Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Миссия "Новые горизонты" - как будут изучать поверхность Плутона

Миссия «Новые горизонты» — как будут изучать поверхность Плутона
shortstoryf

Космический аппарат «Новые горизонты» продолжает свой успешный полёт к Плутону. Как говорят специалисты, все основные системы миссии работают в штатном режиме, навигационное оборудование определяет себя в пространстве и способно отслеживать свою систему координат. В настоящее время многие группы учёных начинают всевозможные встречи, во время которых будут проведены генеральные репетиции важных этапов миссии. Всего привлечено к работе около 40 научных специалистов, среди них: специалисты по атмосфере, геологи, геохимики, планетарные исследователи и эксперты в области физики космоса. Когда вы читаете эти строки, исследователи проводят симуляцию важнейшего этапа миссии — пролёт мимо Плутона. Но помимо этого есть так же и другие тестовые репетиции: проведение оптической навигации для концентрации на Плутон, симуляция поиска опасных объектов на пути, симуляция различных аномалий приборов и самого аппарата, и многие другие. В некоторые тесты вовлечены всего несколько человек, в другие — намного больше. Всего, за время миссии было совершено несколько десятков тестов, а сейчас, когда аппарат так близко к планете, учёным осталось проверить лишь только некоторые из них.

Здесь я хочу представить перевод статьи об исследовании геологии Плутона с помощью аппарата «Новые Горизонты». Её автор — Алан Штерн, ведущий научный руководитель миссии.


Как я и писал в Январе, основные навигационные приборы миссии «Новые горизонты» приступили к своей работе. Приборы SWAP, PEPSSI и SDC каждый день получают научную информацию, которая содержит в себе данные о заряженных частицах и пылевом окружении пространства рядом с орбитой Плутона. К тому же, теперь в работу включилась длиннофокусная камера LORRI, она необходима для навигации и к настоящему времени уже сумела получить несколько десятков изображений Плутона и Харона, которые для объектива камеры всё ещё выглядят маленькими точками на воне звёздных скоплений. Не смотря на то, что эти изображения получаются в очень низком разрешении, они помогают нам точно определить расстояние до выбранных опорных точек на траектории движения аппарата. Эта техника намного более точнее, чем любая другая, которую мы могли бы использовать.

Конечно, по мере приближения к Плутону, уже в апреле изображения улучшаться, Плутон будет выглядеть на них как шар с объёмом, размером в несколько пикселей. К тому времени аппарат и планету будут разделять около 113 миллионов километров. Но прежде, чем я расскажу вам о том, что мы будет делать, чтобы исследовать поверхностную геологию, геофизику и состав Плутона, хочу поделиться тем, что мы вообще знаем о геологии Плутона и Харона. К сожалению, знаем мы немного.

Мы знаем, что поверхность Плутона в среднем имеет очень большой коэффициент отражения, совсем как свежий снег на Земле. Мы также знаем, что на планете есть большие области, где коэффициент отражения является переменным с различными вариациями от красного, до нейтрального цвета. Поверхностные льды большей своей частью состоят из молекулярного азота, присутствуют углеводороды, такие как метан и этан, а также монооксид углерода в виде льда. Мы знаем, что распределение этих льдов изменчивое, поскольку Плутон вращается и демонстрирует нам различные типы ландшафта. Пока это всё, что нам известно, поскольку до сих пор мы могли наблюдать за этой карликовой планетой только с Земли. Мы не можем определить его геологические особенности, есть ли кратеры или любые другие признаки продолжающейся геофизической и геологической деятельности. Всё это должен будет сделать за нас аппарат «Новые горизонты».

Ещё меньше мы знаем о Хароне. Коэффициент отражения его поверхности примерно в два раза меньше, чем у Плутона, но это значение всё ещё достаточно информативное, чтобы утверждать, что на нём есть лёд. Мы знаем, что поверхность Харона окрашена больше в нейтральные цвета, по сравнению с Плутоном, а покрыта она водяным льдом с вкраплениями гидратов аммония. Но как и с Плутоном, нам пока не хватает разрешающей способности, чтобы точно увидеть его. Но я надеюсь, что эти наши неопределённости рассеются в ближайшие несколько месяцев.

Плутон Земля

Слева показан самый детальный на сегодняшний день снимок Плутона, полученный телескопом Хаббл. Видно, что сложно получить какую-либо информацию о поверхности планеты, поскольку в объективе она занимает всего несколько пикселей. Для сравнения, справа показана наша Земля в таком же разрешении. Это сделано, чтобы лучше понимать то, насколько мало информации содержится в этом снимке. Источник: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Теперь про цели миссии. Для изучения геологии, геофизики и геохимии Плутона и его пяти известных лун была собранная специальная комиссия .которая выбрала следующие эксперименты:

— картирование поверхностей Плутона и Харона, включая получение цветных снимков;
— картирование распределения основных пластов льда и минеральных отложений, поиск мелких особенностей;
— создание тепловой карты льдов;
— получение стереопарных изображений чтобы впоследствии создать трёхмерную топографическую карту;
— определение формы Плутона и Харона с целью выявления наличия или отсутствия подповерхностных океанов или твёрдого ядра;
— точное определение радиусов, масс и плотностей обоих небесных тел;
— определение числа кратеров в различных областях с целью создания справочной информации по относительным возрастам различных поверхностей.

Стоит отметить, что мы попытаемся провести подобные эксперименты и на меньших спутниках Плутона, хотя некоторые из них и не будут удачно расположены во время пролёта мимо этой малой планеты. По опубликованным данным видно, что наши научные исследования атмосферы, геологии, геофизики и геохимии очень обширные и амбициозные. Но нашу уверенность в удачном исходе подкрепляет полезная нагрузка аппарата — приборы, которые были специально разработаны для этих целей. Расскажу вкратце об основных из них.

Ralph — это наш основной картопостроитель, он способен получать чёрно-белые, цветные и составные карты Плутона и его спутников. Составленные карты будут использоваться практически во всех экспериментах в дальнейшем. Для справки, некоторые его диапазоны работы способны косвенно предоставлять информацию о температуре поверхности, что позволит практически сразу накладывать распределение температур на цветные и геологические карты.

LORRI — камера с высокой разрешающей способностью. Хотя у неё нет таких способностей, как у картопостроителя, LORRI обладает приближением примерно в пять раз большим, а следовательно и разрешение его будет в пять раз больше. Мы будем использовать прибор, чтобы получить представление об особенностях поверхности Плутона и Харона, создать профили формы. Самые лучшие снимки, которые получит блок, будут иметь разрешение лучше чем 100 метров на пиксель, это попросту беспрецедентное качество для миссии, которая заключается только в пролёте мимо планеты. Изображения поверхностных особенностей будут проводиться в стерео режиме, чтобы потом воссоздать их в трехмерном представлении.

REX — это наш радиоспектрометр, который должен улучшить наше представление о диаметра Плутона и Харона с помощью радиозатменного метода исследований. Это исследование также обновит информацию о массах этих двух тел, отслеживая то, как изменяется траектория аппарата во время движения мимо Плутона.

В таблице ниже указаны максимально возможные разрешения, которые удастся получить, фотографируя различные объекты системы Плутона в различных диапазонах. Панхроматическое изображение является чёрно-белым.

Объект Панхроматическое изображение Цветное изображение Картирование
Плутон 0.5 км/пиксель, полушарие
0.1 км/пиксель, область
0.6 км/пиксель, полушарие 6.0 км/пиксель, полушарие
Харон 0.6 км/пиксель, полушарие
0.1 км/пиксель, область
1.4 км/пиксель, полушарие 8.4 км/пиксель, полушарие
0.1 км/пиксель, область
Никта 0.5 км/пиксель, полушарие 2.0 км/пиксель, полушарие 3.6 км/пиксель, полушарие
Гидра 1.1 км/пиксель, полушарие 4.6 км/пиксель, полушарие 14.6 км/пиксель, полушарие
Стикс 3.2 км/пиксель, полушарие 8 км/пиксель, полушарие 200 км/пиксель, полушарие
Кербер 3.2 км/пиксель, полушарие 44 км/пиксель, полушарие 24 км/пиксель, полушарие

Как вы видите, в нашем арсенале присутствует большое количество различных способов продемонстрировать различные геологическое особенности Плутона, Харона и даже меньших спутников. Самое интересное начнётся уже в конце мая.

По информации Лаборатории прикладной физики имени Джона Хопкинса.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google