/с (4,75 килобайт в секунду), то с орбиты Плутона скорость передачи данных упадет всего до 96 байт в секунду, а это значит, что на получение 1 мегабайта потребуется целый час, но эти данные крайне важны для науке и ученые больше всего ожидают от аппарата новых, ранее не изученных данных, снимков Плутона и Харона с близкого расстояния и даже снимков высокого качества.

Маршрут "New Horizons"

(Траектория полета космического аппарата "Новые Горизонты")

19 января 2006 года - "Новые Горизонты" успешно стартовал с мыса Канаверал, планета Земля. Аппарат был поднят с помощью мощнейшей американской ракеты-носителя "Атлас-5", четыре двигателя первой степени которой, надо отметить, были оснащены двигателями РД-180 российского производства. (задание выполнено)

11 июня 2006 года - аппарат "Новые Горизонты" пролетел на расстоянии 110 000 км около астероида 132524 APL (задание выполнено)

(Снимок аппаратом "New Horizons" планеты Юпитер, на фотографии видно два спутника "Ганимед" и "Европа")

28 февраля 2007 года - аппарат "Новые Горизонты" приблизился к Юпитеру и совершил гравитационный маневр, попутно пофотографировав планету и спутник Ио в высоком качестве(задание выполнено)

(Снимок аппаратом "New Horizons" спутника Юпитера Ио в высоком цветном качестве, на котором хорошо видно извержение вулкана)

(Снимок аппаратом "New Horizons" планеты Нептун)

30 июля 2010 года - космический аппарат сфотографировал Нептун и его спутник Тритон, находясь на расстоянии 23,2 а. е. от планеты(задание выполнено)

10 января 2013 года - успешная связь с аппаратом и загрузка обновленного программного обеспечения на борт космического аппарата (задание выполнено)

(Снимок Плутона на расстоянии 3.6 биллиона километров от аппарата "Новые Горизонты", получен 6 октября 2007 года камерой LORRI с борта аппарата)

октябрь 2013 года - аппарат "Новые Горизонты" будет находиться на расстоянии 5 а.е. от Плутона(задание выполнено)

февраль 2015 года - приближение к Плутону и начало первых наблюдений за планетой (задание выполнено)

14 июля 2015 года - максимально близкое расстояние к Плутону, космический аппарат "Новые Горизонты" пролетел между планетой Плутон и ее спутником Харон и в течении нескольких дней исследовал планету и спутник с очень близкого расстояния, передавая на Землю уникальные данные (задание выполнено)

(Снимок Плутона с расстояния 12 500 км, полученный космическим аппаратом "Новые Горизонты". Источник фото: NASA)

Преодолев около 5 миллиардов километров, пройдя путь длиною в 9 лет, приблизившись на максимально близкое расстояние к Плутону "Новые Горизонты" передал первый самый подробный снимок карликовой планеты Плутон с расстояния всего 12,5 тысяч километров.

(Снимок поверхности Плутона аппаратом "Новые Горизонты", на котором можно увидеть гору высотой 3,5 тыс. м. и различного размера кратеры. Источник фото: NASA)

Затем "Новым Горизонтам" предстояло получить сведения об атмосфере, температуре и узнать о составе поверхности и геологии Плутона. Затем аппарат будет исследовать спутник Плутона Харон. Предстоит выяснить, является ли Харон спутником или Харон такая же карликовая планета, в таком случае система Платон-Харон будет являться двойной планетой (задание выполнено)

> Хронология

Ракета-носитель : Атлас V 551 первый этап; Кентавр второй этап; STAR 48B третий этап

Местоположение : Мыс Канаверал, Флорида

Траектория : До Плутона с помощью силы тяжести Юпитера.

Путь

Начало путешествия: Первые 13 месяцев - извлечение космического аппарата и включение приборов, калибровка, небольшая коррекции траектории с помощью маневров и репетиция встречи с Юпитером. Новые горизонты прошел орбиту Марса 7 апреля 2006 года; он также отслеживал небольшой астероид, названный позже "APL", в июне 2006 года.

Юпитер: Ближайший подход произошел 28 февраля 2007 года на скорости 51000 миль в час (около 23 километров в секунду). Новые горизонты летел в 3 -4 раза ближе к Юпитеру, чем космический корабль Кассини, находящийся в пределах 1,4 млн. миль (2,3 миллиона километров) из-за большого размера планеты.

Межпланетный круиз: во время приблизительно 8-летнего путешествия к Плутону, были включены и протестированы все приборы космического аппарата, корректировалась траектории курса и репетировалась встреча с далекой планетой.

Во время круиза, новые горизонты также побывал на орбитах Сатурна (8 июня 2008 г.), Урана (18 марта 2011 года) и Нептуна (25 августа 2014).

Система Плутона

В январе 2015 года, Новые горизонты начал первый из нескольких этапов захода на посадку, который завершится первым крупным облетом Плутона 14 июля 2015 года. В ближайшем подходе, корабль пролетит на расстоянии около 7750 миль (12500 километров) от Плутона и 17,900 миль (28,800 км) от Харона.

За Плутоном: Пояс Койпера

Космический корабль имеет возможность летать за пределами системы Плутона, и исследовать новые объекты Пояса Койпера (ОПК). Он несет дополнительную гидразину топлива для пролета к ОПК; система связи аппарата предназначена для работы даже далеко за орбитой Плутона, а научные приборы могут функционировать в условиях хуже, чем в тусклом солнечном свете на Плутоне.

Таким образом, команде Новые Горизонты пришлось предпринять специальный поиск малых тел в системе КБО, которых корабль мог бы достичь. В начале 2000-х годов, Пояса Койпера не было даже обнаружено. Национальная академия наук направит Новые горизонты лететь к малым ОПК от 20 до 50 километров (около 12 до 30 миль) в поперечнике, которые, скорее всего, примитивные и менее информативны, чем планеты, такие как Плутон.

В 2014 году, используя космический телескоп Хаббл, члены научной команды Новые Горизонты обнаружили в пределах ОПК три объекта - все по 20-55 километров в поперечнике. Возможные даты их пролета ― в конце 2018 или в 2019 году на расстоянии миллиард миль от Плутона.

Летом 2015 года, после облета Плутона, команда Новые Горизонты будет работать с НАСА, чтобы выбрать наилучшего кандидата среди трех. Осенью 2015 года, операторы в оптимальное время запустят двигатели на борту Новые Горизонты, чтобы свести к минимуму топливо, необходимое для достижения выбранной цели и начала путешествия.

Все полеты НАСА стремятся делать больше чем просто разведку их основных целей, поэтому им отправлена просьба о финансировании расширенной миссии. Предложение изучить дополнительно ОПК выдвинется в 2016 году; оно будет оцениваться независимой группой экспертов, чтобы узнать все достоинства такого шага: команда будет анализировать здоровье космического корабля и его инструментов, вклад для науки, который можете сделать в ОПК аппарат Новые Горизонты, стоимость полета и исследований целевой точки в Поясе Койпера, и многое другое.

Если НАСА утвердит такой шаг, Новые Горизонты начнет новую миссию в 2017 году, а его команде даст время на планирование столкновения, которое состоится один-два года позже.

На протяжении этой недели, начиная с 14 июля, нас засыпали данными о невероятном по своей эпичности событии: космический аппарат NASA «Новые горизонты» пролетел мимоодного из последних рубежей нашей Солнечной системы, Плутона.

Зонд New Horizons - это первый космический аппарат, созданный чтобы достичь Плутона, и научная информация, которую он за свой полет собрал, в конечном счете перепишет наш учебник по этому крошечному ледяному миру, о котором мы знаем так мало. Миссия New Horizons во многом уникальна и даже имеет несколько секретов на борту.

Запуск New Horizons стал самым быстрым в истории

19 января 2006 года NASA прицепило космический аппарат «Новые горизонты» на вершину ракеты «Атлас-V» и запустило в космос. Это был самый быстрый запуск в истории - была достигнута скорость свыше 58 000 км/ч. Спустя всего девять часов после запуска аппарат уже достиг Луны. Астронавтам программы «Аполлон» понадобилось три дня, чтобы до нее добраться. Зонд New Horizons долетел до нее в восемь раз быстрее.

Когда был запущен зонд New Horizons , Плутон был еще планетой

Когда был запущен зонд, ученые уже обеспокоенно шептались о статусе Плутона в числе планет. Это потому, что в 2005 году был обнаружен объект Эрис, размером с Плутон, и астрономам нужно было решить, станет ли Эрис десятой планетой или же проще пересмотреть определение планеты.

В конечном итоге Плутон перестал быть планетой через пять месяцев после запуска New Horizons.

Несмотря на то, что зонд New Horizons​ был создан для Плутона, он заглянул и к Юпитеру

В 2007 году аппарат New Horizons провел важную встречу с Юпитером. Космическому аппарату была нужна мощная гравитация гигантской планеты, которая ускорила зонд подобно выстрелу из рогатки в направлении Плутона. Этот облет был успешным и разогнал зонд еще на 14 500 км/ч.

Зонд New Horizons сделал первое видео извержения внеземного вулкана

Один из спутников Юпитера Ио обслуживает более четырех сотен вулканов, что делает его самым геологически активным и сухим объектом в нашей Солнечной системе. Когда зонд New Horizons приближался к Юпитеру, он сделал серию снимков Ио, которые выявили вулканические всплески на поверхности.

Все вместе, эти снимки позволили создать первое видео извергающегося вулкана за пределами Земли.

New Horizons​ везет прах открывателя Плутона Клайда Томбо

Томбо открыл эту карликовую планету в 1930 году, а спустя 67 лет, умирая, попросил отправить свой прах в космос. NASA поместило горсть его праха в верхнюю часть аппарата New Horizons, прежде чем он был запущен в 2006 году. Его останки «посетили» планету, которую он открыл. Однако пепел Томбо - это всего один из ряда секретов на борту New Horizons.

Зонд New Horizons работает на ядерном топливе

Зонд New Horizons летит так далеко от Солнца, что не может рассчитывать на солнечные батареи для генерации энергии. Вместо этого его ядерная батарея преобразует излучение от распада атомов плутония в электричество, питая таким образом его двигатель и инструменты на борту, чтобы он собрал максимум возможной информации.

Такие батареи в дефиците. У NASA, к примеру, осталось плутония на пару таких. И производить пока не собираются.

На борту New Horizons​ семь инструментов, два из них названы в честь героев телесериала 50-х

Пять из семи инструментов New Horizons представлены акронимами. Некоторые из них звучат знакомо вроде PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) и REX (Radio Science Experiment).

Два инструмента без акронимов в своих названиях - это Ralph и Alice (Ральф и Алиса). Ральф будет помогать ученым изучать геологию и состав поверхности Плутона, тогда как Алиса займется изучением атмосферы Плутона. Ральф и Алиса (или Элис) - два главных персонажа в телесериале 50-х годов «Молодожены» (Honeymooners).

Все инструменты New Horizons работают с минимальным потреблением энергии, особенно камера Ralph

Хотя камера Ralph и была построена больше 10 лет назад, она представляет собой одну из самых хитроумных камер, когда-либо созданных. Она весит порядка 10 килограммов и требует столько же энергии при работе, как небольшая настольная лампа.

Этот мощный инструмент может разглядеть детали поверхности Плутона до 60 метров в поперечнике.

Крошечный обломок мусора может уничтожить аппарат

Сейчас New Horizons летит через космос на скорости 50 000 км/ч. Если в него попадет кусок льда или пыли, космический аппарат будет уничтожен еще до того, как получит шанс отправить данные назад, в центр управления полетами.

«Даже крошечные частицы размером с рисовое зерно могут быть смертельными для аппарата New Horizons, поскольку движемся мы очень быстро», - говорит Алан Штерн, главный исследователь «Новых горизонтов».

Миссия не закончится Плутоном

Если с Плутоном все пойдет как надо или у New Horizons останется достаточно топлива, зонд полетит дальше, чтобы изучить еще хотя бы один объект в регионе Солнечной системы за пределами наших планет в поясе Койпера.

Этот пояс находится на границе нашей Солнечной системы и в 20 раз шире, чем пояс астероидов, который отделяет Марс от Юпитера. Астрономы думают, что он может хранить обломки небесных объектов, оставшихся со времен формирования нашей Солнечной системы.

Что же мы узнали об окраинах Солнечной системы?

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 обнаружили на карликовой планете ледяную равнину с необычной геологией, возможные свидетельства наличия на бывшей девятой планете ветров и гейзеров, а также наблюдали плазменный хвост и оценили размеры гигантской, как оказалось, атмосферы Плутона.

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 кол:)ия 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 плато Спутник.

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.

Ветер наверняка способствует эрозии на поверхности Плутона. Однако это не отвечает на вопрос о том, как образовалась, например, гора Норгей, видео пролета над которой продемонстрировали 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 видна 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.

Атмосфера

Станция New Horizons обнаружила у Плутона гигантскую атмосферу и плазменный хвост, однако не нашла признаков магнитосферы. Согласно полученным данным, толщина атмосферы Плутона превышает 1,6 тысячи километров. В ее верхних слоях преобладает молекулярный азот, в низких - метан и более сложные углеводороды.

Информацию от New Horizons получили примерно через час после максимально сближения станции с Плутоном. В этот момент аппарат находился в тени карликовой планеты, а его спектрограф фиксировал изменение поглощения ультрафиолетового излучения молекулярным азотом в зависимости от освещенности Солнцем атмосферы Плутона.

НАСА продемонстрировало это на анимации. На ней закат происходит к югу от «сердца» Плутона (когда станция была на расстоянии 48,2 тысячи километров от его поверхности), а восход - к северу от «хвоста» региона Кит (при удалении New Horizons от карликовой планеты в 57 тысяч километров).

Другому научному инструменту спустя 1,5 часа после максимально сближения с Плутоном удалось наблюдать у карликовой планеты холодный плазменный хвост. Это молекулярный азот (которому хватает энергии для преодоления слабой гравитации карликовой планеты), ионизируемый ультрафиолетовым излучением Солнца. В пространстве около Плутона солнечный ветер сталкивается с такими ионами и замедляет свое движение, а также, возможно, формирует ударную волну (на рисунке отмечена красным цветом) и плазменный хвост (синяя область) карликовой планеты.

Атмосфера и плазменный хвост Плутона

Все это позволило ученым определить скорость потери материи Плутоном - примерно 500 тонн в час. Марс, к примеру, теряет только тонну в час. Свои наблюдения SWAP проводил на расстояниях от 68 тысяч до 77 километров до поверхности Плутона, в пределах которых обнаружил содержащую ионы азота область. Длину хвоста, а также точный тип образующих его частиц, ученые миссии New Horizons пока не называют.

Миссия New Horizons уже признана успешной. На ней НАСА заканчивает общий мониторинг Солнечной системы и собирается сосредоточиться на детальном исследовании уже посещаемых автоматическими межпланетными станциями миров.

По материалам hi-news.ру, лента.ру