SONDAS ESPACIALES INTERESTELARES VOYAGER 1 Y 2

Voyager 1

La Voyager 1 es una Sonda espacial robótica de 722 kilogramos, lanzada el 5 de septiembre de 1977, desde Cabo Cañaveral, Florida. Permanece operacional actualmente, prosiguiendo su misión extendida que es localizar y estudiar los límites del sistema solar, incluyendo el Cinturón de Kuiper y más allá (al 8 de abril de 2011, se encuentra a 17.490 millones de kilómetros del Sol,¹ en los límites del Sistema Solar, donde ha detectado un cambio en el flujo de partículas por la cercanía del fin de la heliosfera). Su misión original era visitar Júpiter y Saturno. Fue la primera sonda en proporcionar imágenes detalladas de las lunas de esos planetas.
La Voyager 1 es actualmente el objeto hecho por el hombre más alejado de la Tierra, viajando a una velocidad relativa de la Tierra y el Sol más rápido que ninguna otra sonda espacial. A pesar de que su hermana Voyager 2 fue lanzada 16 días antes, la Voyager 2 nunca rebasará a Voyager 1. Ni tampoco la misión New Horizons a Plutón, a pesar de que fue lanzada de la Tierra a una velocidad superior que las dos Voyager, ya que durante el curso del su viaje, la velocidad de la Voyager 1 fue incrementada debido a tirones gravitacionales asistidos. La actual velocidad de New Horizons es mayor que la del Voyager 1 pero cuando New Horizons llegue a la misma distancia del Sol de la que la Voyager 1 está ahora, la velocidad será de 13 km/s a diferencia de la del Voyager 1 que es de 17 km/s
El 7 de julio de 2009 Voyager 1 estaba a 109,71 UA (16.414 millones de kilómetros) del Sol y ha entrado en la Heliopausa, la zona terminal entre el Sistema Solar y el Espacio Interestelar, una vasta área donde la influencia del Sol cede ante las radiaciones de otros cuerpos lejanos de la galaxia. Si el Voyager es aún funcional cuando pase la heliopausa (y efectivamente convertirse en el primer objeto de fabricación humana que abandone nuestro sistema estelar), los científicos obtendrán las primeras mediciones directas de las condiciones del espacio interestelar, las cuales podrían proveer pistas relevantes del origen y la naturaleza del universo. A esta distancia, las señales del Voyager 1 tardan más de catorce horas en alcanzar el centro de control en el Jet Propulsion Laboratory en La Cañada Flintridge, California. Voyager 1 tiene una trayectoria parabólica, y ha alcanzado velocidad de escape, lo que significa que su órbita no regresará al Sistema solar interior. Junto con la Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 2 y la New Horizons, Voyager 1 es una sonda interestelar.
Ambas sondas han sobrepasado su tiempo de vida calculado en un principio. Cada sonda obtiene su energía eléctrica de tres RTGs, (Generador termoeléctrico de radioisótopos) de los cuales se espera que estén generando suficiente energía para que las sondas estén en comunicación con la Tierra hasta por lo menos el año 2025.Para fotografiar el planeta Júpiter, la NASA optó por el Sistema Bicolor Simplificado del inventor mexicano Guillermo González Camarena, que era más simple en cuanto a electrónica que el sistema norteamericano NTSC, para una misión a tan larga distancia.

Lanzamiento de la Voyager 1

La sonda fue lanzada el 5 de septiembre de 1977 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Titan IIIE.
Un defecto de quemado de combustible de la segunda fase del cohete hizo, en principio, temer a los técnicos que la sonda no llegase a Júpiter. Sin embargo, la fase superior Centauro permitió compensar este defecto.
A pesar de haber sido lanzada después de su gemela Voyager 2, la Voyager 1 siguió una trayectoria más rápida, por lo que llegó antes a Júpiter.

Júpiter visto desde la Voyager 1

Voyager 1 realizó sus primeras fotografías de Júpiter en enero de 1979 y alcanzó su máximo acercamiento el 5 de marzo de 1979 a una distancia de 278.000 km. En su misión a Júpiter realizó 19.000 fotografías, en un periodo que duró hasta abril.
Debido a la máxima resolución permitida por tal acercamiento, la mayor parte de las observaciones acerca de las lunas, anillos, campo magnético y condiciones de radiación de Júpiter fueron tomadas en un periodo de 48 horas alrededor de dicho acercamiento.

actividad volcánica de Io

 Se acercó a 18.640 km de la luna Io de Júpiter y pudo observar por primera vez actividad volcánica fuera de la Tierra, algo que pasó inadvertido para las Pioneer 10 y 11. El descubrimiento fue realizado por la ingeniera de navegación Linda A. Morabito durante un examen de una fotografía varias horas después del sobrevuelo.

Saturno

Acelerada por el campo gravitatorio de Júpiter, alcanzó Saturno el 12 de noviembre de 1980, acercándose a una distancia de 124.200 km. En esta ocasión descubrió estructuras complejas en el sistema de anillos del planeta y consiguió datos de la atmósfera de Saturno y de su mayor luna, Titán, de la que pasó a menos de 6.500 km. Debido al descubrimiento de atmósfera en este satélite, los controladores de la misión decidieron que la Voyager 1 hiciera un acercamiento más cercano a esta luna, sacrificando así las siguientes etapas de su viaje: Urano y Neptuno, que fueron visitadas por su gemela Voyager 2.
Este segundo acercamiento a Titan aumentó el impulso gravitatorio de la sonda, alejándola del plano de la eclíptica y poniendo fin a su misión planetaria.

 En los límites del Sistema Solar

El 17 de febrero de 1998 a las 23:10 (hora europea), la Voyager 1 se encontraba a 10.400.000.000 km de la Tierra, récord establecido 10 años antes por la sonda Pioneer 10.
En septiembre de 2004, la Voyager 1 alcanzó una distancia de 14 mil millones de kilómetros (93,2 UA, 8.700 millones de millas o 13 horas luz) del Sol y es por lo tanto el objeto más lejano construido por el hombre. El 15 de agosto de 2006 la sonda Voyager 1 alcanzó la distancia de 100 UA, esto es más de 15.000 millones de km del Sol.
Se aleja con una velocidad de 3,6 unidades astronómicas (29 minutos-luz) por año del Sol, lo que corresponde a 17 km/s. Medidas exactas apuntan a que la velocidad disminuye muy lentamente de forma imprevista. Las causas de este frenado son objeto de diversas controversias.

 En una declaración de prensa, el 24 de mayo de 2005 la NASA declaró que la Voyager 1 había alcanzado como primer objeto construido por el hombre, la zona llamada frente de choque de terminación, y continuará viajando por la región conocida como heliofunda, la última frontera del Sistema Solar, próxima a la heliopausa.

 Al viajar muy distante del Sol, para su funcionamiento la Voyager 1 recibe su energía de tres generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), que convierten el calor de la desintegración radiactiva del plutonio en electricidad, en lugar de los paneles solares utilizados en otras muchas sondas para viajes interplanetarios. Se estimó que la energía generada por esta pila nuclear bastaría para alimentar los principales sistemas hasta el año 2025. Los datos de degradación del RTG muestran que se ha conservado en mejor estado de lo previsto, por lo que la duración debería ser mayor.

La Voyager 1 lleva consigo en su viaje espacial uno de los dos discos con sonidos de la Tierra Sound of Earth.
El 31 de marzo de 2006, operadores de radio amateur del AMSAT en Alemania, rastrearon y recibieron ondas de radio provenientes del Voyager 1 usando una antena parabólica de 20 metros (66 pies) en la ciudad de Bochum, con una técnica de integración larga. Los datos fueron comparados y verificados contra los datos de la estación en Madrid, España de la Red del espacio profundo. Se cree que este es el primer intento exitoso de localización del Voyager 1 por aficionados.
En mayo del 2008, el Voyager 1 estaba en 12.45° declinación y a 17.125 horas de ascensión recta, en dirección de la constelación de Ofiuco.
  
Misión interestelar

Ambas sondas Voyager tendrán suficiente energía para operar hasta el año 2025.²

AÑO-DÍA	Término de sus funciones científicas
2007-032	Se apaga el Subsistema de Plasma (PLS). En 2007-013 se apaga el calentador de este instrumento.
2008-015	Apagado del experimento de Radioastronomía Planetaria (PRA)
~FIN 2010	Apagado de la plataforma de escaneado y las observaciones UV
~2015*	Terminan las operaciones con la cinta de datos (DTR)
~2016	Terminan las operaciones con los giroscopios
~2020	Se inicia el apagado selectivo de instrumentos
2025**	No se podrá dar energía a ningún instrumento

* Las operaciones con la cinta de datos están sujetas a la capacidad de recibir datos a 1,4 kbps a través de la DSN (Red de espacio profundo), pudiendo alargarse en caso de usar una futura red con más sensibilidad.
** No antes de esta fecha.
Ahora a 17 400 millones de km, (año 2011) la sonda se dirige en dirección del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea y, en los próximos años, dejará el espacio dominado por la influencia de nuestro Sol y entrará en el espacio entre las estrellas - el espacio interestelar.
Los científicos saben que será así debido a la forma en que se está comportando el viento solar en la actual ubicación de la Voyager.
Esta corriente de partículas cargadas forma una burbuja alrededor nuestro Sistema Solar conocido como la heliósfera. El viento se desplaza a velocidad "supersónica" hasta que cruza con una onda de choque llamado choque de terminación.
A este punto, el viento disminuye drásticamente su velocidad y se calienta en una región llamada la heliopausa. La Voyager ya determinó que la velocidad del viento en su ubicación presente se ha reducido a cero.
Esto significa que Voyager ya alcanzó la región donde el viento solar empieza a dar vuelta sobre sí mismo mientras se estrella contra las partículas del espacio interestelar.

Un punto azul pálido

  
Un punto azul pálido es una fotografía de la Tierra tomada por la nave espacial Voyager 1 a una distancia de 6.000 millones de kilómetros y el título de un libro de Carl Sagan inspirado en esta fotografía. Muestra la Tierra como una mota de luz casi imperceptible por el fulgor del Sol. La foto fue tomada el 14 de febrero de 1990. En 2001 fue seleccionada por Space.com como una de las mejores diez fotos científicas del espacio en la historia.
Los comentarios de Carl Sagan sobre esa histórica foto, que aparecen como colofón de la serie Cosmos, fueron los siguientes:
Mira ese punto. Eso es aquí. Eso es casa. Eso es nosotros. En él se encuentra todo aquel que amas, todo aquel que conoces, todo aquel del que has oído hablar, cada ser humano que existió, vivió sus vidas. La suma de nuestra alegría y sufrimiento, miles de confiadas religiones, ideologías y doctrinas económicas, cada cazador y recolector, cada héroe y cobarde, cada creador y destructor de la civilización, cada rey y cada campesino, cada joven pareja enamorada, cada madre y padre, cada esperanzado niño, inventor y explorador, cada maestro de moral, cada político corrupto, cada “superestrella”, cada “líder supremo”, cada santo y pecador en la historia de nuestra especie vivió ahí – en una mota de polvo suspendida en un rayo de luz del sol. La Tierra es un muy pequeño escenario en una vasta arena cósmica. Piensa en los ríos de sangre vertida por todos esos generales y emperadores, para que, en gloria y triunfo, pudieran convertirse en amos momentáneos de una fracción de un punto. Piensa en las interminables crueldades visitadas por los habitantes de una esquina de ese pixel para los apenas distinguibles habitantes de alguna otra esquina; lo frecuente de sus incomprensiones, lo ávidos de matarse unos a otros, lo ferviente de su odio. Nuestras posturas, nuestra imaginada auto-importancia, la ilusión de que tenemos una posición privilegiada en el Universo, son desafiadas por este punto de luz pálida.
Nuestro planeta es una mota solitaria de luz en la gran envolvente oscuridad cósmica. En nuestra oscuridad, en toda esta vastedad, no hay ni un indicio de que la ayuda llegará desde algún otro lugar para salvarnos de nosotros mismos.
La Tierra es el único mundo conocido hasta ahora que alberga vida. No hay ningún otro lugar, al menos en el futuro próximo, al cual nuestra especie pudiera migrar. Visitar, sí. Colonizar, aún no. Nos guste o no, en este momento la Tierra es donde tenemos que quedarnos.
Se ha dicho que la astronomía es una experiencia de humildad y construcción de carácter. Quizá no hay mejor demostración de la tontería de los prejuicios humanos que esta imagen distante de nuestro minúsculo mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos los unos a los otros más amablemente, y de preservar el pálido punto azul, el único hogar que jamás hemos conocido.1

Las nuevas medidas de confirmar que la sonda está a punto de abandonar el sistema solar.

Para el Voyager 1 de los límites del sistema solar son cada vez más cerca. La nave espacial es ahora 117 unidades astronómicas del Sol (una unidad astronómica equivale a algo menos de 150 millones de kilómetros, la distancia media de la Tierra desde el Sol) y sólo hace unos días que sus medidas han permitido el rediseño de los curiosos tendencia "burbuja" del campo magnético solar en esa distancia. Ahora otras medidas de la sonda, esta vez de la velocidad del viento interestelar llamada, un flujo continuo de partículas emitidas por el Sol, lo que confirma que la frontera está por venir. Los resultados serán publicados en un artículo a cabo en la Naturaleza.

Las medidas son claras: en los últimos tres años de viaje de la sonda, la velocidad de las partículas que rodean la mezcla ha pasado de cero a 70 kilómetros por segundo y se mantuvo así durante los últimos ocho meses. Una señal de que hemos llegado a una zona donde el flujo de partículas solares se frena y se detuvo el flujo de partículas de las estrellas cercanas. En otras palabras, estamos en la zona donde la presión del viento interestelar es capaz de contrarrestar la del viento solar.

Para Messerotti Mauro, un físico solar de la 'INAF - Observatorio Astronómico de Trieste "esto indica que la Voyager 1 es all'eliopausa cerca, la línea de fondo, donde es completamente el viento estelar confundirse con la emitida por las estrellas cercanas. Esta es el área donde termina el sistema solar y el espacio interestelar comienza. "Lo más interesante e inesperado, sin embargo, se refiere a la longitud de la zona de transición antes de la heliopausa. "Los modelos conceptuales utilizados hasta ahora en una transición fuerte, neta, incluyendo la envoltura heliosfera y heliopausa. La Voyager 1 está viajando en lugar de tres años en una zona intermedia. Así que no hay discontinuidades repentinas que se esperaba. "

La Voyager 1 continúa su viaje cada vez más cerca de la frontera más allá del cual el espacio exterior se esperaba.

Voyager sugiere que hay burbujas magnéticas en el borde del Sistema Solar

Observaciones de la nave espacial Voyager de la NASA, el centinela más adentrado en el espacio profundo de la humanidad, sugiere que el borde de nuestro Sistema Solar puede no ser liso, sino estar repleto de un turbulento mar de burbujas magnéticas.

Mientras usaban un nuevo modelo de ordenador para analizar los datos de Voyager, los científicos encontraron que el campo magnético lejano del Sol está formado por burbujas de aproximadamente 160 millones de kilómetros de ancho. Las burbujas se crean cuando las líneas de campo magnético se reorganizan. El nuevo modelo sugiere que las líneas de campo se rompen en estructuras auto-contenidas desconectadas del campo magnético solar. Los hallazgos se describen en la edición del 9 de junio de la revista Astrophysical Journal.

Como la Tierra, el Sol tiene un campo magnético con un polo norte y un polo sur. Las líneas de campo se extienden hacia fuera debido al viento solar, un flujo de partículas cargadas que emanan de la estrella y que interactúa con el material expelido desde otros rincones de nuestra galaxia, la Vía Láctea. La sonda Voyager, a más de 14.500 millones de kilómetros de la Tierra, se encuentra viajando en una región limítrofe. En esa área, el viento solar y el campo magnético se ven afectados por el material expelido desde otras estrellas en nuestro rincón de la galaxia.

“El campo magnético del Sol se extiende hasta el borde del Sistema Solar”, dijo la astrónoma Merav Opher de la Universidad de Boston. “Debido a que el Sol gira, su campo magnético se vuelve retorcido y arrugado, parecido a la falda de una bailarina. Muy lejos del Sol, donde están las Voyagers, los pliegues de la falda se agrupan”.

Comprender la estructura del campo magnético del Sol permitirá a los científicos explicar cómo los rayos cósmicos galácticos entran en nuestro sistema solar y ayudará también a definir cómo interactúa la estrella con el resto de la galaxia.

Hasta el momento, mucha de la evidencia de existencia de las burbujas se origina en un instrumento a bordo de la nave, que mide partículas energéticas. Los investigadores están estudiando más información y esperan encontrar señales de las burbujas en los datos de campo magnético de Voyager.

“Aún estamos intentando amoldar nuestras mentes a las implicaciones de estos hallazgos”, dice el físico Jim Drake de la Universidad de Maryland, uno de los colegas de Opher.

 Disco de oro de las Voyager

El Disco de oro de las Voyager (en inglés "Sound of Earth", en español Sonidos de la Tierra), es un disco de gramófono, que acompaña a las sondas espaciales Voyager, lanzadas en 1977 y que tardarán 74.500 años en alcanzar las proximidades de la estrella más cercana a nuestro sistema solar.

Contenido

El disco contiene sonidos e imágenes que retratan la diversidad de la vida y la cultura en la Tierra. Se diseñó con el objetivo de dar a conocer la existencia de vida en la Tierra a alguna posible forma de vida extraterrestre inteligente que lo encontrase, y que además tenga la capacidad de poder leer, entender y descifrar el disco. El contenido de la grabación fue seleccionado por la NASA y por un comité presidido por Carl Sagan de la Universidad Cornell.
   
Música

A continuación de la sección de sonidos de la Tierra, hay una ecléctica selección de música de muy diferentes culturas, incluyendo clásicos orientales y occidentales. La selección incluye lo siguiente:

País	Sonido	Autor	Intérpretes	Recogido por	Tipo de música	Dur.
Alemania	Concierto de Brandemburgo n.º 2 en fa mayor (BWV 1047) I Mov.	Bach	Munich Bach Orchestra dirigida por Karl Richter		Música Barroca	4:40
Indonesia	"Puspawarna" ("Tipos de Flores")		Court gamelan of Pura Paku Alaman dirigidos por K.R.T. Wasitodipuro	Robert E. Brown	Gamelan	4:43
Senegal	Percusión Senegalesa			Charles Duvelle	Percusión	2:08
Zaire	Canción de iniciación para las niñas pigmeas			Colin Turnbull		0:56
Australia	"Estrella de la mañana" y "Pájaro siniestro"			Sandra LeBrun Holmes	Sonidos Aborígenes	1:26
México	"El Cascabel"	Lorenzo Barcelata	Lorenzo Barcelata y el Mariachi México		Folklore mexicano Son Jarocho - Mariachi	3:14
Estados Unidos	"Johnny B. Goode"	Chuck Berry	Chuck Berry		Rock and roll	2:03
Nueva Guinea	Canción de la casa de los hombres			Robert MacLennan		1:20
Japón	"Tsuru No Sugomori" 《鶴の巣籠り》		Goro Yamaguchi		Shakuhachi	4:51
Alemania/Bélgica	"Gavotte en rondeaux", de la Partita No. 3 en Mi mayor, de Sonatas y partitas para violín solo	Bach	Arthur Grumiaux		Violín	2:55
Austria/Alemania	La flauta mágica, Aria de la reina de la noche Der Hölle Rache kocht in meinem Herzen	Mozart	Edda Moser (soprano)y la Ópera del Estado de Baviera, dirigido por Wolfgang Sawallisch		Ópera	2:55
Georgia URSS	"Tchakrulo"			Radio Moscú	Coral	2:18
Perú	El cóndor pasa	D. Alomía Robles. Letra de Julio de La Paz		Casa de la Cultura, Lima	Zampoña y tambor	0:52
Estados Unidos	"Melancholy Blues"		Louis Armstrong		Jazz	3:05
Azerbaijan URSS	Mugam			Radio Moscú	Gaitas	2:30
Rusia/Francia/Estados Unidos	La consagración de la primavera, Danza del sacrificio	Stravinsky	Columbia Symphony Orchestra Conducido por Igor Stravinsky			4:35
Alemania/Canadá	El clave bien temperado, Libro 2, Preludio y Fuga No.1 en en Do Mayor	Bach	Glenn Gould		Piano	4:48
Alemania/Inglaterra	Quinta Sinfonía, I Mov.	Beethoven	Orquesta Philharmonia dirigida por Otto Klemperer			7:20
Bulgaria	"Излел е Делю хайдутин" ("Izlel je Delyo Hajdutin")	tradicional	Valya Balkanska	Ethel Rain and Martin Koenig		4:59
Estados Unidos	Canto nocturno	Indios Navajos		Willard Rhodes		0:57
Reino Unido	"The Fairie Round" de pavanas, gallardas, alemandas y otros Aeirs cortos	Anthony Holborne	David Munrow y el Early Music Consort of London			1:17
Islas Salomón				Solomon Islands Broadcasting Service	Flautas de pan	1:12
Perú	Canción de boda			John Cohen		0:38
China	"Liu Shui" 《流水》 ("Corrientes de agua")	Bo Ya	Kuan P'ing-hu		Guqin	7:37
India	"Jaat Kahan Ho"		Surshri Kesar Bai Kerkar		Raga Bhairavi	3:30
Estados Unidos	"Dark Was the Night, Cold Was the Ground"	Blind Willie Johnson	Blind Willie Johnson		Blues	3:15
Alemania/Hungría	Cavatina del Cuarteto de cuerdas n.º 13 en si bemol mayor, Opus 130					Beethoven	Budapest String Quartet		Cavatina	6:3

Voyager 2

La sonda espacial Voyager 2 fue lanzada el 20 de agosto de 1977 desde Cabo Cañaveral, en un cohete Titán-Centauro. Es idéntica a su sonda hermana, la Voyager 1. Ambas sondas habían sido concebidas inicialmente como parte del programa Mariner con los nombres de Mariner 11 y Mariner 12, respectivamente.
A diferencia de su predecesora, la Voyager 2 adoptó una trayectoria diferente en su encuentro con Saturno, sacrificando la cercanía a Titán, pero adoptando un mayor impulso gravitacional en su viaje hacia Urano y Neptuno. La sonda alcanzó su mayor cercanía con estos planetas en los años 1986 y 1989, respectivamente.
A pesar de que muchos de sus instrumentos se encuentran fuera de servicio, aún continúa inspeccionando los alrededores del Sistema Solar. A la velocidad de 14,8 km/s, tardará unos 193.000 años en alcanzar la estrella Ross 248, de la que pasará a una distancia de 1,7 años luz.
El 10 de agosto de 2007 la Voyager 2 se encontraba a una distancia de 83.5 UA del Sol y viajaba aproximadamente a 3,3 UA al año.¹
El 10 de diciembre de 2007 descubrió que el sistema solar no tiene una forma esférica, sino ovalada, debido al campo magnético interestelar del espacio profundo.² Se encuentra actualmente a 14.243 millones de kilómetros del Sol3

Lanzamiento de la Voyager 2

La sonda fue lanzada con el fin de aprovechar las posiciones de Júpiter y Saturno, así como la entonces reciente técnica de impulso gravitatorio.
De esta forma, una misma misión podría visitar varios planetas con el ahorro que ello suponía.
La sonda fue lanzada el 20 de agosto de 1977 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Titan IIIE.
El personal de tierra estuvo tan concentrado en un problema ocurrido durante el lanzamiento de su gemela, la Voyager 1, que olvidó enviar a la Voyager 2 un código de activación de su antena de alta ganancia.
Por suerte, el personal pudo contactar con la sonda a través de la antena de baja ganancia y activarlo.

Llegada A Júpiter

El máximo acercamiento a Júpiter tuvo lugar el 9 de julio de 1979, a 570.000 kilómetros sobre las nubes de
las capas altas de la atmósfera del planeta.
Aunque los astrónomos habían estudiado Júpiter desde telescopios en la Tierra desde hacía siglos, los científicos se sorprendieron de los descubrimientos realizados por la sonda.
Las cámaras de la nave revelaron una atmósfera de hidrógeno y helio cuyas nubes presentaban una dinámica mucho más compleja de lo que habían imaginado. La sonda descubrió también que el planeta emitía mucha más energía de la que recibía del Sol, lo que podría justificar una actividad atmosférica tan intensa que permitiera la existencia de fenómenos como la Gran Mancha Roja.
La existencia de vulcanismo en Ío (luna) fue, probablemente, uno de los descubrimientos más inesperados de la misión realizada con anterioridad por la Voyager 1 unos meses antes. En conjunto, las dos sondas registraron más de nueve erupciones, y hay evidencias de que hubo más en el intervalo de tiempo comprendido entre ambas visitas.
La Voyager 1 había descubierto en la luna Europa largas series de estrías que los científicos habían interpretado como fallas procedentes de procesos tectónicos. Sin embargo, las imágenes de mayor resolución enviadas por la Voyager 2 revelaron que se trataban de fracturas en una capa de hielo que cubre un océano interior.

La sonda descubrió que Ganímedes, la mayor luna del Sistema Solar, presentaba dos tipos bien diferenciados de terreno, uno cubierto de cráteres y otro estriado, sugieriendo que la costra helada de la luna pudiera haber sufrido fenómenos tectónicos.
Calisto presentaba una corteza de hielo muy antigua con muchos cráteres y anillos remanentes de grandes impactos. Los mayores cráteres aparentemente han sido borrados por el flujo de la corteza de hielo a lo largo de los tiempos geológicos. No hay relieves topográficos aparentes de estos inmensos impactos, salvo una coloración diferente y los restos de anillos concéntricos.
Se descubrió un pequeño anillo alrededor del planeta, así como los satélites Adrastea, Metis y Tebe.

Saturno

El máximo acercamiento de la sonda a Saturno tuvo lugar el 25 de agosto de 1981, cuando la sonda investigó las capas superiores de la atmósfera del planeta.
Sus mediciones revelaron que en los máximos niveles de presión (7 kilopascales) la temperatura era de 70 Kelvin (-203 °C). El polo podría estar 10 K más frío, si bien esto podría ser estacional.
Tras sobrevolar Saturno, la plataforma de la cámara de la Voyager 2 se bloqueó, poniendo en peligro los planes de continuar la misión hacia Urano y Neptuno. Por suerte, el problema pudo ser solucionado y la sonda continuó su camino.

Urano

El máximo acercamiento a Urano tuvo lugar el 24 de enero de 1986 a 81.500 km de las capas más altas de la atmósfera.
La Voyager 2 descubrió 10 lunas antes desconocidas, estudió la atmósfera del planeta, resultado de la inclinación del eje de rotación (97,77º) e investigó el sistema de anillos.
La luna Miranda resultó ser uno de los cuerpos más sorprendentes. La Voyager 2 descubrió al sobrevolarla cañones de 20 km de profundidad y una mezcla de superficies nuevas y viejas. Las cinco mayores lunas parecieron ser agregados de roca y hielo, como las lunas de Saturno.
El análisis de los anillos reveló que eran diferentes de los de Júpiter y Saturno, pudiendo ser relativamente recientes.
La Voyager 2 descubrió uno de los efectos más sorprendentes de la inclinación del planeta: el campo magnético está inclinado 60º respecto al eje de rotación planetario. El campo magnético es arrastrado por la rotación del planeta siguiendo un movimiento de sacacorchos.
No se conocía la existencia de campo magnético en el planeta antes de la llegada de la sonda. Su intensidad es semejante a la del campo magnético de la Tierra, y su orientación hace pensar que se forma a profundidades en las que el agua puede actuar como conductor.
La sonda descubrió, asimismo, que Urano es un tipo de planeta gigante muy diferente de Júpiter y Saturno. Su atmósfera no está formada de hidrógeno y helio, sino de metano y amoníaco. El planeta es de menor tamaño que Júpiter y Saturno, y los investigadores sospechan que en su interior puede haber océanos de agua y hielo.

Neptuno

La máxima aproximación a Neptuno tuvo lugar el 25 de agosto de 1989. Al ser el último gran planeta que la sonda visitaría, se decidió hacer un vuelo cercano a la luna Tritón, de forma similar a como la Voyager 1 sobrevoló Titán.
La sonda descubrió que el planeta tenía en su atmósfera una gran mancha oscura, si bien ésta podría haber desaparecido, según muestran las imágenes del telescopio Hubble. Originalmente se pensó que podría ser una gran nube, aunque posteriormente se postuló que era un agujero en la capa de nubes que cubren el planeta.
Pese a encontrarse en los límites exteriores del sistema solar, donde la radiación solar es más débil, Neptuno desafió a los científicos mostrando unos fuertes vientos. Una posible explicación es que, cuanta menos luz solar se reciba, menos energía habrá para alterar los vientos.
  
Escapando del sistema solar

Desde que su misión planetaria terminara, la Voyager 2 ha pasado a ser una sonda interestelar que la NASA piensa utilizar para medir las condiciones más allá de la heliosfera.
Al igual que su gemela, la Voyager 1, la Voyager 2 en 2007 cruzó el frente de choque de terminación, por lo que ya no se encuentra dentro de la influencia del Sol.
Se espera que siga transmitiendo hasta 2030.
El 4 de Noviembre de 2011 personal de la Red del Espacio Profundo de la NASA enviaron comandos a la Voyager 2 para activar el propulsor de reserva que controla la dirección de la nave espacial y un día más tarde se recibió el "OK" desde la nave. Dicha estrategia permitirá a la nave de 34 años de edad reducir la cantidad de energía necesaria para operar usando propulsores no usados anteriormente, y al reducir el consumo de energía su vida útil se podría alargar incluso otra década. La nave transmitirá los resultados de la maniobra el 13 de Noviembre de 2011 y se recibirá en la tierra el 14, un día más tarde.

Trayectoria Voyager 1 y 2

 

 

SONDA ESPACIAL NEW HORIZONTES MISIÓN A PLUTON

 Sonda Espacial New Horizons Pluto mission

 Nuevos Horizontes es una misión de la NASA nave espacial robótica actualmente en ruta hacia el planeta enano Plutón. Se espera que la primera nave espacial para volar y el estudio de Plutón y sus lunas, Caronte, Nix, Hidra y S/2011 P 1. Su fecha estimada de llegada al sistema Plutón-Caronte es 14 de julio 2015. NASA se puede también intentar sobrevuelos de uno o más objetos del cinturón de Kuiper, si uno adecuado puede ser localizado.

New Horizons fue lanzada el 19 de enero de 2006, directamente en una trayectoria de la Tierra-y-solar de escape con una velocidad relativa de la Tierra de alrededor de 16,26 kilometros / s (58.536 kmh, 36,373 mph) después de su último motor apagado. Por lo tanto, la nave abandonó la Tierra a la velocidad de lanzamiento mayor historia para un objeto hecho por el hombre. Se sobrevoló Júpiter el 28 de febrero de 2007, la órbita de Saturno el 8 de junio de 2008, y la órbita de Urano el 18 de marzo de 2011. 

estado actual

Hasta el 17 de octubre de 2011, la nave viajaba a 15.49 kilometros / s, o de la UA de 3.265 al año, a una distancia de 21,31 UA del Sol, más allá de la órbita de Urano. [1] La nave estaba en una declinación de -21.44 grados, y una ascensión recta de 18.483 horas en ese momento. [2] a esa distancia, la luz se acerca 2.98 horas para llegar a la nave de la Tierra, lo que significa que un tiempo de ida y vuelta de una señal de radio estaba a punto de 5,96 horas

lanzamiento

El lanzamiento de la New Horizons estaba programado originalmente para el 11 de enero 2006, pero se retrasó inicialmente hasta el 17 de enero para permitir las inspecciones de boroscopio del tanque de queroseno del cohete Atlas. Nuevos retrasos en relación con techo bajo de nubes hacia el suelo las condiciones, y los fuertes vientos y las dificultades técnicas - no relacionados con el propio cohete - impidieron el lanzamiento de otros dos días. La sonda finalmente despegó desde la plataforma 41 en Cabo Cañaveral, Florida, al sur del complejo de lanzamiento del transbordador espacial de 39 años, a las 14:00 EST el 19 de enero de 2006.

 La segunda etapa del Centaur reavivó a las 14:30 EST (19:30 UTC), con éxito el envío de la sonda en una trayectoria solar escape. New Horizons tomó sólo nueve horas en llegar a la órbita de la Luna, pasando la órbita lunar antes de la medianoche EST ese día.

Aunque hubo oportunidades de copia de seguridad de su lanzamiento en febrero de 2006 y febrero de 2007, sólo los primeros 23 días de la ventana de 2006 permitió el sobrevuelo de Júpiter. Cualquier lanzamiento fuera de ese período habría obligado a la nave espacial para volar una trayectoria más lenta directamente a Plutón, lo que retrasa su encuentro por 2-4 años.

La nave fue lanzada por un Lockheed Martin Atlas V 551 cohetes, con una estrella ATK 48B tercera etapa de agregado para aumentar la heliocéntrica (escape) de velocidad. Este fue el primer lanzamiento de la configuración 551 del cohete Atlas V, así como el primer lanzamiento Atlas V con una etapa adicional tercera (Atlas cohetes V por lo general no tienen una tercera etapa). Vuelos anteriores había utilizado ninguno, dos o tres propulsores de combustible sólido, pero nunca cinco. Esto pone el Atlas V 551 empuje de despegue, a más de 2.000.000 lbf (9 MN), más allá del Delta IV-Heavy. La mayor parte de este impulso es suministrado por el ruso RD-180 del motor, proporcionando 4,152 MN (933.000 lbf). El Delta IV-H sigue siendo el vehículo más grande, de más de 1.600.000 libras (726.000 kg) en comparación con 1.260.000 libras (572,000 kg) de la AV-010. El cohete Atlas V anteriormente había sido ligeramente dañado, cuando el huracán Wilma azotó Florida el 24 de octubre de 2005. Uno de los cohetes fue golpeado por una puerta. El refuerzo fue reemplazado por una unidad idéntica en lugar de la inspección y re-calificación de la original. [12]

 La etapa tercera estrella 48B también está en una trayectoria hiperbólica Solar escapar del sistema, y llegó a Júpiter antes de que la nave New Horizons. Sin embargo, ya que no está en vuelo controlado, no haber recibido ayuda de la gravedad correcta, y sólo pasará a 200 millones kilometros (120 000 000 millas) de Plutón. [13]

New Horizons es a menudo erróneamente el título de nave espacial más rápida jamás lanzada, cuando en realidad el Helios sondas son los poseedores de ese título. Para ser más específicos New Horizons lograr la mayor velocidad de lanzamiento y por lo tanto salió de la Tierra más rápido que cualquier otra nave espacial hasta la fecha. También es la primera nave espacial lanzada directamente en una trayectoria de escape solar, lo que requiere una velocidad aproximada de 16,5 km / s (36.900 mph), más las pérdidas, todo para ser proporcionada por el lanzador. Sin embargo, no será la nave espacial más rápida para salir del Sistema Solar. Este registro se lleva a cabo por el Voyager 1, que actualmente viaja a 17.145 kilometros / s (38.400 mph) en relación con el sol. Voyager 1 alcanzó un mayor exceso de velocidad hiperbólica de Júpiter y Saturno tirachinas gravitatorio de la New Horizons. Otras naves, como Helios 1 y 2, también se puede medir como los objetos más rápidos, debido a su velocidad orbital en relación con el Sol en el perihelio. Sin embargo, debido a que permanecen en órbita solar, su energía orbital en relación al Sol es menor que las cinco sondas, y otros tres etapas tercero en las trayectorias hiperbólicas, incluyendo la New Horizons, que alcanzó la velocidad de escape solar, el Sol tiene una gravitación mucho más profundo así que la Tierra.

 Correcciones de trayectoria y prueba de instrumentos

El 28 de enero y 30 de enero de 2006, controladores de la misión guiar la sonda a través de su primera maniobra de corrección de trayectoria (TCM), que se dividió en dos partes (TCM-1A y 1B-TCM). El cambio de velocidad total de estas dos correcciones era de unos 18 metros por segundo. TCM-1 fue lo suficientemente precisa para permitir la cancelación de la TCM-2, la segunda de las tres correcciones previsto inicialmente. [14]

Durante la semana del 20 de febrero, los controladores realizaron inicial de pruebas de vuelo de los tres instrumentos a bordo científica, el espectrómetro ultravioleta Alice imagen, el sensor PEPSSI plasma-, y la LORRI de largo alcance de la cámara el espectro visible. No hay mediciones científicas o imágenes fueron tomadas, pero la electrónica del instrumento, y en el caso de Alice, algunos sistemas electromecánicos se demostró que funciona correctamente. [15]

El 9 de marzo a las 1700 UTC, los controladores de realizar TCM-3, la última de las tres correcciones sobre la marcha programada. Los motores quemados por 76 segundos, el ajuste de velocidad de la nave alrededor de 1,16 metros por segundo. [16]

El 25 de septiembre de 2007 en 16:04 GMT, los motores se dispararon durante 15 minutos y 37 segundos, el cambio de velocidad de la nave de 2,37 metros por segundo. [17]

El 30 de junio de 2010 en 7:49 EDT, controladores de la misión ejecutada cuarto TCM en la New Horizons, que duró 35.6 segundos. [18]

 Pasando la órbita de Marte y sobrevuelo de un asteroide

7 de abril de 2006 a las 10:00 UTC, la nave pasó de la órbita de Marte, moviéndose a unos 21 km / s desde el Sol a una distancia solar de 243 millones de kilómetros. [19]

New Horizons hizo un sobrevuelo lejano de la pequeña asteroide 132524 APL (anteriormente conocido por su designación provisional de 2002 JF56), a una distancia de 101.867 kilometros a las 04:05 UTC el 13 de junio de 2006. La mejor estimación actual de diámetro del asteroide es de aproximadamente 2.3 kilómetros, y los espectros obtenidos por New Horizons demostró que APL es un asteroide de tipo S.

La nave espacial con éxito un seguimiento del asteroide más de 06 10 al 12 2006. Esto permitió que el equipo de la misión para poner a prueba la capacidad de la nave para seguir objetos en movimiento rápido. Las imágenes fueron obtenidas por el telescopio Ralph. [20]

Ayudar a la gravedad de Júpiter

Larga New Horizons 'Rango de Reconocimiento Imager (LORRI) tuvo sus primeras fotografías de Júpiter, el 4 de septiembre de 2006. La nave comenzó a estudiar más a fondo el sistema joviano en diciembre de 2006. [21]

New Horizons recibió la gravedad de Júpiter ayudar con un mayor acercamiento a las 05:43:40 UTC (12:43:40 GMT) el 28 de febrero de 2007. Que pasa a través del sistema de Júpiter a 21 km / s (47.000 mph) en relación con Júpiter (23 km / s (51.000 mph) en relación al Sol). El sobrevuelo del aumento de la velocidad de Nuevos Horizontes desde el Sol cerca de 4 km / s (8.900 mph), poniendo a la nave en una trayectoria más rápida a Plutón, alrededor de 2,5 grados fuera del plano de la órbita de la Tierra (la "eclíptica"). En noviembre de 2009, la atracción gravitacional del Sol se ha ralentizado la nave a unos 16.656 kilometros / s (37,260 mph). [22] Nuevos Horizontes fue la primera sonda lanzada directamente hacia Júpiter desde la sonda Ulises, en 1990.

Mientras que en Júpiter, los instrumentos de la New Horizons realizó mediciones refinadas de las órbitas de las lunas interiores de Júpiter, en particular, Amaltea. Las cámaras de la sonda midió los volcanes de Io y estudió las cuatro lunas galileanas en detalle, así como los estudios de larga distancia de las lunas exteriores Himalia y Elara. Imágenes del sistema joviano comenzó el 4 de septiembre de 2006. [23] La nave también estudió Pequeña Mancha Roja de Júpiter y del planeta sistema de anillos y magnetosfera débil. [24]

Júpiter observaciones

El sobrevuelo del vino dentro de unos 32 radios de Júpiter (3 g) de Júpiter y es el centro de una campaña de observación de 4 meses de uso intensivo. Júpiter es interesante, en constante cambio de destino, observó de manera intermitente desde el final de la misión Galileo. New Horizons también cuenta con instrumentos construidos con la última tecnología, especialmente en el área de las cámaras. Ellos han mejorado mucho respecto a las cámaras de Galileo, que se desarrolló versiones de cámaras de Voyager, que, a su vez, se desarrolló cámaras Mariner. El encuentro con Júpiter también sirvió como una extorsión y ensayo general para el encuentro con Plutón. Debido a la distancia mucho más corta de Júpiter a la Tierra, el enlace de comunicación pueden transmitir cargas múltiples de la memoria intermedia [dudoso - discuta], por lo que en realidad la misión de enviado más datos del sistema joviano de lo que se espera que se transmiten de Plutón. Imágenes de Júpiter comenzó el 4 de septiembre de 2006, después de lo cual varias imágenes fueron tomadas. [25]

Los objetivos principales incluidos encuentro de Júpiter dinámica de las nubes, que se redujeron en gran medida del programa de observación de Galileo, y las lecturas de las partículas de la cola magnética de la magnetosfera joviana. La trayectoria de la nave espacial voló por casualidad de la cola magnética de meses. Nuevos Horizontes también examinó el lado nocturno de Júpiter de las auroras y los relámpagos.

New Horizons también ha facilitado el primer plano el examen de Oval BA, una característica de la tormenta que se ha convertido informalmente conocida como la "Pequeña Mancha Roja", ya que la tormenta se volvió roja. Todavía era una mancha blanca cuando Cassini pasó volando.

lunas de Júpiter

El mayor (Galileo) lunas estaban en mala posición. El punto objetivo de la maniobra de asistencia gravitacional significaba la nave espacial pasó a millones de kilómetros de cualquiera de los satélites galileanos. Sin embargo, los nuevos instrumentos de Horizontes estaban destinados a objetivos de pequeñas y débiles, por lo que son científicamente útiles en las lunas grandes y distantes. LORRI buscado volcanes en Io y plumas. Las capacidades de infrarrojos LEISA buscado composiciones químicas (incluyendo Europa dopantes hielo), y las temperaturas nocturno (incluyendo puntos de acceso en Io). La resolución de los ultravioleta Alice buscado auroras y ambientes, incluyendo el toro de Io.

Lunas menores, como Amaltea tenían sus soluciones de la órbita de refinado. Las cámaras determina su posición, actuando como "navegación óptica inversa".

Plutón enfoque

Las primeras imágenes de Plutón de la New Horizons se crearon entre 21 a 24 sept., 2006, durante una prueba de la LORRI. Fueron liberados el 28 de noviembre. [26] Las imágenes, tomadas desde una distancia de aproximadamente 4.2 millones de kilómetros (2.6 mil millones millas), confirmaron la capacidad de la nave para seguir blancos distante, crítico de maniobra hacia Plutón y otros objetos del Cinturón de Kuiper.

Está previsto que New Horizons para volar dentro de 10.000 km (6.200 millas) de Plutón en 2015. New Horizons tiene una velocidad relativa de 13,78 kilometros / s en su máximo acercamiento, y acercarse hasta 27.000 km (17.000 millas) de Caronte, aunque estos parámetros pueden ser cambiados durante el vuelo.

 La misión del cinturón de Kuiper

Después de pasar por Plutón, Nuevos Horizontes continuará más en el cinturón de Kuiper. Planificadores de la misión ahora están buscando una segunda o más objetos del cinturón de Kuiper (KBO) del orden de 50-100 km (31-62 millas) de diámetro para los sobrevuelos similar a la de Plutón encuentro de la nave. Como la capacidad de maniobra es limitado, esta fase de la misión depende de encontrar KBOs conveniente cerca de la trayectoria de vuelo de New Horizons, la que excluye toda posibilidad de un sobrevuelo previsto de Eris, un objeto trans-neptuniano comparable en tamaño a Plutón. [27] El región disponibles, siendo bastante cerca del plano de la Vía Láctea y por lo tanto difícil de estudiar para objetos débiles, es uno que no ha sido bien cubierta por los anteriores esfuerzos de búsqueda de KBO. El público se anima a ayudar a escanear las imágenes telescópicas de candidatos posible misión al participar en el proyecto de Hielo Cazadores. [28]

 subsistemas de la nave

La nave espacial es comparable en tamaño y la forma general de un piano de cola y se ha comparado a un "piano pegado a una antena parabólica de autos deportivos de tamaño". [49] Como punto de partida, el equipo se inspiró en la nave espacial Ulysses [50], que también lleva un RTG y plato en una estructura de caja en caja a través del Sistema Solar exterior. Muchos subsistemas y componentes del patrimonio de vuelo de la nave CONTORNO APL, que a su vez herencia de la nave PROGRAMADO APL.

estructural

El cuerpo de la nave espacial forma un triángulo, casi 2,5 pies (0,76 m) de espesor. (Los pioneros tenían cuerpos hexagonal, mientras que las Voyager, Galileo y Cassini Huygens, había cuerpos decagonal, hueco.) Un tubo de aluminio de aleación 7075 forma la columna de la estructura principal, entre el anillo adaptador de lanzamiento de vehículos en la "parte trasera", y 2.1 de la m antena de radio colocada en el "frente" lado plano. El depósito de combustible de titanio es de este tubo. El radioisótopo generador termoeléctrico, o RTG se fija con una montura de titanio de 4 lados se asemeja a una pirámide de color gris o taburete. Titanio proporciona una resistencia y aislamiento térmico. El resto del triángulo es principalmente paneles sándwich de aluminio delgado facesheet (menos de 1 / 64 o 0,40 mm) unidos a nido de abeja de aluminio.

La estructura es más grande que sea estrictamente necesario, con el interior de un espacio vacío. La estructura está diseñada para actuar como escudo, reduciendo los errores electrónicos causados ​​por la radiación de los RTG. Además, la distribución de la masa necesaria para una nave espacial girando las demandas de un triángulo más amplio.

  

Propulsión y el control de actitud

New Horizons tiene tanto estabilizada por rotación (de cruceros) y estabilizados en tres ejes (la ciencia) modos, controlado en su totalidad con monopropelente hidracina. 77 kg (170 lb) de la hidrazina proporciona una capacidad de delta-v de más de 290 m / s (649 mph) después de su lanzamiento. El helio se utiliza como un presionizante, con una expulsión diafragma elastomérico ayudar. De la nave espacial en órbita de masas, incluido el combustible será de más de 470 kg (1.036 libras) para una trayectoria de sobrevuelo de Júpiter, pero habría sido sólo 445 kg (981 lb) para un vuelo directo a Plutón. Esto habría significado menos combustible para su posterior Kuiper operaciones de la correa y es causada por las limitaciones de rendimiento del vehículo de lanzamiento para un vuelo directo a Plutón.

Hay 16 propulsores en la New Horizons: cuatro 4,4 N (1,0 lb) y doce 0,9 N (0,2 lb) de agua mediante sucursales redundantes. Los propulsores más grandes se utilizan principalmente para las correcciones de trayectoria, y los pequeños (utilizado previamente en la Cassini y la sonda espacial Voyager) se utilizan principalmente para el control de actitud y de giro de inicio / giro de maniobras. Dos cámaras de estrellas (de Galileo Avionica) se utilizan para el control de buena actitud. Se montan en la cara de la nave y proporcionar información, mientras que en la actitud de spinning o en el modo de 3 ejes. Entre las lecturas de la cámara estrella, el conocimiento es proporcionado por la Unidad de doble redundante en miniatura de medición inercial (Mimu) de Honeywell. Cada unidad contiene tres giroscopios de estado sólido y tres acelerómetros. Dos sensores Adcole Sun proporcionan el control de actitud gruesa. Uno detecta el ángulo del Sol, mientras que la tasa de otras medidas de giro y sincronización.

 Poder
Un generador termoeléctrico de radioisótopos cilíndrica, o RTG, sobresale desde el vértice en el plano del triángulo. El RTG proporcionará alrededor de 240 W, 30 V DC en el lanzamiento, y se prevé que caiga un 5% cada 4 años, en descomposición a 200 W por el encuentro con el sistema de Plutón en 2015. El RTG, el modelo de "GPHS-RTG," era originalmente un repuesto de la misión Cassini. El RTG contiene 11 kg (24 lb) de pellets de óxido de plutonio 238. Cada pastilla está revestido de iridio, y luego encerrado en una cáscara de grafito. Fue desarrollado por el Departamento de Energía de EE.UU..
El uso de una batería de RTG plutonio fue rechazada por unos 30 manifestantes anti-nucleares en las manifestaciones de menor unos días antes del lanzamiento. La cantidad de plutonio radiactivo en la RTG es de 10,9 kg, aproximadamente un tercio de la cantidad a bordo de la sonda Cassini-Huygens cuando se puso en marcha en 1997. Que el lanzamiento fue protestada por más de 300 personas. [Cita requerida] El Departamento de Energía estima que las posibilidades de un accidente de lanzamiento que la liberación de radiación en la atmósfera a 1 en 350 y supervisar la puesta en marcha [51] como siempre lo hace cuando RTG están involucrados. Se creía que el peor de los casos de la dispersión total de plutonio a bordo se propagaría la radiación equivalente a 80% de la dosis media anual en América del Norte a partir de la radiación de fondo en un área con un radio de 105 km (65 millas), con la limpieza cuesta en cualquier lugar de EE.UU. $ 93 millones a EE.UU. $ 463 millones por kilómetro cuadrado (EE.UU. $ 241 millones para EE.UU. $ 1,2 mil millones por milla cuadrada) [cita requerida] en los Materiales y Combustibles Complejo (antes Argonne West), una parte del Laboratorio Nacional de Idaho en Bingham County, cerca de la ciudad de Arco y la ciudad de Idaho Falls. [52] El plutonio fue producido en el Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México. [cita requerida] A menos de la meta del diseño original fue producida, debido a los retrasos en los Estados Unidos Departamento de Energía de los Estados, incluidas las actividades de seguridad, que se celebró hasta la producción. Los parámetros de la misión y la secuencia de observación tuvo que ser modificado para reducir la potencia, aún así, no todos los instrumentos pueden funcionar simultáneamente. El Departamento de Energía transfirió el programa de la batería espacio de Ohio a Argonne en 2002 por motivos de seguridad. No hay baterías de a bordo. RTG de salida es relativamente predecible, los transitorios de carga son manejados por un banco de capacitores e interruptores de circuito rápido.

 térmico

Internamente, la estructura está pintada de negro. Esto iguala la temperatura de transferencia de calor radiante. En general, la nave está completamente cubierto para retener el calor. A diferencia de los pioneros y los Voyagers, el plato de radio también está incluido en las mantas que se extienden al cuerpo. El calor de la RTG también agrega calor a la nave espacial en el exterior del Sistema Solar. En el interior del Sistema Solar, la nave debe evitar el sobrecalentamiento. La actividad electrónica es limitada, la energía se desvía hacia las derivaciones con radiadores conectados, y persianas se abren para disipar el calor en exceso. Entonces, cuando la nave de crucero se inactiva en el frío del Sistema Solar exterior, las persianas están cerradas, y el regulador en paralelo desvía energía a los calentadores eléctricos.

Telecomunicaciones   

Comunicación con la nave espacial es a través de banda X.
A la distancia de Plutón, a razón de unos 1.000 bits por segundo que se espera. La nave tenía una velocidad de comunicación de 38 kbit / s en Júpiter.
Los 70 m Deep Space Network (DSN) platos se utilizan para transmitir datos más allá de Júpiter.
Además el ancho de banda bajo, la distancia de Plutón también provoca una latencia (sólo ida) de aproximadamente 4,5 horas.
La nave espacial utiliza dos transmisores y receptores de redundante, y, o bien la polarización circular derecha o izquierda. La señal de enlace descendente se ve reforzado por doble redundante de 12 vatios TWTA (de onda amplificadores de tubo) montado en el cuerpo debajo del plato.
Los receptores son nuevos, de bajo consumo diseños. El sistema se puede controlar al poder tanto TWTA al mismo tiempo, y transmitir una señal de polarización doble de bajada a la DSN que podría casi duplicarse la tasa de bajada. Las pruebas iniciales con el DSN en este modo de doble polarización han tenido éxito, y un esfuerzo para que el DSN de polarización-la combinación de la técnica operativa está en marcha.
Además de la antena de alta ganancia, hay dos antenas de baja ganancia y una antena de ganancia media. El plato de alta ganancia tiene un diseño Cassegrain, en material compuesto, y un diámetro de 2,1 metros (que proporciona más de 40 dB de ganancia, y un ancho de haz de media potencia de alrededor de un grado). El foco primario, medio ganancia de la antena, con una apertura de 0,3 metros y de 10 grados de media potencia, ancho de haz, se monta en la parte trasera del reflector secundario de la antena de alta ganancia es. La antena de baja ganancia hacia adelante se apilan encima de la alimentación de la antena de media ganancia. La popa de baja ganancia de la antena se monta en el adaptador de lanzamiento en la parte trasera de la nave. Esta antena se utiliza sólo para las fases primera misión cerca de la Tierra, justo después del lanzamiento y en caso de emergencia si la nave había perdido el control de actitud.
Para ahorrar gastos de misión, la nave estará en "hibernación" entre Júpiter y Plutón. Se va a despertar una vez al año, durante 50 días, para el préstamo de equipos y seguimiento de la trayectoria. El resto del tiempo, la nave estará en un giro lento, enviar un tono de baliza que se comprobará una vez por semana. Dependiendo de la frecuencia, el faro indica un funcionamiento normal, o uno de los siete modos de falla. New Horizons es la primera misión de usar el sistema de la DSN de faro tono de vista operativo, el sistema de vuelo de haber sido probado por la misión DS1.

 manejo de datos

New Horizons registro de datos científicos a su instrumento de estado sólido de amortiguación en cada encuentro, y luego transmitir los datos a la Tierra. Almacenamiento de datos se realiza en dos de bajo consumo registradores de estado sólido (una primaria, una copia de seguridad) con capacidad de hasta 8 gigabytes cada uno. Debido a la gran distancia entre Plutón y el Cinturón de Kuiper, una sola carga de amortiguación en esos encuentros se pueden guardar. Esto se debe a la New Horizons se han dejado las cercanías de Plutón (o un objeto de destino futuro) por el tiempo que se tarda en transmitir la carga de amortiguación a la Tierra.

Parte de la razón de la demora entre la recolección y transmisión de datos se debe a que todos los nuevos instrumentos de Horizontes es el cuerpo montado. Con el fin de que las cámaras de registro de datos, la sonda debe todo a su vez, y el haz de un grado a nivel de la antena de alta ganancia casi seguro que no se apunta hacia la Tierra. Naves espaciales anteriores, como las sondas Voyager programa, había una plataforma de instrumentación rotativo (una "plataforma de exploración") que podrían tomar medidas desde prácticamente cualquier ángulo, sin perder contacto por radio con la Tierra. Eliminación de New Horizons de los mecanismos de exceso fue implementado para reducir el peso, reducir el horario, y mejorar la confiabilidad para lograr un 15 + años de vida.

(La nave espacial Voyager 2 atascos plataforma de experiencia en Saturno, las demandas de las exposiciones de largo tiempo en Urano llevaron a la modificación de la sonda para rotar la sonda todo el lugar para lograr las fotos el tiempo de exposición a Urano y Neptuno, similar a cómo New Horizons girar. )

 vuelo equipo

La nave lleva dos sistemas informáticos, comandos y el sistema de manejo de datos y el procesador de Guiado y Control. Cada uno de los dos sistemas se duplica para la redundancia, con un total de cuatro equipos. El procesador utilizado es la mangosta-V, un 12 MHz resistentes a la radiación versión de la CPU MIPS R3000. Varios relojes y las rutinas de tiempo se ejecutan en hardware y software para ayudar a prevenir las fallas y el tiempo de inactividad.

Para conservar el calor y masa, la nave espacial y electrónica del instrumento se encuentran juntos en el IEM (Integrated Electronics módulos). Existen dos IEM redundante. Incluso otras funciones tales como la electrónica del instrumento y de radio, cada IEM contiene 9 placas.

El 19 de marzo de 2007, el equipo de manipulación de comandos y de datos ha experimentado un error de memoria no se puede corregir y se reinicia en sí, haciendo que la nave espacial para entrar en modo seguro. La nave se recuperó en dos días, con alguna pérdida de datos en la cola magnética de Júpiter. No hay impacto en la misión posterior que se espera. [53]

Reconocimiento de Largo Alcance Imager (LORRI)

 LORRI es un sensor de distancia focal larga diseñada para alta resolución y capacidad de respuesta a las longitudes de onda visibles. El instrumento está equipado con una alta resolución de 1024 × 1024 monocromática CCD con un 208,3 mm (8,20 pulgadas) de apertura que da una resolución de 5 microradianes (aproximadamente un segundo de arco). El CCD se enfría muy por debajo de la congelación por un radiador pasivo en la cara antisolar de la nave. Esta diferencia de temperatura requiere aislamiento y el aislamiento del resto de la estructura. Los espejos Ritchey-Chretien y la estructura de medición están hechos de carburo de silicio, para aumentar la rigidez, reducir el peso, y evitar deformaciones en las bajas temperaturas. Los elementos ópticos se sientan en un escudo de luz compuesto, y montar con titanio y fibra de vidrio para aislamiento térmico. La masa total es de 8,6 kg, con el conjunto del tubo óptico (OTA) con un peso de 5,6 kg, [56] para uno de los mayores telescopios de carburo de silicio, sin embargo, volar.

Venetia Burney Estudiantes contra el polvo (VBSDC)

    

   Construido por los estudiantes de la Universidad de Colorado en Boulder, el contador de polvo estudiante operará en forma continua a través de la trayectoria para realizar mediciones de polvo. Se compone de un panel de detectores, unos 18 por 12 pulgadas (460 × 300 mm), montado en la cara antisolar de la nave espacial (la dirección de carnero), y una caja electrónica dentro de la nave. El detector contiene catorce paneles PVDF, doce la ciencia y la referencia de dos, lo que genera tensión en caso de colisión. Área de recepción efectiva es de 0,125 m². No contra el polvo ha funcionado más allá de la órbita de Urano, los modelos de polvo en el Sistema Solar exterior, especialmente el cinturón de Kuiper, son especulativas. VBSDC siempre está activado en la medición de las masas de los interplanetarios y partículas de polvo interestelar (en el rango de nano y pico gramos) al chocar con los paneles PVDF montado en la nave New Horizons. Los datos medidos en gran medida contribuirá a la comprensión de los espectros de polvo del sistema solar. Los espectros de polvo pueden ser comparados con los observados a través del telescopio de otras estrellas, dando nuevas pistas sobre donde los planetas similares a la Tierra se pueden encontrar en nuestro universo. El contador de polvo es el nombre de Venetia Burney, quien sugirió el nombre de "Plutón", a la edad de 11 años. Una interesante película de trece minutos cortos sobre VBSDC obtuvo un premio Emmy por logros de los estudiantes en 2006. [57]

Fondo

New Horizons es la primera misión de la NASA en Nueva categoría de la misión de Fronteras, más grande y más caro que las misiones de descubrimiento, pero más pequeño que el programa estrella. El costo de la misión (incluyendo las naves espaciales y el desarrollo de instrumentos, vehículos de lanzamiento, las operaciones de la misión, el análisis de datos, y la educación / difusión pública) es de aproximadamente 650 millones de dólares más de 15 años (de 2001 a 2016). Una anterior propuesta de la misión Pluto - Pluto Kuiper Express - fue cancelado por la NASA en 2000 por razones presupuestarias. Información relacionada con una visión general con el contexto histórico [3] se puede encontrar en la página web de IEEE y presenta los antecedentes y detalles, con más detalles con respecto a la de Júpiter fly-by. [4]
La nave fue construida principalmente por el Southwest Research Institute (SwRI) y la Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL). Investigador principal de la misión es Alan Stern (Administrador Asociado de la NASA, antes del Southwest Research Institute).
Control general, después de la separación del vehículo de lanzamiento, se lleva a cabo en la Misión del Centro de Operaciones (MOC) en el Laboratorio de Física Aplicada. Los instrumentos científicos son realizados por Clyde Tombaugh Ciencia del Centro de Operaciones (T-SOC) en Boulder, Colorado [5] de navegación, que no es en tiempo real, se lleva a cabo en las instalaciones de varias contratistas,. KinetX es el líder de la Nueva Horizontes de navegación equipo y es responsable de la planificación de los ajustes trayectoria como la velocidad de la nave hacia el exterior del Sistema Solar.
New Horizons fue planeado originalmente como un viaje a lo que era el único planeta inexplorado del sistema solar. Cuando se lanzó la nave, Plutón fue clasificado como un planeta todavía, que más tarde sería reclasificado como planeta enano por la Unión Astronómica Internacional (IAU). Algunos miembros del equipo de New Horizons, incluyendo a Alan Stern, de acuerdo con la definición de la IAU y aún describir a Plutón como el noveno planeta [6] Los satélites recién descubiertos de Plutón, Nix e Hydra, también tiene una conexión con la nave espacial:. Las primeras letras de sus nombres, N y H, son las iniciales de "Nuevos Horizontes". Descubridores de las lunas eligió estos nombres por este motivo, además de la relación de Nix e Hydra a la mitología de Plutón. [7]
Además de los equipos científicos, hay varios artefactos culturales viajar con la nave espacial. Estas incluyen una colección de 434.738 nombres almacenados en un disco compacto, [8], un trabajo de escalado SpaceShipOne Composites, [9] y una bandera de Estados Unidos, junto con otros recuerdos. [10] Uno de los pesos de recorte en la nave espacial es un Florida Estado trimestre.
Para conmemorar el descubrimiento de Plutón, una onza de las cenizas del descubridor de Plutón Clyde Tombaugh están a bordo de la nave, [11], mientras que uno de los paquetes de la ciencia (un contador de polvo) es el nombre de Venetia Burney, que de niño sugirió el nombre de Plutón después de su descubrimiento.

Misión de la ciencia

La nave lleva siete instrumentos científicos. Masa total es de 31 kg;. Potencia nominal es de 21 vatios (aunque no todos los instrumentos funcionan a la vez) [54]
Fundamentales en la física la Anomalía Pioneer

    Se demostró que New Horizons puede ser utilizado para probar el tema de la Anomalía Pioneer. [55]
Plutón Exploración de Teledetección de Investigación (PERSI)

    Este consta de dos partes: El telescopio Ralph, 6 centímetros de abertura, con dos canales separados: uno de luz visible de imagen CCD (MVIC-multiespectrales Cámara de Imagen Visible) con canales de banda ancha y de color, y un espectrómetro de imágenes de infrarrojo cercano, LEISA ( lineales Etalon Spectral Imaging Array). LEISA se deriva de un instrumento similar en el EO-1 de la misión. El segundo instrumento es un espectrómetro de imágenes ultravioleta, Alice. Alice se resuelve 1.024 bandas de longitud de onda en el ultravioleta lejano y extremo (de 180 a 50 nanómetros), más de 32 campos de la vista. Su objetivo es ver la composición atmosférica de Plutón. Este Alice se deriva de una Alicia de la misión Rosetta. Ralph, diseñado después, fue nombrado en honor del marido de Alice en la tercera edad. Ralph y Alice son nombres, no las siglas.
Plasma y de alta energía de partículas espectrómetro de suite (PAM)

    Dos instrumentos, que consta de SWAP (viento solar en Plutón), un analizador electrostático toroidal y un analizador de retardar el potencial, y PEPSSI (Plutón espectrómetro de partículas energéticas de Investigación de Ciencias), un tiempo de vuelo de iones y electrones del sensor. SWAP medidas de partículas de hasta 6,5 ​​keV, PEPSSI sube a 1 MeV. Debido a que el viento solar tenue en la distancia de Plutón, el instrumento SWAP tiene la mayor apertura de dicho instrumento volado nunca.
Radio Science Experiment (REX)

    REX se utiliza un oscilador de cristal de ultra estable (esencialmente un cristal calibrado en un horno en miniatura) y algo de electrónica adicional para llevar a cabo investigaciones de radio ciencia utilizando los canales de comunicación. Estos son lo suficientemente pequeños para caber en una sola tarjeta. Puesto que hay dos subsistemas de comunicaciones redundantes, hay dos tablas, idéntico circuito de REX.

Plutón sobrevuelo

Las observaciones de Plutón, con LORRI más Rafael, comenzará alrededor de 6 meses antes de la aproximación más cercana. Los objetivos serán sólo unos pocos píxeles de ancho. Esto debería detectar los anillos o cualquier lunas adicionales (con el tiempo a 2 kilómetros de diámetro), para evitar maniobras y orientación, y la programación de la observación. 70 días fuera, la resolución será superior a la resolución del Telescopio Espacial Hubble, con una duración dos semanas después del sobrevuelo. A largo plazo de imágenes se incluyen 40 km (25 millas) de mapeo de Plutón y Caronte 3,2 días fuera. Esta es la mitad del período de rotación de Plutón-Caronte y permiten obtener imágenes del lado de los dos cuerpos que se enfrenta fuera de la nave espacial en su máxima aproximación. La cobertura se repetirá dos veces al día, en busca de cambios debido a la nieve o criovulcanismo. Sin embargo, debido a la inclinación y la rotación de Plutón, una parte del hemisferio norte será en la sombra en todo momento.

Durante el sobrevuelo, LORRI debe ser capaz de obtener imágenes con una resolución de seleccionar hasta 50 m / px (si la distancia más cercana es alrededor de 10.000 km), y MVIC deben obtener cuatro mapas en color diurno mundial con una resolución de 1,6 km. LORRI y MVIC intentarán superposición de sus respectivas áreas de cobertura para formar pares estéreo. LEISA obtendrá hiperespectrales en el infrarrojo cercano mapas a 7 km / px nivel mundial y 0.6 km / pixel para las áreas seleccionadas. Mientras tanto, Alice va a caracterizar la atmósfera, tanto por las emisiones de las moléculas de la atmósfera (resplandor), y por el oscurecimiento de las estrellas de fondo a medida que pasan detrás de Plutón (ocultación).

Aproximación a Pluton

Durante y después del máximo acercamiento, intercambio y PEPSSI se muestra la alta atmósfera y sus efectos en el viento solar. VBSDC buscará polvo, infiriendo las tasas de meteoritos de colisión y los anillos invisibles. REX realizará la ciencia de radio activa y pasiva. Las estaciones de tierra en la Tierra transmitirá una señal de radio de gran alcance como la New Horizons pasa por detrás del disco de Plutón, entonces emerge en el otro lado. El plato de comunicación medirá la desaparición y reaparición de la señal. Los resultados se resolverá diámetro de Plutón (por su tiempo) y la densidad de la atmósfera y la composición (por su debilitamiento y el patrón de refuerzo). (Alice puede realizar ocultaciones similares, utilizando la luz solar en lugar de radiobalizas.) Las misiones anteriores de la nave había transmitir a través de la atmósfera, a la Tierra ("downlink"). De baja potencia y la distancia extrema significa New Horizons será la primera como "uplink" de la misión. La masa de Plutón y la distribución de masas será evaluado por su tirón en la nave espacial. Cuando la nave se acelera y se desacelera, la señal de radio experimentará un desplazamiento Doppler. El efecto Doppler se mide por comparación con el oscilador ultra estable en la electrónica de comunicaciones.

Luz solar reflejada por Caronte permitirá a algunas observaciones de imágenes del lado nocturno. Iluminación de fondo por el Sol hará hincapié en los anillos o brumas atmosféricas. REX realizará la radiometría del lado nocturno.

Inicial, alto nivel de compresión imágenes se transmiten en cuestión de días. El equipo científico seleccionará las mejores imágenes para su difusión pública. Imágenes sin comprimir se llevará alrededor de nueve meses [cita requerida] para transmitir, en función del tráfico de red del espacio profundo. Puede resultar, sin embargo, que pocos meses serán necesarios. El enlace de la nave espacial está demostrando ser más fuerte de lo esperado, y es posible que los dos canales de bajada pueden ser agrupados juntos para duplicar la velocidad de datos.

 Los objetivos primarios (requerido)

     Caracterizar la geología global y morfología de Plutón y Caronte
     Mapa de la composición química de las superficies de Plutón y Caronte
     Caracterizar la atmósfera neutra (no ionizado) de Plutón y su frecuencia de escape

La pérdida de cualquiera de estos objetivos constituye un fracaso de la misión.

Los objetivos secundarios (esperado)

     Caracterizar la variabilidad del tiempo de la superficie de Plutón y la atmósfera
     Selección de imágenes de Plutón y Caronte áreas en estéreo
     Mapa de las terminaciones (día / noche de fronteras) de Plutón y Caronte con una alta resolución
     Mapa de la composición química de seleccionar Plutón y Caronte áreas con alta resolución
     Caracterizar la ionosfera de Plutón, y su interacción con el viento solar
     Búsqueda de las especies neutras, como H2, hidrocarburos, HCN y otros nitrilos en la atmósfera
     La búsqueda de cualquier ambiente Caronte
     Determinar albedos bolométrica de bonos para Plutón y Caronte
     Mapa de temperaturas de la superficie de Plutón y Caronte

Se espera, pero exigió que no, que la mayoría de estos objetivos se cumplan.

Objetivos terciario (deseado)

     Caracterizan el entorno de partículas energéticas en Plutón y Caronte
     Refinar los parámetros de masa (radio, masas) y las órbitas de Plutón y Caronte
     Búsqueda de lunas adicionales, y los anillos de los

Estos objetivos se puede intentar, aunque pueden ser omitidos en favor de los objetivos mencionados. Un objetivo para medir cualquier campo magnético de Plutón fue eliminado. Un magnetómetro no pudo ser implementado dentro de un presupuesto razonable y el horario de masas, y SWAP y PEPSSI podía hacer un trabajo indirectos para detectar algunas campo magnético alrededor de Plutón.

cinturón de asteroides

Debido a la necesidad de conservar combustible para posibles encuentros con objetos del cinturón Kuiper después de que el sobrevuelo de Plutón, encuentros intencionales con los objetos del cinturón de asteroides no se habían previsto. Con posterioridad al lanzamiento, el equipo de Nueva Horizontes escaneados trayectoria de la nave para determinar si hay asteroides que, por casualidad, lo suficientemente cerca como para la observación. En mayo de 2006 se descubrió que la New Horizons pasará cerca de la pequeña asteroide 132524 APL el 13 de junio de 2006. El máximo acercamiento se produjo a las 4:05 UTC, a una distancia de 101.867 kilometros. El asteroide fue fotografiado por Ralph (el uso de LORRI en ese momento no fue posible debido a la proximidad al sol), que le dio al equipo la oportunidad de ejercer funciones de Ralph, y hacer observaciones de la composición del asteroide, así como curvas de luz y de fase. El asteroide fue estimado en 2,5 kilómetros de diámetro.

 Neptuno troyanos

Otros posibles objetivos son los troyanos de Neptuno. Trayectoria de la sonda a Plutón pasa cerca de punto final de Neptuno Lagrange ("L5"), que puede albergar a cientos de cuerpos en 01:01 resonancia con el planeta (el primero de 2008 LC18, fue descubierto en 2008). Si alguna troyanos de Neptuno se encuentran para ser lo suficientemente cerca para ser estudiada, las observaciones pueden ser planificados. Sin embargo, el paso de la nave espacial cerca de este punto de Lagrange se produce poco antes del encuentro con Plutón. Dependiendo de dónde está el objeto a lo largo de la trayectoria de la nave espacial New Horizons no tiene ancho de banda de bajada significativa, y por lo tanto libre de la memoria, los datos de encuentro de Troya.

 Los objetos del cinturón de Kuiper

New Horizons está diseñado para volar más allá de uno o más objetos del cinturón de Kuiper (KBO), después de pasar Plutón. Debido a la trayectoria de vuelo está determinada por el sobrevuelo de Plutón, con sólo un mínimo de hidracina restante, los objetos que se encuentran dentro de un cono, que se extiende desde Plutón, de menos de ancho de un grado, dentro de 55 UA. Últimos 55 UA, el enlace de comunicaciones se convierte en demasiado débil, y la potencia RTG se han deteriorado de manera significativa como para dificultar las observaciones. KBOs deseable será más de 50 km de diámetro, un color neutro (para comparar con el color rojizo de Plutón), y, si es posible, poseer una luna. Debido a que la población de KBOs parece bastante grande, varios objetos pueden calificar. Los grandes telescopios terrestres, como Pan-STARRS [62] y más tarde, el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos, se buscan objetivos hasta el sobrevuelo de Plutón, el punto de mira de Plutón, además de disparo de propulsor posterior, y luego determinará la trayectoria post-Plutón. La ciencia ciudadana Cazadores del Hielo proyecto es ayudar en la búsqueda de un objeto adecuado. [63] [64] [65] KBO observaciones sobrevuelo será similar a las de Plutón, pero se redujo debido a la poca luz, el poder y el ancho de banda.

 heliosfera

Siempre que sobrevive tan lejos, New Horizons es probable que siga las sondas Voyager para explorar la heliosfera exterior y la cartografía de la heliosfera y heliopausa.

A pesar de que se puso en marcha mucho más rápido que cualquier sonda hacia el exterior antes de que New Horizons nunca superará a la Voyager 1 como el hombre-el objeto más distante de la Tierra. Cerca sobrevuelos de Saturno y Titán dio la Voyager 1 con una ventaja adicional ayudar a su gravedad. Cuando Nuevos Horizontes llegue a la distancia de 100 UA, que se desplaza a unos 13 km / s, alrededor de 4 km / s más lento que el Voyager 1 en esa distancia.