Исследование карликовых планет
Исследование карликовых планет предполагает изучение этих небесных тел в пределах Солнечной системы . После того, как (МАС) реклассифицировал Плутон как карликовую планету в 2006 году Международный астрономический союз , исследования космоса все больше концентрировались на этих небесных телах.
В 2015 году важные вехи в исследовании карликовых планет были достигнуты с пролетом Плутона и Цереры космическими кораблями New Horizons и Dawn . [ 1 ] [ 2 ]
Технические требования
[ редактировать ]Исследование карликовых планет требует значительных топливных ресурсов, которые варьируются в зависимости от целевых небесных тел. [ 3 ] Однако были разработаны различные методы экономии топлива в зондах, путешествующих на большие расстояния.
Миссии на карликовые планеты во внешней части Солнечной системы требуют тщательного планирования и выполнения, при этом спящий режим космических кораблей используется специально для сохранения энергии для длительных межпланетных путешествий. Это позволяет космическому кораблю выдерживать длительное время полета, сохраняя при этом важные функции навигации и связи. [ 4 ] [ 5 ]
Успешные миссии к далеким карликовым планетам также требуют значительных запасов топлива на борту. Эти резервы имеют решающее значение для корректировки траектории, корректировки курса и выхода на орбиту по прибытии на целевую карликовую планету. Двигательные установки космического корабля должны обеспечивать необходимую тягу на большие расстояния, чтобы противостоять гравитационному воздействию небесных тел, встречающихся во время путешествия.
Гравитационная помощь имеет решающее значение для оптимизации траекторий космических кораблей и их ускорения к целевым карликовым планетам. Во время гравитационной помощи космический корабль использует гравитационное притяжение небесных тел, таких как планеты или луны , чтобы набрать скорость и изменить свою траекторию без затрат дополнительного топлива. Тщательное планирование этих маневров может значительно сократить время путешествия и потребность в топливе для достижения далеких карликовых планет. [ 6 ]
Кроме того, антенны с высоким коэффициентом усиления имеют решающее значение в освоении космоса, особенно при полетах к далеким небесным телам, таким как карликовые планеты. Они обеспечивают надежную связь между космическими кораблями и Землей на огромных межпланетных просторах. В отличие от обычных антенн, антенны с высоким коэффициентом усиления концентрируют диаграмму направленности в узкий луч , увеличивая мощность сигнала и скорость передачи данных. Эта функция жизненно важна для поддержания непрерывной связи с космическими кораблями, работающими в отдаленных уголках Солнечной системы, где радиосигналы значительно затухают. Используя антенны с высоким коэффициентом усиления, диспетчеры миссий могут получать важные научные данные и телеметрию от космических кораблей, исследующих карликовые планеты, что обеспечивает мониторинг и оперативный контроль в реальном времени. Кроме того, эти антенны облегчают обмен командами и инструкциями, позволяя космическому кораблю самостоятельно выполнять сложные маневры и научные наблюдения. [ 7 ]
Миссии облета
[ редактировать ]2010-е годы
[ редактировать ]Программа «Рассвет» (2015)
[ редактировать ]
В сентябре 2007 года космический корабль Dawn отправился в полет с космодрома 17 на мысе Канаверал. [ 8 ] с миссией по исследованию двух из трех крупнейших тел в поясе астероидов, 4 Весты и 1 Цереры . Спустя почти четыре года, Dawn вышел на орбиту Весты 16 июля 2011 года. Впоследствии, 5 сентября 2012 года, он завершил свою миссию Весты и отправился в путь к Церере. [ 2 ]
1 декабря 2014 года Dawn сделал снимки, показывающие расширенный диск вокруг Цереры. Впоследствии, в январе 2015 года, он скомпилировал серию изображений Цереры в покадровую анимацию , изображающую ее вращение , хотя и в низком разрешении . По итогам 26 января 2015 года Dawn получил изображения более высокого качества, чем те, что были получены наземными телескопами и космическим телескопом Хаббл . [ 9 ] Наконец, он вышел на орбиту Цереры 6 марта 2015 года. [ 2 ]
31 октября 2018 года «Рассвет» исчерпал свои запасы топлива и потерял связь с Землей. Следовательно, космический корабль останется на орбите Цереры как минимум до 2038 года. [ 2 ]
Программа «Новые горизонты» (2015)
[ редактировать ]
В 2006 году зонд «Новые горизонты» приступил к своей миссии по исследованию системы Плутона .
В 2007 году «Новые горизонты» выполнили гравитационный маневр с использованием Юпитера . Эта рогатка увеличила скорость зонда на 4 км/с (14 000 км/ч; 9 000 миль в час), сократив время его путешествия к Плутону на три года. [ 3 ]
4 февраля 2015 года аппарат «Новые горизонты» вошел в систему Плутона, получив изображения Плутона и его спутника Харона с расстояния примерно 203 000 000 км (126 000 000 миль). С апреля по июнь 2015 года аппарат «Новые горизонты» предоставил изображения более высокого качества, чем снимки с наземных телескопов и космического телескопа «Хаббл» . [ 10 ] [ 11 ]
14 июля 2015 года зонд «Новые горизонты» сделал фотографии Плутона крупным планом с расстояния 18 000 километров. Собранные данные были переданы обратно на Землю и получены 13 сентября 2015 года. [ 12 ] [ 13 ]
2040-е годы
[ редактировать ]ИПЦ-1 (2040 г.)
[ редактировать ]IHP-1 — это предлагаемый космический корабль в программе Шэньсуо , предназначенный для полета к Юпитеру , карликовой планете 50000 Квавар и его спутнику Вейвот , прежде чем отправиться в межзвездное пространство . [ 14 ]
Планируется, что IHP-1 будет запущен вместе с IHP-2 и предлагаемым IHP-3. [ 15 ] Запуск IHP-1, запланированный на май 2024 года, будет использовать гравитацию с Земли в октябре 2025 и декабре 2027 года. Затем в марте 2029 года он пролетит мимо Юпитера, направляясь к . носу гелиосферы На пути в межзвездное пространство он встретит 50 000 Кваваров и их спутник Вейвот в 2040 году. [ 15 ]
Предлагаемые зонды
[ редактировать ]| Космический корабль | Организация | Предлагаемый запуск | Тип | Примечания | Изображение | Ссылка(и). |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Орбитальный аппарат и спускаемый аппарат Плутона с поддержкой термоядерного синтеза |  НАСА |
Н/Д | Орбитальный аппарат / посадочный модуль | Зонд, оснащенный двигательной установкой Direct Fusion Drive (DFD), который планируется вывести на орбиту Плутона и приземлиться на него. |  |
[ 16 ] |
| Плутон Хоп, прыгай и прыгай | НАСА |
Н/Д | посадочный модуль | Зонд, предназначенный для посадки на Плутон, проводит параллели с предлагаемой миссией «Тритон Хоппер» . | Н/Д | [ 17 ] |
| Персефона | НАСА |
Н/Д | Орбитальный аппарат | Зонд, который будет вращаться вокруг Плутона в течение трех лет и исследовать возможность существования подземного океана , если он существует. | Н/Д | [ 18 ] |
Человеческие исследования
[ редактировать ]
Идея исследования карликовых планет человеком интриговала учёных с момента открытия Плутона в 1930 году . Несмотря на огромные расстояния и серьезные проблемы, достижения космических технологий могут сделать такие усилия возможными. Колонизация карликовых планет предлагает потенциальные экономические выгоды благодаря наличию редких и ценных руд . [ 19 ]
Добыча полезных ископаемых на карликовых планетах открывает значительные экономические возможности . Эти тела могут содержать редкие элементы и минералы, включая углеводороды и драгоценные металлы, такие как платина . [ нужна ссылка ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хауэлл, Элизабет (20 октября 2021 г.). «Новые горизонты: исследование Плутона и за его пределами» . Space.com . Проверено 27 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Уолл, Майк (1 ноября 2018 г.). «Рассвет мертв: у новаторской миссии НАСА в поясе астероидов кончилось топливо» . Space.com . Проверено 27 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Космический корабль «Новые горизонты», связанный с Плутоном, получает ускорение от Юпитера» . Джонс Хопкинс АПЛ. 28 февраля 2007. Архивировано из оригинала 13 ноября 2014 года . Проверено 27 мая 2024 г.
- ^ Боуман, Алиса (25 апреля 2010 г.). «Спящий режим космического корабля: концепция против реальности, точка зрения менеджера по эксплуатации миссии». « Космические операции Конференция 2010» . Конференция AIAA SpaceOps 2010. дои : 10.2514/6.2010-2161 . ISBN 978-1-62410-164-9 .
- ^ Уэст, Джон Л.; Аккомаццо, Андреа; Хмелевский, Артур Б.; Ферри, Паоло (28 июня 2018 г.). Разработка режима гибернации космических миссий: уроки, извлеченные из Розетты и других миссий по поиску пути с использованием спящего режима . Аэрокосмическая конференция IEEE 2018. дои : 10.1109/AERO.2018.8396812 .
- ^ Шортт, Дэвид (27 сентября 2013 г.). «Гравитационный помощник» . Планетарное общество . Проверено 28 мая 2024 г.
- ^ Зайна, Мэриленд Зейн; Хамза Ахмад; Дви Пебрианти; Махфуза Мустафа; Ни Рул Хасма Абдулла; Росдияна Самад; Мазия Мат Нох (2020). Материалы 11-го Национального технического семинара по технологиям беспилотных систем 2019: НУСИС'19 . Спрингер Природа. п. 535. ИСБН 978-981-15-5281-6 . Выдержка со страницы 535
- ^ «Отчет о состоянии одноразовой ракеты-носителя» . НАСА. 11 мая 2007 года. Архивировано из оригинала 23 июня 2017 года . Проверено 9 ноября 2013 г.
- ^ «Журнал «Рассвет» от 31 октября» . НАСА. 31 октября 2014. Архивировано из оригинала 20 января 2015 года . Проверено 18 января 2015 г.
- ^ НАСА (2015). «Хронология» . Информационный центр «Новые горизонты», Лаборатория прикладной физики Джона Хопкинса . Проверено 14 июля 2015 г.
- ^ Морринг-младший, Фрэнк (29 апреля 2015 г.). «Новые горизонты предоставляют изображения Плутона с лучшим разрешением, чем Хаббл» . Aviationweek.com . Проверено 14 июля 2015 г.
- ^ «Закат на Плутоне [Слайд-шоу]» . Научный американец . Проверено 17 сентября 2015 г.
- ^ «Плутон 'Wows' в захватывающей новой панораме с подсветкой» . 17 сентября 2015 года. Архивировано из оригинала 17 сентября 2015 года . Проверено 18 сентября 2015 г.
- ^ Джонс, Эндрю (16 апреля 2021 г.). «Китай запустит пару космических кораблей к краю Солнечной системы» . Космические новости . Космические новости . Проверено 29 апреля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б У, Вейрен; Хуан, Цзянчуань; Ван, Цзюбин; Ван, Цянь; Мэн, Линьчжи; Хуэй (09.01.2019). «Исследование границы Солнечной системы» . Scientia Sinica Informationis 49 ( 1): 1. doi : 10.1360 N112018-00273 ISSN 2095-9486 / S2CID 86476811 .
- ^ Следующая миссия к Плутону — орбитальный аппарат и посадочный модуль? . Нэнси Аткинсон, PhysOrg . 27 апреля 2017 г.
- ^ «Глобальная аэрокосмическая корпорация представит НАСА концепцию спускаемого аппарата на Плутон» . ЭврекАлерт! . Проверено 8 июля 2018 г.
- ^ «Новые видеоролики моделируют пролет Плутона и Харона; предлагается вернуться к Плутону» . Август 2021 г. Архивировано из оригинала 4 сентября 2021 г. Проверено 4 сентября 2021 г.
- ^ Беннингфилд, Дамонд (27 марта 2024 г.). «Карликовые планеты свидетельствуют о недавней геологической активности» . Эос . Проверено 27 мая 2024 г.