الفلك

كيف التقطت نيو هورايزونز مثل هذه الصور المضاءة جيدًا لبلوتو؟

كيف التقطت نيو هورايزونز مثل هذه الصور المضاءة جيدًا لبلوتو؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

صور بلوتو من نيو هورايزونز جميلة حقًا.

لكن بالنظر إلى أن بلوتو بعيد جدًا عن أقرب بداية له - شمسنا - كيف تضاء جيدًا؟

هل كان لدى نيو هورايزونز فلاش ضخم مثبت على كاميرتها لإضاءة الكوكب أم أن هناك الكثير من الضوء المحيط في الفضاء؟

أنا فضولي حقًا.


إنه أكثر إشراقًا على بلوتو مما تعتقد.

طورت وكالة ناسا أداة تسمى بلوتو تايم ، والتي تخبرك عندما تكون ظروف الإضاءة المحيطة في مكانك مماثلة لتلك الموجودة على بلوتو. يحدث هذا عندما تكون الشمس تحت الأفق بمقدار درجتين فقط! هذا بعد غروب الشمس بوقت قصير ، وقبل نهاية الشفق المدني بشكل كبير ، وهو عندما تكون درجة الحرارة 6 درجات أدناه.

تم التقاط كل هذه الصور في "توقيت بلوتو" المحلي:


توقيت بلوتو ، حسب وكالة ناسا. المصدر: ناسا

للإجابة على سؤالك: كل ما يتطلبه الأمر هو وقت تعريض أطول قليلاً / فتحة عدسة أكبر / كسب أعلى (ما قد يسميه المصورون ISO) من التقاط صور أقرب إلى الشمس. من السهل أن يكون ساطعًا بما يكفي للأنشطة الخارجية (باستثناء ربما في أمسية غائمة و / أو في غابة كثيفة ، ولكن لا ينبغي أن يكون أي منهما شائعًا خارج مدار نبتون) ، لذا استمتع بالتنزه في الأنهار الجليدية على بلوتو!


لماذا ليست صور بلوتو أكثر قتامة من تلك الموجودة في الكواكب الأخرى؟

مثلما تتناقص شدة ضوء الشمعة مع المسافة ، أتوقع أن يضيء ضوء الشمس الكواكب البعيدة بدرجة أقل من الكواكب الأقرب. ومع ذلك ، فإن صور بلوتو من نيو هورايزونز لا تبدو "أغمق" من صور الكواكب الأخرى. هل تم تحرير الصور بطريقة ما لتصحيح الإضاءة المنخفضة؟ أم أن هناك شيئا آخر يحدث؟ كان تفكيري الأول هو أنه يمكن حل هذه المشكلة من خلال التعرض الطويل لكل صورة ، لكنني أتخيل أن ذلك قد يتسبب في حدوث مشكلات ضبابية نظرًا لسرعة المسبار.


تكشف صور New Horizons المذهلة عن الغلاف الجوي لسطح بلوتو

تكشف الصور الجديدة المذهلة التي التقطها مسبار الفضاء نيو هورايزونز التابع لوكالة ناسا عن جليد متدفق وجو ضبابي.

تُظهر الصور الجديدة المذهلة لبلوتو التي التقطتها مركبة الفضاء نيو هورايزونز التابعة لناسا الجليد المتدفق ، وسطحًا معقدًا مغطى بسلاسل جبلية وجو بعيد المدى بشكل مدهش.

في مؤتمر صحفي اليوم (24 يوليو) ، تحدث أعضاء فريق New Horizons عن العلم الجديد المذهل الذي تم سحبه من البيانات التي تم جمعها بواسطة المسبار ، والذي أجرى أول رحلة طيران على كوكب بلوتو في التاريخ في 14 يوليو. من بين النتائج الأخرى ، أعلن العلماء عن مفاجآت كبيرة في دراسة الغلاف الجوي لبلوتو ، وكذلك اكتشاف ما يبدو أنه يتدفق من حقول الجليد في "قلب" بلوتو.

وقال آلان ستيرن ، المحقق الرئيسي في نيو هورايزونز ، في المؤتمر الصحفي إن "بلوتو لديه قصة معقدة للغاية ليحكيها". "هناك الكثير من العمل الذي يتعين علينا القيام به لفهم هذا المكان المعقد للغاية." [صور بلوتو وأقماره]

إحدى الصور الجديدة التي تم إصدارها اليوم هي منظر عالمي رائع يُظهر نصف سطح بلوتو ، مضاءً بأشعة الشمس ، مع منطقة على شكل قلب تُعرف بشكل غير رسمي باسم Tombaugh Regio في الربع السفلي الأيسر. تُظهر الصورة الجديدة ميزات على السطح تصل إلى 1.4 ميل (2.2 كيلومتر) ، أو ضعف دقة صورة مماثلة تم إصدارها في 13 يوليو.

تُظهر الصورة سطح بلوتو "بلون حقيقي" ، أو كما يبدو للعين البشرية. فهو يجمع البيانات من جهاز التصوير الاستطلاعي طويل المدى (LORRI) من New Horizons وأجهزة Ralph.

مع نمو محفظة كامالا هاريس ، يزداد التدقيق كذلك

يظهر بلوتو وأكبر أقماره ، شارون ، معًا في صورة جديدة "ملونة حقيقية" تسلط الضوء على التدرج اللوني المحمر لبلوتو مقارنة بدرجات اللون الرمادي لشارون. يعتقد العلماء أن اللون الأحمر لبلوتو هو نتيجة الجسيمات التي تشكلت في غلافه الجوي ، من خلال تفاعل الميثان مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية. تلتصق الجسيمات ببعضها البعض ، وتزداد ثقلها ، وفي النهاية تمطر على السطح.

من ناحية أخرى ، تشير الملاحظات الجديدة لشارون إلى أن الغلاف الجوي له "أقل بكثير من جو بلوتو ، إن وجد" ، على حد قول ستيرن. وسيرسل المسبار المزيد من البيانات عن الغلاف الجوي لشارون في سبتمبر.

قال ستيرن: "في الوقت الحالي ، كل ما يمكننا قوله هو أنه جو أكثر خلخًا [من جو بلوتو]". "قد تكون هناك طبقة نيتروجين رقيقة في الغلاف الجوي ، أو ميثان ، أو بعض المكونات الأخرى. ولكن يجب أن تكون ضعيفة جدًا مقارنة بلوتو - مرة أخرى ، تؤكد على مدى اختلاف هذين الجسمين على الرغم من ارتباطهما الوثيق بالفضاء."

في صورة مذهلة مأخوذة من الجانب البعيد من بلوتو ، حيث يحجب الكوكب القزم الشمس ، يمكن للعلماء رؤية ضباب في الغلاف الجوي لبلوتون.

قال مايكل سمرز ، المحقق المشارك في نيو هورايزونز في جامعة جورج ميسون في فيرفاكس ، فيرجينيا ، في المؤتمر الصحفي اليوم: "هذه واحدة من أولى صورنا لجو بلوتو. [لقد] أذهل فريق المواجهة". "لمدة 25 عامًا ، عرفنا أن بلوتو له غلاف جوي. لكنه معروف بالأرقام. هذه هي صورتنا الأولى. هذه هي المرة الأولى التي رأيناها فيها حقًا. كانت هذه الصورة التي كادت أن تجلب الدموع إلى عيون علماء الغلاف الجوي في فريقنا ".

ينتج الضباب عن الجزيئات التي يعتقد العلماء أنها ستسقط في النهاية على السطح وتعطي بلوتو لونه المحمر. يمتد الضباب لمسافة 100 ميل (160 كم) على الأقل فوق سطح بلوتو ، أو أعلى بخمس مرات مما توقعته النماذج ، وفقًا لسومرز ، الذي وصف هذا الاكتشاف بأنه "مفاجأة كبيرة". وقال إن العلماء اعتقدوا في السابق أن الطبقات العليا من الغلاف الجوي ستكون أكثر دفئًا من أن تتشكل ضباب.

قال سمرز في بيان صادر عن ناسا: "سنحتاج إلى بعض الأفكار الجديدة لمعرفة ما يحدث".

في مجموعة أخرى من الصور الجديدة ، كشف العلماء عما يبدو أنه مجال واسع من الأنهار الجليدية تتدفق عبر سطح بلوتو. يمكن رصد الحقل الجليدي المتدفق بسهولة في صور الكوكب القزم: إنه الفص العلوي الأيسر الناعم ذو اللون الفاتح للمنطقة على شكل قلب - وهي منطقة معروفة بشكل غير رسمي باسم Sputnik Planum. [حلق فوق جبال هيلاري في بلوتو وسهل سبوتنيك (فيديو)]

يعتقد العلماء أنه على عكس الأنهار الجليدية على الأرض ، فإن الجليد في سبوتنيك بلانوم مصنوع من النيتروجين وأول أكسيد الكربون والميثان. قال بيل ماكينون ، من جامعة واشنطن في سانت لويس ، نائب القائد ، إنه عند درجة حرارة متجمدة تبلغ حوالي 390 درجة فهرنهايت (ناقص 235 درجة مئوية) ، فإن جليد الماء "لن يتحرك في أي مكان" ، لأنه صلب للغاية وهش بحيث يتعذر التدفق. من فريق New Horizons للجيولوجيا والجيوفيزياء والتصوير.

وقال ماكينون إنه حتى في مثل هذه درجات الحرارة المنخفضة ، فإن جليد النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والميثان "رخو ومرن من الناحية الجيولوجية". في المؤتمر الصحفي ، أظهر ماكينون مناطق بالقرب من الحافة العلوية اليسرى للمنطقة على شكل قلب حيث يمكن رؤية الجليد وهو يزحف حول حواجز جيولوجية أخرى ويملأ الحفر. وقال إن الصور تظهر "أدلة قاطعة" على تدفق الجليد الذي ربما لا يزال يحدث على سطح بلوتو اليوم.

قال ماكينون: "رؤية دليل على نشاط جيولوجي حديث هو مجرد حلم يتحقق". "إن ظهور هذه التضاريس ، والافتقار التام للحفر الصدمية على سبوتنيك بلانوم ، يخبرنا أن هذه وحدة حديثة العهد حقًا."

لاحظ ماكينون أيضًا اكتشافًا آخر مثيرًا للاهتمام ظهر من بيانات New Horizons: بلوتو قريب جدًا من كونه كرويًا تمامًا.

قال ماكينون: "لا يمكننا في الواقع اكتشاف أي انحراف أو انحراف في الجسم". وقال إن العديد من الأجسام الأخرى في النظام الشمسي بها تشوهات في استدارتها ، والتي "تخبرك عن تاريخها".

وأضاف ماكينون: "ربما كان بلوتو يدور بسرعة كبيرة جدًا بعد ما نعتقد أنه اصطدام عملاق أدى إلى تكوين [شارون]" ، مشيرًا إلى أن قوة الجاذبية بين الجسمين على بعضهما البعض ، بمرور الوقت ، أبطأ الدوران السريع لبلوتو.

اقترب المسبار الفضائي نيو هورايزونز من أقرب نقطة له إلى بلوتو في 14 يوليو. وستستغرق مجموعة البيانات الكاملة التي جمعها أثناء تحليقه فوق الكوكب القزم 16 شهرًا لإعادة تنزيلها إلى الأرض. قال أعضاء فريق المهمة إن التنوع الكبير في الميزات الموجودة على سطح بلوتو يطرح العديد من الأسئلة التي ستبقي العلماء مشغولين لسنوات قادمة.


أبحث عن هدف flyby رقم ثلاثة

بدأ فريق New Horizons بالفعل البحث عن KBO أخرى على طول مسار المركبة الفضائية ، باستخدام الصور الملتقطة بواسطة أدوات قوية مثل Subaru Telescope في هاواي. شدد ستيرن على أن التحليق الثالث هو طلقة طويلة ، بالنظر إلى قلة عدد سكان حزام كايبر ، لكنه وزملاؤه يبذلون كل ما في وسعهم لتعزيز احتمالاتهم.

على سبيل المثال ، أعضاء فريق المهمة J.J. بدأ Kavelaars و Wes Patrick مؤخرًا في تطبيق تقنيات التعلم الآلي للبحث عن أجسام حزام كايبر لدراستها ، من مسافة بعيدة وعن قرب.

عندما أعاد الثنائي "إعادة تشغيل بيانات البحث لعام 2020 من خلال أدوات برمجتهما الجديدة ، لم يعمل فقط أسرع 100 مرة ، ولكنه اكتشف العشرات من أجسام حزام كايبر الجديدة التي لم يجدها الباحثون البشريون في صور البحث!" كتب ستيرن في تحديث المهمة الشهر الماضي. "سنستفيد من هذه الأداة الجديدة المهمة مرة أخرى في وقت لاحق من هذا العام ، والعام المقبل وبعد ذلك أيضًا."

حتى لو لم يظهر أي هدف مناسب للطيران ، سيكون أمام نيو هورايزونز الكثير لتفعله خلال الأشهر والسنوات القادمة. قال ستيرن إن المسبار قد رصد بالفعل ما يقرب من 30 من أجسام حزام كايبر حتى الآن من بعيد ، وسوف يدرس ثلاثة أخرى الشهر المقبل إذا سارت الأمور وفقًا للخطة.

ستكون حملة مايو "لبنة أخرى في جدار بناء مجموعة ذات صلة إحصائيًا من أجسام حزام كايبر التي درسناها بطرق لا يمكنك القيام بها إلا من خلال التواجد في حزام كايبر ، إما عن طريق المدى القريب أو نتيجة قال ستيرن: "الزوايا المختلفة التي نرى الأشياء فيها". "نحن نبني قاعدة البيانات هذه. إنها إرث."

ستقوم نيو هورايزونز بأعمال أخرى أيضًا. سيستمر في جمع البيانات حول أورانوس و نبتون، على سبيل المثال ، واستمر في تمييز بيئة حزام كويبر ، وهو عالم اكتشفه عدد قليل جدًا من المجسات حتى الآن. وبشرط أن تظل بصحة جيدة وتستمر وكالة ناسا في الموافقة على تمديد المهمة ، فإن نيو هورايزونز ستعلم العلماء عن العوالم خارج حزام كايبر ، الذي يعتقد أن الحافة الخارجية منه تقع على بعد حوالي 70 وحدة فلكية الشمس.

قال ستيرن إن نيو هورايزونز ستصل إلى تلك الحدود في أواخر عام 2020. من المحتمل أن تكون المركبة الفضائية قادرة على الوصول إلى 100 وحدة فلكية أو نحو ذلك بحلول الوقت الذي تنفد فيه طاقتها في أواخر العقد الثالث من القرن الحالي ، مما يعزز مكانتها في تاريخ الاستكشاف.

قال ستيرن: "قلنا إننا سنبني مركبة فضائية يمكنها الطيران عبر النظام الشمسي واستكشاف عوالم جديدة". "وقد فعلنا ذلك ، وما زلنا نفعل ذلك. لكن عندما أنطق الكلمات - تبدو مثل خيال علمي ، لكنها ليست كذلك."

مايك وول هو مؤلف "في الخارج"(جراند سنترال للنشر ، 2018 برسم كارل تيت) ، كتاب عن البحث عن حياة غريبة. تابعه على Twittermichaeldwall. تابعنا على TwitterSpacedotcom أو Facebook.


بعد خمس سنوات من تحليق نيو هورايزونز ، يقوم العلماء بتقييم المهمة التالية إلى بلوتو

قبل خمس سنوات ، قامت مركبة الفضاء نيو هورايزونز التابعة لوكالة ناسا بإطلاق البراميل من بلوتو في لقاء عالي السرعة أعطى البشرية أول نظرة عابرة عن قرب إلى العالم البعيد ، حيث وجدت أنهارًا جليدية وجبالًا من الجليد المائي. يخطط العلماء الآن لكيفية العودة.

حلقت نيو هورايزونز على بعد 7800 ميل (12550 كيلومترًا) من بلوتو في 14 يوليو 2015 ، بعد أكثر من تسع سنوات من مغادرتها الأرض في مسار سريع جعل المركبة الفضائية الأسرع على الإطلاق حتى ذلك الوقت.

التقطت البعثة صورًا عديدة ، كشفت عن نشاط جيولوجي غير متوقع على بلوتو ، وسلاسل جبلية وعرة مصنوعة من جليد مائي متصلب ، وحقول كثبان تحتوي على الميثان المتجمد ، وهو أكبر نهر جليدي في النظام الشمسي.

مهمة نيو هورايزونز هي أول مهمة تزور حزام كايبر ، وهي حلقة من العوالم الصغيرة الجليدية الواقعة خارج مدار نبتون. بعد أن تجاوزت بلوتو ، أكبر عالم في حزام كايبر ، تحركت المركبة الفضائية التي تعمل بالبلوتونيوم بعيدًا عن الشمس وحلقت بجوار جسم على شكل حبة الفول السوداني يُدعى أروكوث في الأول من يناير 2019.

يقع أروكوث على بعد مليار ميل من بلوتو ، ويقول العلماء إن الأدلة تشير إلى أن الفصين اللذين يشكلان الجسم الذي يبلغ طوله 22 ميلاً (36 كيلومترًا) قد تكونا بالقرب من بعضهما البعض بعد وقت قصير من ولادة النظام الشمسي قبل 4.5 مليار سنة ، ثم اندمجت معًا بسرعة نسبية بطيئة نسبيًا. من شأن ذلك أن يجعل أروكوث عالمًا بدائيًا من المحتمل أن يظل على حاله لمليارات السنين.

تستمر نيوهورايزونز في التعمق أكثر في النظام الشمسي الخارجي ، وتجري عمليات رصد بعيدة المدى لأجسام أخرى في حزام كايبر وتقيس سلوك الرياح الشمسية على مسافات أبعد من الشمس.

& # 8220 أعتقد أن النظام الشمسي وفر فعليًا الأفضل للأخير مع بلوتو ، & # 8221 كتب آلان ستيرن ، الباحث الرئيسي في مهمة New Horizons # 8217s التابعة لناسا. بالطبع ، أنا & # 8217m متحيز قليلاً & # 8212 لأننا جميعًا في New Horizons & # 8212 لكن يمكنني & # 8217t التفكير في طريقة أكثر جمالًا وثراءً علميًا لإكمال الحقبة الأولى لاستطلاع الكواكب ، والتي بدأت وكالة ناسا في عام 1962 بأول زيارة لأي كوكب - كوكب الزهرة. & # 8221

في غضون ساعات قليلة ، جمعت نيو هورايزونز مناظر حادة لجبال بلوتو والتدفقات الجليدية الظاهرة ، ولاحظت الغلاف الجوي الضعيف ، وصورت أقمار بلوتو الخمسة ، بما في ذلك أكبر رفيق لها تشارون.

& # 8220 لقد استغرق الأمر 16 شهرًا لإعادة جميع بيانات نظام بلوتو مرة أخرى ، ولكن بحلول أواخر عام 2016 ، كان الحجم الكامل للبيانات الثمينة موجودًا هنا على الأرض ، كتب & # 8221 ستيرن. & # 8220 الآن ، بعد خمس سنوات من العمل لتحليل تلك البيانات ، يتزايد تقديرنا وفهمنا لبلوتو وأقماره. & # 8221

أشارت البيانات التي أرسلتها نيو هورايزونز إلى أن بلوتو يحتمل أن يأوي محيطًا جوفيًا من المياه السائلة ، وهو اكتشاف غير متوقع للغاية. يحتوي حوض مليء بالأنهار الجليدية يسمى Sputnik Planitia على الجليد & # 8220cells & # 8221 الذي يبدو أنه ينقلب في عملية تسمى الحمل الحراري ، وهو دليل على أن أجزاء من سطح بلوتو & # 8217 يتم تجديدها من خلال عمليات جيولوجية نشطة.

اكتشف نيو هورايزونز أيضًا قمتين جبليتين على بلوتو لهما حفر مركزية عميقة. قد تكون علامات على أن البراكين قد اندلعت على بلوتو ، ولكن بدلاً من إطلاق الحمم الساخنة ، من المحتمل أن يكونوا قد أطلقوا تدفقات المياه المتدفقة المتجمدة اللزجة.

لكن نيو هورايزونز لم تلقت سوى نظرة سريعة على بلوتو ، والعلماء حريصون على إرسال مهمة أخرى للدوران حول العالم البعيد. ستكلف مثل هذه المهمة مليارات الدولارات ، وتنتظر وكالة ناسا توصية من الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب بشأن مهام الكواكب الروبوتية التي يجب أن تبدأ الوكالة في تطويرها في العقد المقبل.

من المتوقع أن تصدر الأكاديميات الوطنية & # 8217 مسحًا عقديًا للكواكب تقريرها في عام 2022. تتمثل سياسة ناسا و # 8217s في اتباع الاستطلاع العقدي وتوصيات # 8217s بشأن مهام علوم الكواكب من الدرجة الأولى التي يجب على الوكالة متابعتها بعد ذلك.

كانت أهم أولويتين في تقرير المسح العقدي الأخير للكواكب ، الذي صدر في عام 2011 ، هما مهمة عودة عينة المريخ لجمع عينات للعودة إلى الأرض ، ومركبة مدارية لزيارة كوكب المشتري والقمر الجليدي يوروبا. تطورت هذه المفاهيم لتصبح المركبة الجوالة NASA & # 8217s المثابرة ، المقرر إطلاقها في وقت لاحق من هذا الشهر ، لجمع عينات المريخ ، تليها بعثات أمريكية أوروبية مشتركة ستطلق في وقت لاحق في عام 2020 لإعادة العينات إلى الأرض.

أصبح مفهوم مهمة يوروبا في النهاية مهمة يوروبا كليبر ، التي تطورها ناسا لإطلاقها في أقرب وقت في عام 2024.

قامت وكالة ناسا بتمويل 11 دراسة لمفهوم مهمة كوكبية للنظر فيها من قبل لجنة المسح العقدية التالية. تتضمن القائمة مركبة هبوط آلية إلى عطارد ، ومهمة فينوس الرائدة ، وشبكة من المجسات لدراسة جيولوجيا القمر و # 8217s ، ومركبة قمرية طويلة العمر يمكن أن تقطع أكثر من 1000 ميل عبر سطح القمر # 8217s ، والبعثات إلى المريخ ، الكويكبات ، قمر زحل إنسيلادوس ، نبتون وقمره تريتون ، وبلوتو.

قادت كارلي هاويت ، وهي عضو في فريق نيو هورايزونز العلمي من معهد ساوثويست للأبحاث ، دراسة المفهوم لمركبة مدارية محتملة يمكنها الطيران إلى بلوتو. بتكلفة تقديرية تبلغ 3 مليارات دولار & # 8212 لا تشمل نفقات الإطلاق & # 8212 ، تم تسمية مفهوم المهمة بيرسيفوني ، زوجة بلوتو وملكة العالم السفلي في الأساطير الكلاسيكية.

& # 8220 نريد العودة واستكشاف نظام بلوتو وحزام كايبر ، & # 8221 هاويت قال في 1 يونيو في عرض تقديمي إلى NASA & # 8217s Small Bodies Assessment Group ، مجتمع من العلماء المهتمين بالبحث في الكويكبات والمذنبات وكويبر حزام. & # 8220 بالطبع ، قامت New Horizons بعمل رائع في استكشاف نظام بلوتو في عام 2015 ، وكنت في هذه المهمة & # 8230 لكنها كانت مجرد لقاء واحد. & # 8221

سيشاهد المسبار كوكب بلوتو أكثر من نيو هورايزونز ، وسيكون قادرًا على تتبع التغييرات على سطح بلوتو & # 8217s وفي غلافه الجوي بمرور الوقت.

قال هاويت إن التحدي الأكبر في تطوير مهمة تدور حول بلوتو هو الوصول إلى هناك.

& # 8220 كان الكثير من العمل الذي قمنا به هو النظر في المسارات ، وكيف نصل إلى هناك ، & # 8221 قالت في عرض تقديمي لدراسة مفهوم مهمة بيرسيفوني في 27 مايو. & # 8220 تم استخدام معظم الأجهزة بالفعل & # 8230 لذا فقد تم قضاء الكثير من المعالجة والكثير من وقتنا في النظر في كيفية الوصول إلى هناك وكيفية العمل. & # 8221

كانت نيو هورايزونز مهمة طيران ، لذلك لم & # 8217t بحاجة إلى التباطؤ عندما وصلت إلى بلوتو. من أجل الانزلاق إلى المدار ، ستحتاج المركبة الفضائية إلى تقليل سرعتها بدرجة كافية للسماح لجاذبية بلوتو & # 8217s بالتقاطها.

يعني هذا المطلب أن مركبة بلوتو المدارية ، مثل مفهوم بيرسيفوني ، يجب أن تطير بسرعة أبطأ من نيو هورايزونز ، التي استغرقت أكثر من تسع سنوات للوصول إلى بلوتو.

& # 8220 محاولة الدخول إلى نظام بلوتو في أسرع وقت متاح مشكلة صعبة ، & # 8221 قال Howett في 1 يونيو. & # 8220 نظرًا لأن بلوتو بعيد جدًا ، فأنت تريد الوصول إلى هناك بسرعة ، مما يعني التحرك بسرعة . ولكن كلما تقدمت بشكل أسرع ، كلما كان عليك إبطاء السرعة & # 8230 لذا هناك & # 8217s هذه المفاضلة بين كيفية بدء التشغيل ومدى السرعة التي تذهب بها مقابل السرعة التي تحتاجها للإبطاء. & # 8221

مفهوم بيرسيفوني الذي حدده فريق Howett & # 8217s ، والذي شمل علماء من العديد من الجامعات والمؤسسات البحثية ، سوف يحمل ما يصل إلى 11 أداة علمية وخزانًا كبيرًا من وقود الزينون لنظام الدفع الكهربائي. ستسمح دفعات البلازما ، التي تعد أكثر كفاءة من محركات الصواريخ التقليدية ، للمركبة الفضائية بالفرملة بشكل أكثر كفاءة في المدار حول بلوتو ، ثم ضبط مسارها حول بلوتو وأقماره لمدة ثلاث سنوات على الأقل من الملاحظات العلمية.

وقال هاويت إن دافعات البلازما ستسمح أيضًا للمركبة الفضائية بالتحليق بجوار جسم حزام كويبر في طريقها إلى بلوتو ، ومن المحتمل أن تغادر بلوتو لزيارة هدف آخر في مهمة ممتدة.

إن الطلب العالي على الطاقة لمجموعة معقدة من الكاميرات والرادار ومقاييس الطيف وأجهزة الاستشعار الأخرى & # 8212 بالإضافة إلى نظام الدفع الكهربائي & # 8212 سوف يفوق متطلبات الطاقة لأي مهمة روبوتية في الفضاء السحيق حتى الآن. بينما حملت شركة نيو هورايزونز مولدًا واحدًا للطاقة يعمل بالبلوتونيوم & # 8212 يسمى RTG & # 8212 ، فإن مهمة مثل بيرسيفوني ستحتاج إلى أربعة أو خمسة مولدات بلوتونيوم ، وفقًا لهويت.

بلوتو بعيد جدًا عن الشمس للسماح لمركبة فضائية بإنتاج الكهرباء باستخدام الألواح الشمسية.

& # 8220 هذه مركبة فضائية ضخمة ، & # 8221 قال هاويت.

أسهل طريقة لنقل مسبار إلى بلوتو هي استخدام الجاذبية القوية لكوكب المشتري ، أكبر كوكب في النظام الشمسي ورقم 8217 ، لإطلاق المركبة الفضائية في النظام الشمسي الخارجي. استخدمت بعثة نيو هورايزونز مثل هذه & # 8220 مساعدة الجاذبية & # 8221 مناورة مع كوكب المشتري ، ومن المحتمل أن يتأرجح كوكب بلوتو في المستقبل بجانب المشتري أيضًا.

وهذا يعني أنه سيتعين على مخططي المهام أن يأخذوا في الحسبان موقع المشتري & # 8217 بالنسبة إلى الأرض وبلوتو. بعد عام 2032 ، ينتقل كوكب المشتري إلى محاذاة غير مواتية أكثر.

& # 8220 بشكل أساسي ، هذا يعني أنه من أجل الوصول إلى نظام بلوتو في أقل من 20 عامًا ، يجب عليك الإطلاق قبل عام 2032 ، & # 8221 قال Howett.

إذا انطلقت المهمة خلال فرصة الإطلاق التالية في عام 2033 ، فسوف يستغرق الأمر ما يقرب من 30 عامًا للوصول إلى بلوتو. ستقترب أوقات السفر من 20 عامًا مرة أخرى في الأربعينيات من القرن الماضي ، وفقًا لمخطط قدمه Howett.

& # 8220 يجب أن تنتظر حوالي عقد من الزمان قبل أن يدخل كوكب المشتري مرحلة كافية بحيث يمكنك الوصول إلى هناك بترتيب من 20 إلى 25 عامًا ، & # 8221 قالت. & # 8220 لذا من أجل الوصول إلى نظام بلوتو ، فأنت تحتاج حقًا إلى الإطلاق قبل عام 2032 ، وإلا هناك & # 8217s هذه الفترة من 10 سنوات من عقوبة الطيران. & # 8221

ما هو أكثر من ذلك ، أن أوقات السفر الطويلة تلك تفترض إطلاق مركبة بلوتو المدارية على صاروخ ضخم. قال Howett إن مفهوم المركبة الفضائية من دراسة بيرسيفوني سيتطلب إطلاقًا على إصدار جديد من نظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا و # 8217s مع مرحلة عليا موسعة ومعززات متطورة للحزام ، وهو تكوين تسميه ناسا SLS بلوك 2.

من المقرر حاليًا إجراء أول رحلة تجريبية لـ SLS ، باستخدام تكوين أكثر أساسية ، في النصف الثاني من عام 2021. يمكن أن تظهر SLS مع المرحلة العلوية المكبرة المكونة من أربعة محركات بعد بضع سنوات ، ولكن من غير المتوقع SLS Block 2 مع التعزيزات المتطورة تطير حتى نهاية عام 2020 على أقرب تقدير.

وحتى SLS Block 2 لم يكن بإمكانه القيام بالخدعة بنفسه. ستحتاج المرحلة العليا عالية الطاقة ، مثل United Launch Alliance & # 8217s Centaur ، المثبتة فوق مركبة الإطلاق ، إلى إعطاء مركبة بلوتو المدارية دفعة إضافية.

& # 8220 نحن بحاجة إلى نوع الجاذبية من SLS Block 2 ، مع مرحلة ركلة Centaur ، & # 8221 قال Howett. & # 8220 هذا & # 8217s في الأساس أكبر صاروخ يمكننا الطيران مع أكبر مرحلة ركلة يمكننا العثور عليها. & # 8221

تابع ستيفن كلارك على تويتر: @ StephenClark1.


أفضل عشر صور لـ New Horizons ، الاكتشافات في بلوتو

قبل عام واحد ، دخل مسبار الفضاء نيو هورايزونز التابع لوكالة ناسا إلى كتب التاريخ من خلال استكشاف نظام بلوتو. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

بعد رحلة استغرقت 9.5 سنوات عبر النظام الشمسي ، اقتربت نيوهورايزونز من أقرب اقتراب لها من بلوتو في 14 يوليو 2015.

منذ ذلك الحين ، أرسلت المركبة الفضائية صورًا مذهلة للكوكب القزم ، وأكبر أقماره شارون وأربعة أقمار أصغر ، بالإضافة إلى العديد من أنواع البيانات الأخرى.

أفضل 10 صور لـ New Horizons

من "قلب" بلوتو الشهير إلى الأنهار الجليدية المتدفقة والسماء الزرقاء ، من الصعب اختيار صورة واحدة مفضلة فقط. لذلك اختار أعضاء فريق New Horizons 10.

1. قلب بلوتو:

يهيمن على هذا المنظر الميزة الكبيرة والمشرقة المسماة بشكل غير رسمي "القلب" ، والتي يبلغ عرضها 1000 ميل (1600 كم). يبدو الكثير من الأجزاء الداخلية للقلب بلا ملامح وربما يكون رقم 8212 علامة على العمليات الجيولوجية الجارية.

يكاد بلوتو يملأ الإطار في هذه الصورة من مركبة الفضاء نيو هورايزونز التابعة لوكالة ناسا ، والتي التقطت في 13 يوليو 2015 ، عندما كانت المركبة الفضائية على بعد 476000 ميل (768000 كم) من سطح الكوكب القزم. هذه هي الصورة الأخيرة والأكثر تفصيلاً التي تم إرسالها إلى الأرض قبل الاقتراب الأقرب للمركبة الفضائية من بلوتو في 14 يوليو. تم دمج الصورة الملونة مع معلومات الألوان ذات الدقة المنخفضة من أداة رالف التي تم الحصول عليها في وقت سابق في 13 يوليو. من خلال الميزة الكبيرة والمشرقة المسماة بشكل غير رسمي "القلب" ، والتي يبلغ عرضها حوالي 1000 ميل (1600 كم). قطر القلب هو نفس المسافة تقريبًا من دنفر إلى شيكاغو ، في قلب أمريكا. يحد القلب تضاريس استوائية داكنة ، والتضاريس المرقطة إلى الشرق (على اليمين) معقدة. ومع ذلك ، حتى في ظل هذا القرار ، فإن الكثير من الأجزاء الداخلية للقلب تبدو عديمة الملامح بشكل ملحوظ - وربما تكون علامة على العمليات الجيولوجية المستمرة. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

2. قمر ​​بلوتو الكبير شارون:

شارون هو أكبر قمر صناعي بالنسبة لكوكبه في النظام الشمسي. توقع العديد من علماء الكواكب أن يكون القمر عالمًا رتيبًا مليئًا بالفوهات. وبدلاً من ذلك ، فإنهم يعثرون على منظر طبيعي مغطى بالجبال والأودية والانهيارات الأرضية وتغيرات ألوان السطح والمزيد.

تم التقاط هذا المنظر المثير للإعجاب لشارون في 14 يوليو 2015. لوحة ألوان شارون ليست متنوعة كما هو الحال في بلوتو المنطقة القطبية الشمالية (أعلى) المحمر ، والتي تسمى بشكل غير رسمي موردور ماكولا. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

3. بلوتو وشارون بلون محسن:

هذا المركب من الصور الملونة المحسنة لبلوتو وشارون يسلط الضوء على الاختلافات اللافتة بين الجسمين. تمت معالجة اللون والسطوع لكل من بلوتو وشارون بشكل متماثل للسماح بإجراء مقارنة مباشرة لخصائص سطحهما ، ولإبراز التشابه بين التضاريس الحمراء القطبية لشارون والتضاريس الحمراء الاستوائية لبلوتو. يظهر بلوتو وشارون بأحجام نسبية صحيحة تقريبًا ، لكن الفصل الحقيقي بينهما ليس مقياسًا.

تُظهر هذه الصورة المركبة بلوتو (أسفل اليمين) وشارون (أعلى اليسار). تجمع الصورة بين الصور الزرقاء والحمراء والأشعة تحت الحمراء التي التقطتها كاميرا Ralph / Multispectral Visual Imaging Camera. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

4. بانوراما مذهلة بإضاءة خلفية لبلوتو:

هذا المنظر لهلال بلوتو & # 8212 الذي التقطته كاميرا MVIC التابعة لشركة New Horizons في 14 يوليو 2015 ، وتم ربطه بالأرض في 13 سبتمبر & # 8212 يقدم نظرة مائلة عبر مناظر بلوتونية الطبيعية مع إضاءة خلفية مثيرة من الشمس. إنه يسلط الضوء بشكل مذهل على تضاريس بلوتو المتنوعة والأجواء الممتدة.

تُبرز هذه الصورة البانورامية لبلوتو التضاريس المتنوعة للكوكب القزم والغلاف الجوي الممتد. يبلغ عرض المشهد 780 ميلاً (1250 كم). يمتد الامتداد السلس لـ Sputnik Planum (على اليمين) إلى الغرب (على اليسار) بالجبال الوعرة التي يصل ارتفاعها إلى 11000 قدم (3.5 كم) ، بما في ذلك Norgay Montes في المقدمة و Hillary Montes في الأفق. إلى اليمين ، شرق سبوتنيك ، تقطع الأنهار الجليدية التضاريس الوعرة. يسلط الضوء الخلفي الضوء على أكثر من اثنتي عشرة طبقة من الضباب في الغلاف الجوي لبلوتو. تم التقاط الصورة من مسافة 11000 ميل (18000 كم) إلى بلوتو. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

5. سماء بلوتو الزرقاء:

يرن الغلاف الجوي الرقيق لبلوتو صورته الظلية مثل هالة زرقاء في هذه الصورة التي التقطتها كاميرا التصوير المرئي رالف / متعددة الأطياف من نيو هورايزونز.

تنظر نيو هورايزونز نحو الجانب الليلي من بلوتو وترى ضوء الشمس ينتشر عبر محيط الغلاف الجوي للكوكب القزم ويشكل حلقة من اللون الأزرق. تم إنشاء هذه الصورة بواسطة برنامج يجمع المعلومات من الصور ذات اللون الأزرق والأحمر والأشعة تحت الحمراء القريبة لتكرار اللون الذي ستدركه العين البشرية بأكبر قدر ممكن. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

6. جليد غريب على بلوتو:

وجدت نيوهورايزنز دليلاً على تدفق جليد غريب عبر سطح بلوتو ، على الحافة اليسرى لمنطقته اللامعة على شكل قلب.

في المنطقة الشمالية من سبوتنيك بلانوم ، تشير الأنماط الدوامة للضوء والظلام إلى أن طبقة سطحية من الجليد الغريب تدفقت حول العوائق وفي المنخفضات ، تمامًا مثل الأنهار الجليدية على الأرض. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

7. الشواطئ الجليدية الخشنة والحفر الثلجية:

يتم تكبير عرض الألوان المحسّن هذا على الجزء الجنوبي الشرقي من السهول الجليدية العظيمة لبلوتو ، حيث تحد السهول أسفل اليمين المرتفعات الوعرة والمظلمة المسماة كرون ماكولا. يُعتقد أن بلوتو يحصل على لونه الأحمر الداكن من الثولين ، وهي جزيئات معقدة توجد عبر معظم السطح. يرتفع Krun Macula 1.5 ميل (2.5 كم) فوق السهل المحيط - المسمى Sputnik Planum - ويخربه مجموعات من الحفر المتصلة والدائرية تقريبًا التي يصل عرضها عادةً إلى ما بين 5 و 8 أميال (8 و 13 كم) ، وما يصل إلى 1.5 ميل (2.5 كم) بعمق. عند الحدود مع Sputnik Planum ، تشكل هذه الحفر وديانًا عميقة يصل طولها إلى أكثر من 25 ميلاً (40 كم) وطولها 12.5 ميلاً (20 كم) وعرضها حوالي ميلين (3 كم) ولها أرضيات مغطاة بجليد النيتروجين. يعتقد علماء نيوهورايزنز أن هذه الحفر ربما تكونت نتيجة لانهيار السطح ، على الرغم من أن سبب هذا الانهيار يظل لغزًا.

تُظهر هذه الصورة الدرامية من مركبة الفضاء نيو هورايزونز التابعة لوكالة ناسا المرتفعات المظلمة الوعرة المعروفة باسم كرون ماكولا (أسفل اليمين) ، والتي تحد جزءًا من سهول بلوتو الجليدية. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

8. تضاريس جلد الثعبان:

تُظهر هذه الصورة من New Horizons تضاريس "بيضاء" في منطقة تُعرف باسم Tartarus Dorsa. يُظهر نموذج الارتفاع الرقمي الذي أنشأه علماء نيو هورايزونز أن الهياكل ذات الشفرات لها تضاريس نموذجية تبلغ حوالي 1640 قدمًا (500 متر). تباعدها النسبي 1.9-3.1 ميل (3-5) كيلومترات يجعلها من أكثر السمات انحدارًا التي شوهدت على بلوتو.

التضاريس ذات النصل من طرطوس دورسا. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

9. ثلوج الميثان على قمم بلوتو:

اكتشفت نيو هورايزونز سلسلة من الجبال الغريبة المغطاة بالثلوج الممتدة عبر الامتداد المظلم في كثولو ريجيو في بلوتو.

جبال في Cthulhu Regio. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

10. خرائط تكوين بلوتو:

لم تعط الأدوات القوية في نيو هورايزونز العلماء نظرة ثاقبة حول شكل بلوتو فحسب ، بل أكدت بياناتهم أيضًا (أو في كثير من الحالات ، دحضت) أفكارهم حول ماهية بلوتو. تشير هذه الخرائط التركيبية إلى المناطق الغنية بجليد الميثان (CH4) ، نيتروجين (ن2) ، وأول أكسيد الكربون (CO) ، وبالطبع الجليد المائي (H2س).

تم تجميع خرائط التكوين هذه باستخدام بيانات من مكون مصفوفة طيفية Etalon للتصوير الخطي (LEISA) لأداة رالف الخاصة بـ New Horizons. ائتمان الصورة: ناسا / مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز / معهد ساوث ويست للأبحاث.

أهم 10 اكتشافات لـ New Horizons

يسرد الدكتور آلان ستيرن ، الباحث الرئيسي في New Horizons والباحث في معهد Southwest Research Institute ، النتائج الأكثر إثارة للدهشة للبعثة من بلوتو:

1. التعقيد الذي يتسم به كوكب بلوتو وتوابعه يتجاوز بكثير ما توقعه علماء الكواكب.

2. إن درجة النشاط الحالي على سطح بلوتو وشباب بعض الأسطح على الكوكب القزم مذهلة.

3. أدت ضباب بلوتو في الغلاف الجوي ومعدل هروب الغلاف الجوي الأقل من المتوقع إلى قلب جميع نماذج ما قبل الطيران.

4. الغلاف الجوي لبلوتو أزرق.

5. نهر بلوتو الجليدي النيتروجين على شكل قلب - المعروف باسم Sputnik Planum & # 8211 هو أكبر نهر جليدي معروف في النظام الشمسي.

6. يُظهر بلوتو دليلًا على حدوث تغيرات واسعة في الضغط الجوي ، وربما الوجود السابق لمواد متطايرة سائلة متطايرة أو واقفة على سطحه - وهو شيء يُرى فقط في مكان آخر على الأرض والمريخ وقمر زحل تيتان.

7. الغطاء القطبي الأحمر الداكن لشارون غير مسبوق في النظام الشمسي وقد يكون نتيجة للغازات الجوية التي هربت من بلوتو ثم تراكمت على سطح شارون.

8. Charon’s enormous equatorial extensional tectonic belt hints at the freezing of a former water ice ocean inside Charon in the distant past. Other evidence found by New Horizons indicates Pluto could well have an internal water-ice ocean today.

9. All of Pluto’s moons that can be age-dated by surface craters have the same, ancient age – adding weight to the theory that they were formed together in a single collision between Pluto and another planet in the Kuiper Belt long ago.

10. The lack of additional Pluto satellites beyond what was discovered before New Horizons was unexpected.


Dwarf Planet Pluto Holds Big Surprises for Speedy NASA Probe

Pluto may be small, but it is proving to be big on surprises. With NASA's New Horizons spacecraft now speeding toward it, our understanding of the dwarf planet should transform even further.

"We've never had a reconnaissance of a dwarf planet such as Pluto before, and every time we've been to a new type of planet, we find nature is much richer than we expected," New Horizons principal investigator Alan Stern, of the Southwest Research Institute in Boulder, Colo., told SPACE.com.

New Horizons, which was sent aloft in 2006, has been billed by NASA as its fastest spacecraft ever launched from Earth, having sped from our planet at about 36,000 mph (nearly 58,000 kph). The probe should reach Pluto and its moons in July 2015. [Photos of Pluto and Its Moons]

The first good look at Pluto

New Horizons will be the first up-close reconnaissance of Pluto in history. It will mark one of the first times scientists get to study a new type of planet this close since the 1970s, when NASA explored the giant planet Jupiter. (NASA's Dawn probe is slated to visit the rocky dwarf planet Ceres, the largest asteroid in the solar system, in February 2015).

Scientists have already discovered that Pluto apparently changes colors seasonally and has geysers erupting from its surface. As for what might come next, "we don't know for sure what we'll find out there, which is what is so exciting about the mission," Stern said.

While Pluto may be small, it has no dearth of moons. In addition to the three moons known since the mid-2000s — Nix, Hydra and its largest, Charon, which is half the size of Pluto — scientists recently discovered a fourth, simply called "P4" for now.

"We should expect Pluto to reveal how complex dwarf planet systems can be," Stern said. "We may even find rings around Pluto."

Binary planet

In addition, unlike any world explored to date, Pluto forms a binary planet with Charon. Their gravitational balance point, or barycenter, lies between the two bodies. In comparison, the barycenter of the Earth and moon lies beneath the Earth's surface. [Pluto: A Dwarf Planet Oddity (Infographic)]

Binary planets are thought to be common in the galaxy, as are binary stars, but no spacecraft has yet explored one. New Horizons will be the first mission to a binary object of any type.

"Before space exploration, the thought was that smaller worlds would be less complex than larger ones," Stern said. "But one of the surprises that came with the exploration of planets is that smaller worlds are often extremely complex, sometimes more than bigger worlds."

Atmosphere of Pluto . and Charon?

New Horizons carries a variety of sensors "that will let us map the geology and composition and atmosphere and temperature of Pluto, as well as the objects in its system," Stern said.

Pluto's atmosphere is escaping to space like a comet's, but on a planetary scale — a phenomenon unlike anything else in the solar system.

New Horizons may discover that Charon has an atmosphere as well, albeit an extraordinarily thin one. By studying these atmospheres, scientists might learn more about how the one on our planet — the thin skin that protects us from the void of space, enabling life to take root — evolved.


New Horizons: We've got a pretty pic of Pluto. Now let's get our SCIENCE on

Comment With everyone going ape over the dazzling new crisp pictures from NASA's New Horizons probe of the dwarf freezeworld Pluto, there are few voices asking if it was worth sending out a space probe to the far end of the Solar System – but it wasn't always that way.

The eighth dwarf . Very latest snap of Pluto from New Horizons

When a journey to Pluto was first mooted in the late 1980s, there was a lot of criticism of the idea, both within NASA and definitely within US Congress. After all, it's a small rock in the middle of nowhere – what's the point?

Even as New Horizons got closer, there were naysayers bemoaning the cost of such a mission ($700m, since you asked). Never matter that the entire program costs less than three F-35 fighters – some seem to think that we aren't getting enough bang for our buck and aren't there bigger fish to fry.

While it's fascinating that we're seeing close-up images of another planetary body for the first time, there's a hard science element to the mission that can sometimes be ignored. The fact is, New Horizons has already delivered enough useful new science to justify the time and money spent on the program, and will carry on paying its way for years to come.

Even before the probe had left the laboratory, the scientific payback was starting to come in. New components had to be developed and new materials were needed to get the probe small enough for an easy launch and tough enough to survive the journey. The whole thing had to be engineered into a small, power-efficient package.

As for the trip itself, the nine-year trek has been a learning experience for scientists, and one that will be crucial to future missions. To get the New Horizons probe going fast enough to get out to Pluto in a reasonable time was impossible under the mission constraints, so NASA had to get creative and use other planets for help.

It was probes like New Horizons that demonstrated you could use the gravity of a planet to boost a craft's speed – Voyager 2 got gravity assists from Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune – but this mission has been one of the longest experiments in doing so thus far while still maintaining accuracy.

Now the fun really starts

Consider the distances involved. NASA threw a probe over three billion miles through the Solar System, using the gravity from our largest planet to get it up to speed, and has now slung it past Pluto so close that it's less than an Earth-width distance away. Its relatively puny thrusters have given fine tuning abilities, but the mechanics of such a feat are immensely complex.

As a European by birth I should point out that New Horizons isn't the best example of this so far. The ESA Rosetta probe is, in many ways, a more impressive feat in catching up to a comet, but future NASA missions will benefit from the knowledge New Horizons has gained.

Now that we're at Pluto the fun really starts. We know now how large the planet is – something that previous observation had miscalculated – and we've found more moons around the dwarf planet because of the trip.

In particular, it now seems that Pluto's moons were formed in much the same way as ours were, according to current data. Pluto appears to have suffered a massive impact from another body, causing its moons to form.

Knowing this sort of data is crucial to cosmological theory about how the Solar System was formed. If that's too obtuse for you, understanding cosmology can also give us good ideas as to where to find different types of materials that could be useful to mankind.

What's onboard . New Horizons probe, which is about the size of a grand piano

Onboard the craft, there's Alice (a spectrometer for analyzing Pluto's atmosphere), Ralph (an instrument for mapping the surface), REX (which will search for an atmosphere on Pluto's moon Charon), LORRI (New Horizons' telescope and digital camera), SWAP (an instrument to measure the solar wind coming from the Sun), PEPSSI (an spectrometer to detect material leaving Pluto), and SDC (a dust detector).

All will provide valuable data for boffins back on Earth – you can find the technical specifications of these instruments right here.

As for the pictures themselves, there's a lot that can be divined from them in terms of understanding the geology and makeup of Pluto. Those pictures are important, but probably less so than the other suite of instruments aboard that will sample Pluto's environment and send back news about what makes this distant body tick.

By an unplanned coincidence, 50 years ago to the day Mariner 4 became the first man-made satellite to fly past Mars. Half a century on and serious minds are plotting to colonize the planet. As NASA says, with planets there are three stages of exploration: flyby, orbit, and landing.

During its brief visit, New Horizons will collect 5,000 times as much data as its predecessor, and send it back to Earth to help our understanding of the mysterious dwarf planet. It's unlikely mankind will want to land on Pluto, but we might want to put an early warning system out on the periphery for comets, and this probe is the first stage in that.

There's even the utterly minuscule chance that we might find something world-changing on Pluto – plenty of science fiction writers have posited that Pluto could harbor extraterrestrial surprises and, while it's a 99.999 per cent recurring long shot, you never know until you look.

But all of this is secondary to one single point behind the New Horizons mission – we went to Pluto because it's there and humans are endlessly inquisitive. If we weren't, we'd still be roaming the plains of Earth as just another primate. ®


How NASA Got New Horizons To Pluto

A century from now, NASA’s successful flyby of Pluto and its five known natural satellites will rank right up there with the moment Apollo 11 first touched down on the lunar surface and the Viking 1 lander sent its first color photos from Mars.

Yet unlike getting to the Moon and Mars, flying within 7800 miles of Pluto’s surface at a clip of some 13 kilometers per second required two independent ground-based navigation teams using both state-of-the-art in situ optical navigation as well as radio tracking from NASA’s Deep Space Network (DSN).

The teams had to hone the New Horizons spacecraft’s 3 billion-mile flight trajectory to fit inside a rectangular flyby delivery zone measuring only 300 kilometers by 150 kilometers.

But this was hardly NASA’s first navigatory rodeo. Fifty years ago last month, NASA’s Mariner 4 spacecraft first turned the world’s head with its 1965 successful Mars flyby. In contrast to Mariner 4’s Mars journey, however, New Horizons used both radio and optical navigation to get to Pluto, which is only about half the size of our Moon, but circles our Sun roughly every 248 years. And the mission’s navigation was led by a branch of KinetX Aerospace based in Simi Valley, Calif. with a second, independent navigation team at NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

The Mariner 4 flyby navigated using only radio-tracking data since the precision requirements for such an early Mars flyby mission were far less stringent than today, Coralie Jackman, an optical navigation specialist on KinetX’s New Horizons navigation team, told me.

An artist’s impression of NASA’s New Horizons spacecraft at the Pluto system. الائتمان: ناسا

So, how is optical navigation achieved from a fast-moving spacecraft like New Horizons?

To tell the navigators just where a given spacecraft is positioned, “optical navigation in space involves taking pictures of some foreground object with stars in the background,” Bill Owen, JPL’s Optical Navigation Group’s supervisor, told me.

These background stars are at least a thousand times fainter than what the human eye can see and lie in the constellation of Sagittarius, says Owen.

Optical navigation measurements for Pluto, says Jackman, began roughly a year ago, long before the flyby. However, in the final days before the flyby, she says the measurements became sensitive to the effect of “angular parallax” in the Pluto system, which helped determine the time of closest-approach.

As Jackman notes, this parallax effect is akin to driving a car past a signpost. Approaching the sign, she explains, background objects move with respect to your view of the sign, and just before you pass it, you get a sense of how close you are.

Before the flyby, says Owen, the time of New Horizons’ closest approach to Pluto could not be predicted to better than a few hundred seconds. Optical navigation pictures in the last week before encounter trimmed this uncertainty to about 30 seconds.

“Pluto hardly moved in the sky during our approach, and about 10 background stars routinely appeared in most of our pictures,” said Owen.

Two of Honeywell Aerospace’s Miniature Inertial Measurement Units continue to provide critical orientation and acceleration data for the spacecraft in order to determine precise positioning and to assist the team in making midcourse corrections.

As Owen explains, using LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) --- the most crucial instrument for optical navigation on the spacecraft the teams took short 100 to 150 millisecond exposures to minimize image smear. Such images helped give the teams an estimate of the direction from the spacecraft to Pluto.

Before the flyby, we didn't know the distance from the Sun to Pluto more accurately than a few thousand kilometers, says Owen. But he says a century of ground-based and Hubble Space Telescope observations of Pluto had produced a fairly good estimate of its orbit around the Sun.

“There is thus a big triangle -- Earth, Pluto, and the spacecraft -- and each side of that triangle is measured,” said Owen. “The navigator combines all three data sets into a coherent picture of where the spacecraft is going.”

Another major key in optical navigation is “centerfinding,” the process of determining the center of an image of some extended body, be it a star or even a dwarf planet like Pluto. Thus, the teams measured both the centers of stars in the field and the center of Pluto to tell them where the spacecraft was pointed.

“Pluto's bright and dark markings enabled [production] of a map of the hemisphere of Pluto that faces [its moon] Charon,” said Owen. “To determine the center of Pluto, we computed pixel by pixel what it should look like and slid this prediction on top of the real picture until we got a good match.”

The difference in where we predict it to be and where it actually is gives us information as to how to adjust the spacecraft’s trajectory, says Jackman.

But radio tracking data from NASA’s DSN is also key to the spacecraft’s navigation.

The teams are able to glean the distance from Earth to the spacecraft by measuring the time it takes a radio signal to travel to and from the spacecraft. And by using the spacecraft signal’s shift in frequency due to the Doppler effect (akin to listening to the changes in tone from a passing automobile), the navigators are able to attain the spacecraft’s range rate (or velocity along its line of sight as seen from Earth).

Owen says delta DOR (Differential One-way Range) measurements provide yet another vital method of radio tracking. Antennas at two different DSN complexes listen alternately to the spacecraft and then to a quasar, he says. The DSN station that's closer to the emitting quasar or spacecraft, he says, will receive the radio signal’s wavefront about a tenth of a second before the other.

“By correlating the signals, we get this time difference for both the spacecraft and for the quasar,” said Owen. “The result is an angular position of the spacecraft that's good to about one part in a billion.”

Will optical navigation for OSIRIR-REx, the 2016 sample retrieval mission to the near-Earth asteroid Bennu, be even more difficult than Pluto?

Jackman will be KinetX’s lead optical navigation engineer for the OSIRIS-REx mission. Owen says navigation for OSIRIS-REx will in some ways be more demanding than New Horizons, but it doesn't have the same kind of time pressure that a flyby mission does. OSIRIS-REx will go into orbit and survey the asteroid Bennu before collecting a surface sample, which requires very precise navigation and spacecraft maneuvering.

A "real-time data translator" machine converted a Mariner 4 digital image data into numbers printed . [+] on strips of paper. Too anxious to wait for the official processed image, employees from the Telecommunications Section at NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), attached these strips side by side to a display panel and hand colored the numbers (similar to a paint-by-numbers picture). NASA JPL

“First, the asteroid will look like a star then it will be seen as an irregularly-shaped object without much surface detail,” said Owen. “Finally, as we enter orbit and go into smaller orbits, we'll make maps of the surface at progressively finer detail.”

JPL will serve as an independent second pair of eyes for the OSIRIS-REx mission just as they did for New Horizons, says Owen.

What’s the future of space-based optical navigation?

Returning to worlds we’ve already visited with good models and maps opens the possibility of more autonomous navigation, says Jackman, maybe eventually taking humans completely out of the loop. For now, she says, it’s safest and most reliable to navigate and command spacecraft from Earth.

Meanwhile, the New Horizons mission continues.

A billion miles beyond Pluto, Jackman says two small objects, Potentially Targetable Kuiper Belt Objects (PT1) and (PT3) --- each spanning an estimated 20 to 55 kilometers across --- are still in the running for a New Horizons flyby.

Jackman says that although the spacecraft only has enough hydrazine propellant to maneuver the spacecraft to one of these targets, at the end of the month she and colleagues will propose a single Kuiper Belt Object (KBO) target to NASA. She notes that the spacecraft would likely make an October midcourse maneuver to get on track for such an encounter.

“Whether the spacecraft will actually be active when the encounter occurs in early 2019 depends on whether NASA Headquarters sees fit to fund an extended mission,” said Owen.

But NASA says it could potentially continue communicating with the spacecraft for the next two decades when Jackman says it will be at the outer edge of our solar system’s heliosphere.


What took photos of Pluto?

Click to read more on it. Similarly, you may ask, what took pictures of Pluto?

Additionally, when did we get pictures of Pluto? This "wall" was first detected in 1992 by the two Voyager spacecraft.

New Horizons.

Spacecraft properties
Flyby of Pluto
Closest approach July 14, 2015, 11:49:57 UTC
Distance 12,500 km (7,800 mi)
Flyby of 486958 Arrokoth

In this manner, do we have pictures of Pluto?

Some pretty amazing images of Pluto awed the world when they were released back in 2015. But New Horizons&mdashthe spacecraft that took the images&mdashhad cameras that could see well beyond the spectrum of visual light available to us mere humans.

ال Pluto Underground, Pluto 350 and Mariner Mark II One of the many early concepts for a mission to Pluto was to send a Mariner Mark II spacecraft.