用新视野飞冥王星



本周,我们正在等待一个历史事件-尘世的仪器第一次飞越冥王星。7月14日下午,“新视野”探测器将与这颗矮行星仅相距12500公里。但是由于这样的距离的数据传输速率约为每秒1 kb,因此来自探测器的数据将被传输数月。在在线广播中观看经过冥王星的飞行不起作用,但这并不重要。多亏了发烧友社区,我们才能在Orbiter空间模拟器中绕过Pluto,几乎可以亲自了解该事件的发生方式。

一点材料



装配和测试中心中

的New Horizo​​ns New Horizo​​ns探针的初始重量为478千克,其中77千克为燃料(肼),而30千克为科学设备。RTG用作电源含11公斤of 238。到达冥王星时,RTG产生约200瓦的功率。该设备被包裹在多层热保护涂层(Dacron,Mylar,Kapton)中,该涂层还可以防止微陨石,并在电子设备运行期间被释放的热量加热。为了重置太阳能系统内部的多余热量,提供了百叶窗,如果电子设备没有足够的热量,则自动装置将打开加热器。探头上安装了两个低增益天线(用于短距离通信),一个中高增益天线。推进系统由16台发动机组成,分为两组,每组8台,以提高可靠性。在每组中,使用两个推力为0.5 kg的发动机来校正轨迹,并使用6个推力为80克的发动机进行定向。车载计算机具有频率为12 MHz的抗辐射处理器和8 GB固态驱动器。计算机和驱动器也被复制。对于为了确定设备在空间中的位置,使用了两个星形传感器,两个太阳传感器(储备)和两个带有陀螺仪和加速度计的惯性测量单元。设备在太空中的定向是使用引擎进行的;在飞行模式下,通过旋转探头也可以稳定目标。







在“新视野”上安装了七种科学仪器:
  • 爱丽丝紫外光谱仪。它的任务是确定冥王星大气的参数。在大气辉光模式下,它捕获紫外线范围内的大气辐射,而在月食模式下,当“新视野”飞过冥王星的阴影时,它将根据太阳光的吸收光谱确定大气的成分。该设备的一种改进形式也位于Rosetta探针上。
  • Ralph. -. - .
  • LORRI. . 50 /, 100 , , .
  • SWAP. . - .
  • PEPSSI. . SWAP , .
  • SDC. . , « ».
  • REX. , .





发射准备工作和发射工作并非没有麻烦。 2005年秋天,威尔玛飓风抵达卡纳维拉尔角(Cape Canaveral),该组装厂和测试中心的大门残骸损坏了第一级加速器。加速器必须更换。第一阶段的燃油箱必须进行额外检查,因为在测试过程中类似的燃油箱被破坏了。所有这些事件从1月11日移至17日。弹道局势每天都在恶化,地球离开其​​轨道中心的区域,必须花费越来越多的燃料来克服地球和太阳的吸引力。剩下的燃料很少分散,这延长了通往冥王星的路程。 2月2日之后的开始使得木星的引力动作不可能实现,这将使任务进一步延迟。
1月17日,开始没有发生-阻止了狂风。 1月18日,探针控制中心突然关闭。 1月19日,由于云量较低,开始时间被推迟了52分钟,但最终,在世界标准时间19:00,New Horizo​​ns从地面起飞:



大约100秒后,第一级侧加速器分离,多达五架-使用了最重的Atlas V运载火箭来进行发射。四分半钟后,第一阶段的俄罗斯RD-180发动机关闭,十分钟后,第二阶段进入参考轨道。停顿了二十分钟后,第二级发动机再次打开,新视野号达到了12.4 km / s的速度。然后是Star-48固体燃料超频单元的转向。探针和助推器束的束线每分钟旋转不超过60转,大约80秒后,“ New Horizo​​ns”发动机相对于地球加速至16 km / s,成为第一个立即从地球轨道发展出第三空间速度的设备(“ Pioneers”和“ “航海家”只有在木星的引力运动之后才到达)。


与上层分离以及进一步飞行的动画

木星的跨度


仅仅一年后的2007年2月,新视野号就以230万公里(约32个直径)的距离飞越了木星,由于引力动作而获得了“自由” 4 km / s的飞行速度,并将通往冥王星的路径缩短了三年。科学仪器不仅检查天体通过的真实情况,而且还收集了有趣的数据。2003年伽利略任务结束后,没有人参观过木星附近,而新视野的仪器则要好得多。


通过Io火山的拉尔夫动画的眼睛看到一个大红色斑点




冥王星


在木星之后,新视野号进入了冬眠状态。该探测器于2008年6月越过土星,并于2011年3月越过天王星。尽管某些仪器较早开始工作,但该探测器于2014年12月6日完全醒来。而且,从1月开始,我们将获得更近的冥王星及其卫星照片:






冥王星。7月11日以来的最新快照

航班图已经为人所知,可以通过从官方网站下载NASA的Eyes应用程序或通过观看YouTube上的录像来查看它(最好将其全屏展开):



我们将看看Orbiter中的这次飞行。为此,我们需要:

安装顺序:
  1. 解压缩到模拟器“ Pluto and Moons”的文件夹中。
  2. 模拟器\ Config文件夹中,将这些添加Sol.cfg文件中
    Planet## = Pluto
    Pluto:Moon1 = Charon
    Pluto:Moon2 = Nix
    Pluto:Moon3 = Hydra
    
    用行星号代替晶格。在我的情况下,最后一个数字是8,将##更改为9:
  3. 解压到模拟器“ New Horizo​​ns”的文件夹中。
  4. 解压缩到模拟器“ New Horizo​​ns Pluto Encounter”的文件夹中,覆盖现有文件。

发射轨道飞行器。我们需要的脚本称为New Horizo​​ns-Pluto Encounter


Hi Pluto!


控制键:
  • F1-从第一/第三人称视角切换视图。
  • T-加快速度10倍,R-减速。
  • :

    Num 5 .
  • Z — ( ), X — ( )
  • F9 — , .
  • H — . //.


冥王星在眼前:


7月14日:


11 11 UTC,冥王星和Charon特写,到不到一个小时的最大收敛时间。


11:32 UTC。新视野会拍这样的照片吗?


世界标准时间11:50(莫斯科时间14:50)。最大的和解点已经在冥王星轨道的外侧,从这里可以看成是镰刀。


世界标准时间12:50(莫斯科时间15:50)。我们进入冥王星的阴影。爱丽丝光谱仪将在这里收集非常有趣的数据。


世界标准时间14:15(莫斯科时间17:15)。我们进入了夏隆的影子。


7月14日UTC约20小时。从这一点附近,新视野应该发出一个“呼唤”信号,这意味着一切进展顺利。在地球上,他将于早上约4点在莫斯科被接见。


小常见问题


探针会在线广播吗?
不,不会。在7月14日,探针几乎始终以无线电静音模式飞行。这是由于天线和科学仪器牢固地固定在人体上,您可以收集数据或将其传输到地球。此外,数据传输速率较低,大约为每秒1 kb。在这种模式下,一张LORRI照片将被传送约一个小时。我并不是在谈论这样一个事实,即与行星际站一起工作的深空网天线并未完全满足新视野的需求,太阳系有足够的电台可以工作,而新视野MCC愿意接受每天8小时的天线时间。

然后要关注什么,期望发生什么事件?
公众将意识到的最重要事件是莫斯科时间凌晨4点左右的“呼叫回家”。这意味着“新视野”没有遇到任何事件,没有进入安全模式,也没有发生其他事件。

新的独特照片什么时候出现?
预计将于7月15日收到来自最大和解区的冥王星照片,预计将于16日收到Charon的照片。预计将于7月18日左右发布第一张彩色照片。而且所有收集的数据的传输将花费数月,他们计划在2016年完成。

为什么连接这么慢?
通信速度取决于将信号与噪声区分开的能力。用非常简单的话来说,发射器功率越低,天线越小,距离越大,则传输数据的速度就越慢,以便可以在接收侧拆解数据。由核电厂提供动力的阿雷西博望远镜大小的天线可以每秒以千兆比特(即使不是兆兆比特)传输数据。拥有直径为2米的天线和200 W车载电源的“ New Horizo​​ns”必须满足得多。
另请参阅有关噪声信道的香农定理

之后,新视野会发生什么?
冥王星飞行后,将在柯伊伯带搜寻合适的物体轨迹的特殊性意味着合适的目标必须位于非常狭窄的圆锥体中,例如,Eris并非完全适合作为目标。

您能进入冥王星的轨道吗?
“新视野”相对于冥王星的速度约为13 km / s。探头上的总燃料供应足以使速度改变〜500 m / s。如果我们设计这艘船,任意改变零件的比例,然后在重478公斤的化学发动机上制动,将向冥王星的轨道运送约6公斤,包括制动发动机和储存燃料的油箱。
同时,理论上,绕冥王星飞行的任务是可能的。但是她将要求:
  1. 几十年的重力操纵或只是缓慢的运动(以抑制冥王星的相对速度降低)
  2. .
  3. - .

在这种背景下,将相对较小的车辆加速到高速,在短短十年内飞往冥王星并从飞行路径收集信息的想法似乎是快速,廉价和高效的。

冥王星现在在哪里?
如果午夜过后,您仰望天空并在脑海中划过Deneb和Altair的线,那么冥王星将位于人马座星座中地平线上方的低处。它的大小为14,在业余望远镜中无法看到冥王星。



通过标记Orbiter,其他有关虚拟太空旅行的出版物。

在准备出版物时,使用了《航天新闻》杂志的资料现在,该杂志不仅可以纸质形式而且可以数字形式通过应用程序“ VipishiSmart:Digital Press”购买,可用于iOS和Android。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN381515/


All Articles