Uzdāvini zvaigznes!
Kā nokļūt līdz observatorijai (Small)
ZINĀŠANAI:

New Horizons ekspedīcija (3694/0)


Publicēts: 16.07.2003

Plutona dati: Diametrs: 2300 km Apriņķošanas laiks ap asi: 6,4 Zemes dienas Apriņķošanas laiks ap Sauli: 248 Zemes gadi Masa: 0.2% no Zemes Diametrs: 18% no Zemes Attālums no Saules: 39,5 reizes tālāk no Saules nekā Zeme Plutona orbīta atrodas 17,1 grādu slīpumā pret plakni, kurā Zeme rotē ap Sauli. Plutona attālums no Saules variē par 25%. 1999. gadā Plutons šķērsoja Neptūna orbītu, lai atkal kļūtu par vistālāko planētu Saules sistēmā.

 


Alans Šterns ir 45 gadus vecs. Viņam bija 32, kad viņš sāka plānot ekspedīciju uz Plutonu, kura tikko ir apstiprināta. Viņam būs 57, kad kosmiskais kuģis, ko viņš un kolēģi izstrādājuši, sasniegs šo planētu.

Vai garais ceļš uz Plutonu, zinātnieku vidū populāru planētu, bet kuru nekad nav apciemojies neviens kosmosa kuģis, ir tā vērts, lai gaidītu ceturtdaļgadsimta?

„Iepriekšējā pieredze liecina, ka izpētes misijām ir milzīga nozīme, arī mūsu iesīkstējošo viedokļu satricināšanai,” Šterns, New Horizons ekspedīcijas izgudrotājs, piebilda. „Jā, noteikti ir vērts gaidīt.”

Šterns dēvē New Horizons ekspedīciju par „pirmo Saules sistēmas trešās zonas izpēti,” kas ietvers reģionu aiz Zemei līdzīgām planētām un gāzes gigantiem.

Dziļais sasalums

Tā kā zondes palaišana tiek plānota 2006. gadā, Plutons tobrīd būs ceļā uz dziļu sasalumu, ar katru dienu aizvirzoties tālāk no Saules savā 248 gadu ilgajā eliptiskajā orbītā. Tādēļ Šternam un viņa kolēģiem no Duienvidrietumu izpētes institūta (SwRI), patlaban ir jāsacenšas ar laiku, lai izstrādātu un uzbūvētu zondi, palaisto to un savāktu datus un attēlus pirms planētas atmosfēra sasalst pilnībā uz diviem gadsimtiem.

Plānots, ka New Horizons savā galamērķī ieradīsies 2015. gadā.

Kopš 1989. gada Plutons dodas prom no Saules. 1999. gadā tas šķērsoja Neptūna orbītu, atkārtojot senseno rituālu, kas padara Plutonu par Saules sistēmas vistālāko planētu. Vidēji Plutons ir 39,5 reizes tālāk no Saules nekā Zeme.

Tā ir pasaule, uz kuras nonāk pavisam maz Saules enerģijas, un par kuru vēl mazāk ir zināms.

Neviens teleskops vai kosmosa kuģis nav ieguvuši labu Plutona attēlu. Pat cienījamais Habls redz tikai izplūdušu plankumu. Plutona atmosfēra tādēļ ir mīkla, bet tā virsma ir tikai neskaidri nojaušama. Astronomi nezina arī kā vai kādos apstākļos Plutons ir veidojies.

Kā planēta Plutons ir maza un dīvaina. Kā ledus klucis – liela, bet tomēr parasta tajos kosmosa laukos, kur tas apgrozās.

Planēta vai tikai klints bluķis?

Saules sistēmas iekšējā zona satur četras cietas, tā sauktās Zemes tipa planētas. No tām Marss ir vistālākā. Plutons, ledus un klints pasaule, atrodas Saules sistēmas reģionā, kurš tiek uzskatīts par mājvietu planētām, kuras veidotas no gāzes un ledus. Vēl interesantāk, ka Plutons caurstaigā reģionu, kur mitinās tūkstošiem ledus un klinšainu objektu, kas ietver gan asteroīdus, gan komētas.

Šo Kuipera joslas objektu (KBO) eksistenci pirmo reizi izvirzīja Džerards Kuipers aptuveni 50 gadus atpakaļ. Pirmais KBO tika atklāts 1992. gadā. Tagad ir zināms, ka tie apdzīvo telpu aiz Neptūna orbītas. Iespējams, ka ir vairāk nekā 100 tūkstoši objektu, kuru diametrs pārsniedz 100 kilometrus.

Šterns Kuipera joslu sauc par asteroīdu joslas, kura atrodas starp Marsu un Jupiteru, lielo brāli.

Plutons, kuru 1930. gadā atklāja Klaids Tumbo, iespējams tiktu klasificēts kā KBO nevis planēta, ja to atklātu mūsdienās. Astronomi uzsver vairākus iemeslus:

·          Plutona orbīta nav cirkulāra. Tā attālums no Saules variē par 25%. 2300 kilometrus platais klints gabals izriņķo augstu virs un zem Zemes un citu planētu orbītu plaknes. Astronomi ir aprēķinājuši, ka Plutona orbītas inklinācija ir 17,1 grādi.

·          Bet dīvainības ar to nebeidzas. Plutons ir vienīgā planēta, kura pavadonis – Šārons ir uz pusi mazāks kā Plutons – ir pietiekami liels, lai izveidotu bināro planetāro sistēmu, kad divi objekti riņķo ap punktu, kas atrodas starp tiem. Pluto un Šārons veic pilnu rotāciju ap asi 6,4 Zemes dienās, vienlaicīgi. Zinātnieki nezinā kā Plutons un Šārons, kas ir pilnībā atšķirīgi pēc uzbūves, ir kļuvuši saistīti gravitācijas saitēm. Iespējams, ka Šarons, gluži kā Zemes Mēness, ir atšķelts no galvenās planētas trieciena rezultātā. Tā patlaban ir vadošā teorija, bet ispējams, ka Plutons vienkārši ir savācis Šāronu.

·          Visbeidzot astronomi spekulē, ka Plutona – Šārona sistēmā varētu ietilpt arī citi pavadoņi, mazāki mēneši, kas veidojušies reizē ar to, vai kā KBO objekti noķerti vēlāk. Plānots, ka šā gada laikā tiks veikta rūpīga šī pieņēmuma izpēte.

Tuvumā

Tā kā Plutons ir cieši saistīts ar KBO un ceļo kopā ar tiem kosmosā, New Horizons ekspedīcijas laikā tiks pētīti abi. Patiesībā daži zinātnieki uzskata, ka Kuipera joslas izpēte ir svarīgāka. Kamēr KBO izpēte aizrauj zinātniekus, Plutona attēli ir tas, kas interesē publiku.

Ekspedīcija noritēs aptuveni šādi:

Gadu pirms sastapšanās ar Plutonu, New Horizons uzsāks Plutona un Šārona fotografēšanu. Tobrīd tie izskatīsies kā spoži punktiņi. Aptuveni trīs mēnešus pirms sastapšanās kosmosa kuģa kameras sāks iegūt pirmās Plutona kartes.

Ja Plutona atmosfēra lēnām sasals (patiesībā tagad pretstatā gaidāmajam novēro globālu sasilšanu), tad kosmosa kuģim būs iespēja fiksēt sezonālās izmaiņas laikā, kad tas pietuvosies planētai. Zinātnieki domā, ka viss, tas, kas lidinās virs planētas virsmas – lielākoties slāpeklis, oglekļa monooksīds, metāns un nedaudz ūdens ledus formā – kritīs lejup sniega veidā.

Šterns izteicās, ka Plutonam varētu būt visbriesmīgākie laika apstākļi no visām Saules sistēmas planētām.

Visbeidzot, New Horizons 2015. gadā pietuvosies Plutonam 9600 kilometru attālumā. Vissaspringtākā ekspedīcijas daļa, kā apgalvo zinātnieki, būs 24 stundu periods, kurā notiks šī pietuvošanās. Kosmosa zonde tai laikā meklēs ultravioletās emisijas Plutona atmosfērā, ģenerēs augstas izšķiršanas kartes planētai un tās pavadonim Šāronam. Vienlaicīgi notiks virsmas temperatūras un struktūras analīze.

Aptuveni pusstundas laikā zonde iegūs redzamā spektra un infrasarkanajam spektram tuvus attēlus, kuros iespējams būs izšķirt objektus ar atstatumu 60 metri. Tas pats tiks veikts ar Šāronu.

Daži no labākajiem zinātniskajiem datiem tiks iegūti brīdī, kad zonde attālināsies no planētas, kad kosmosa kuģis lūkosies uz Plutona tumšo pusi, meklējot dūmaku atmosfērā un iespējamos gredzenus. Silueta skati iespējams palīdzēs saprast cik gludi vai nelīdzeni ir abi objekti.

Kad zonde būs pilnībā palidojusi garām planētai, sāksies otra ekspedīcijas fāze, kas vēl nav pilnībā izstrādāta. Tās mērķis būs kāds no KBO, kuru astronomiem vēl jāatrod. Plānots, ka kosmosa kuģis varētu palidot garām kādam KBO, kas būtu vismaz 50-100 kilometrus diametrā. New Horizons veiks tos pašus izmeklējumus, kādus veica pie Plutona.

Šterns uzskata, ka līdz 2015. gadam Plutons un Kuipera josla tiks izpētīta pamatīgāk un jaunā informācija tiks izmantota, lai maksimizētu zinātnes ieguvumu no plānotās ekspedīcijas.

Kuipera joslā ir milzums daudz atlieku no laikiem, kad veidojās Saules sistēma un pati Saule.

Šterns uzskata, ka joslā kopumā savulaik ir bijis pietiekami daudz materiāla, lai izveidotu vēl vienu Neptūna izmēra planētu. Tomēr kaut kādu iemeslu dēļ lielākā masas daļa ir zudusi. Un 10tā planēta neizveidojās, lai gan vienmēr tā parādās datorsimulācijās.

Kas notika? Kaut kas izjauca Kuipera joslu aptuveni 4 miljardus gadus atpakaļ. Iespējams Neptūna izveidošanās izraisīja gravitācijas nobīdi, kā rezultātā 10 planēta, kas veidojās tika sarauta gabalos. Iespējams, ka Neptūns ir izgrūdis dažus lielākos planētu iedīgļus, vienlaicīgi izgrūžot daļu no Kuipera joslas. Iespējams, ka ir vēl kāds iemesls.

Šterns paredz, ka Plutona – Šārona sistēmas un kāda KBO izpēte palīdzēs atrisināt „trūkstošās” planētas jautājumu.

Vispirms, labs ieskrējiens

Ceļš uz Plutonu nebūs taisns. Tāpat kā citu kosmosa kuģu gadījumā, kuri ceļo aiz Marsa orbītas robežām, dabīgais ieskrējiens, ko nodrošina planētu gravitācijas spēks, palīdzēs ekonomēt degvielu un līdz ar to arī izmaksas.

Zonde vispirms dosies uz Jupiteru, kur veiks nelielu Joviāna mēnešu izpēti. Citādi New Horizons lielāko ekspedīcijas daļu pavadīs bezdarbībā. Ierodoties pie Jupitera aptuveni gadu pēc palaišanas, kosmosa kuģis aplidos ap planētu un nozags nedaudz tās orbitālo enerģiju, lai līdzīgi kā akmens no lingas dotos jaunā un ātrākā ceļojumā uz Plutonu.

Tagad, kad ir apstiprināts finansējums, ir sākusies kosmosa kuģa izstrādes fāze. Nākamā gada sākumā tiek plānots, ka zonde tiks salikta kopā Džona Hopkinsa universitātē. Dažus no instrumentiem uzbūvēs Stenfordas universitātē, dažus NASA kosmisko lidojumu centrā.

New Horizons sev līdzi vedīs četras instrumentu grupas. Zonde spēs redzēt redzamās gaismas, ultravioletajā un infrasarkanajā spektrā. Radio detektors paredzēts Plutona atmosfēras un virsmas temperatūras zondēšanai. Daļiņu uztvērēji palīdzēs noķert dažus paraugus no materiāla, kas atrāvies no atmosfēras kosmosā.

Zonde ar Zemi, kura atradīsies 7,5 miljards kilometru attālumā, sazināsies izmantojot 2,5 metru platu šķīvjveida antenu.

Protams, neviena misija nav noritējusi bez kļūmēm, bet Šterns tic, ka ceļojums uz Plutonu būs viens no veiksmīgākajiem.

Publikas mīlulis

1990ajos gados NASA izskatīja vairāku veidu kosmosa kuģus, sākot no ļoti lieliem, līdz niecīgiem, kas paredzēti Plutona ekspedīcijai. Finansējums tika samazināts, līdz ar to 2000. gada rudenī projekts tika iesaldēts. Zinātnieku un pat skolēnu reakcija lika NASA izanalizēt lēmumu. Aģentūra izsludināja konkursu, kurā piedāvājuma finansējuma maksimālā pieļaujamā robeža bija 500 miljoni dolāru.

New Horizons, kuru izstrādāja Šterns ar kolēģiem, tika izvēlēts 2001. gada beigās. Bet pat pagājušā gada beigās NASA un prezidents Bušs centās šo projektu apturēt. Zinātnieki un publika turpināja cīnīties. Daļēji tādēļ, ka viņi baidījās, ka zaudēs iespēju izpētīt planētu, jo Plutons uz pāris gadsimtiem ieies dziļā sasalumā fāzē.

Luiss Frīdmens, Planetārās apvienības direktors, kas aktīvi aģitēja par New Horizons projektu, bija stāvā sajūsmā, kad uzzināja, ka ekspedīcijai ir apstiprināts finansējums.

Frīdmens piezīmēka, ka saprot kādēļ New Horizons budžeta apstiprināšana ir notikusi samērā nemanāmi. Valdības negatīvā reakcija uz NASA 2004. gada pieprasīto finansējumu pēc Kolumbijas traģēdijas ir visai saprotama. NASA plānos ietilpst milzīgu līdzekļu novirze jaunu kodoldzinēju izstrādei un Jupitera pavadoņu izpētes ekspedīcijai.

„Iespējams, ka tas ir necils gadījums,” Frīdmens komentēja New Horizons apstiprināšanu, „bet tā ir milzīga uzvara, kuru esam ieguvuši ilgā un grūtā cīņā.”

Kongress iekļāva ekspedīcijas izmaksas 2003. gada budžetā. Bušs ir parakstījis atļauju. Tas garantē sākotnējos 110 miljonus dolāru finansējumu. Papildus finansējums ir iekļauts 2004. gada budžetā.

Planetārā apvienība aktīvi aģitēja par šo misiju, savācot tūkstošiem parakstu no cilvēkiem, kurus vēlāk nosūtīja kongresam.

„Cilvēki tiešām vēlējās šo ekspedīciju,” skaidroja Frīdmens, piebilstot, ka Plutons ir aizskāris neparastu stīgu cilvēku iztēlē. „Fakts, ka cilvēki vēlējās lai projekts tiktu īstenots, ir liels prieks mums visiem.”

Šterns savukārt nekad nebija iedomājies, ka ieņems tik ievērojamu lomu Saules sistēmas ārējās daļas izpētē. „1989. gadā es nedomāju, ka tas viss šādi izvērtīsies,” stāstīja New Horizons komandas vadītājs. „Es biju plānojis, ka mēs palaidīsim zondi dažos gados, nu kaut kur uz 1996. līdz 2001. gadam, un mana vieta nebūtu nekas izcils, iespējams tikai viens no kosmosa kuģa daudzo instrumentu uzraudzītājiem.”

Tā vietā Šterns ir pazīstama persona, kas pārstāv pirmo ekspedīciju uz Plutonu, cilvēku izvēlēts pārstāvis. Viņš pats gan uzsver, ka bez pārējās komandas New Horizons nekad nebūtu nonācis pat līdz šim posmam.

„Ši nav mana ekspedīcija,” viņš teica. „Tas ir kaut kas, kurā iesaistīti daudzi, daudzi simti cilvēku no NASA, APL, SwRI, Ball Aerospace, Enerģētikas departamenta un zinātnes sabiedrības kopumā. Daudzi no mums ir strādājuši vairāk nekā 10 gadus, lai šo projektu īstenotu.”

 

SPACE.com

Komentāri






Atļauts izmantot: <b><i><br>Manas domas:


SEKOJIET MUMS
NENOKAVĒ!
MĒNESS FĀZE