New Horizons

New Horizons
'
Forbiflyvning
Organisation:	NASA
Primære Leverandører:	Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), SwRI
Mission:	At undersøge Pluto og Kuiperbæltet.
Forbiflyvning:	Jupiter, Pluto, Charon og evt. et kuiperbæltemedlem.
Instrumenter:	ALICE, RALPH, REX, LORRI, SWAP, PEPSSI, SDC
Opsendelsesdato:	19. januar 2006, 19:00 UTC.
Opsendelsessted:	Cape Canaveral, Florida
Opsendelsesraket:	Atlas V 551
Missionens afslutning:	Kuiperbæltet mindst 11 år
Forløbet:	18 år, 3 måneder og 6 dage
NSSDC ID:	2006-001A
Webside:	New Horizons Home
Masse:	478 kg, bl.a. 77 kg brændstof og 30 kg videnskabelige instrumenter.
Energiforsyning:	240 W RTG (182 W i 2015)
Størrelse:	0,7×2,1×2,7 (H×L×B; meter)

New Horizons fra NASA er den første af mange missioner under navnet New Frontiers Missions. Den blev opsendt den 19. januar 2006 kl. 19:00 UTC. Sondens primære mission er at kortlægge Pluto i 2015 samt at tage høj-opløsnings billeder af dele af Plutos overflade for at få en bedre forståelse af Plutos opbygning. Plutos store måne, Charon, vil ligeledes blive udsat for en detaljeret undersøgelse af overfladen og dens eventuelle atmosfære. De i maj 2005 opdagede plutomåner Nix og Hydra, samt eventuelle uopdagede måner, vil blive undersøgt i den udstrækning at det ikke optager værdifulde ressourcer. 4 uger efter nærmeste passage vil afstanden være for stor til yderligere observationer og ni måneder efter passagen vil alle data være uploadet.
Fra 2016-2020 vil New Horizons passere Kuiperbæltet, hvor den skal undersøge diverse objekter. Der er ikke energi nok til at manøvrere sonden hen mod objekterne, så NASA håber at der ligger nogen på ruten. Efter Kuiperbæltet vil sonden forsætte ud af Solsystemet mod stjernebilledet Ophiuchus.
Hvis New Horizons når ud til Pluto vil den være den første sonde der undersøger Pluto i større detalje. Sonden sætter også rekord i at være den hurtigste rumsonde der er afsendt fra jorden.
Nærmeste afstand til Pluto vil være 10.000 km og til Charon 27.000 km. Radiosignaler vil bruge 4 timer og 25 minutter ned til Jorden og Pluto vil være 4,39 milliarder kilometer fra Solen ved mødet. New Horizons Radioisotop-generatorer giver 182 watt ved ankomsten.

Missionen

Pluto-Charonsystemet passeres på under en time

Kort gennemgang

• 19. januar 2006 – Opsendelse
• 1. juni 2006 – Forbiflyvning af asteroiden 132524 APL (2,5 km i diameter).
• 28. februar 2007 – Forbiflyvning af Jupiter.
• 14. juli 2015 – New Horizons flyver forbi Pluto (For nærmere information se Ankomst til Pluto) og 14 minutter senere Charon med 14 km/s.
• New Horizons passerer Kuiperbæltet 2016-2020 og bliver den femte interstellare sonde.

Vejr information fra den 17. januar 2006 nær Kennedy Space Center. Den røde streg viser den maksimale vindhastighed. Det ses klart at dette maksimum overskrides flere gange og derfor blev opsendelsen aflyst.

Opsendelsesforsøget den 17. januar, 2006

Opsendelses vindu den 17. januar 2006 var fra 1:26 – 3:20 pm.
New Horizons sonden skulle oprindelig være opsendt den 17. januar 2006, men missionen blev afbrudt pga. for kraftige vindstød omkring raketten. Forberedelsen begyndte kl. 9:34 pm med et batteri check. 1:14 pm – missionen blev for første gang udsat pga. for kraftige vindstød. Kort efter opsendte NASA et par vejrballoner som skulle undersøge vindhastigheden højere oppe i atmosfæren. Efter afstemning besluttede NASA at udsætte opsendelsen, fordi vindstødene var på 63 m/s, hvilket var over grænseværdierne. 2:07 pm – NASA mistede forbindelsen med en sporingsstation i Argentina der var kritisk for opsendelsen. 3:20 pm – Missionslederne besluttede sig for at udsætte missionen indtil den 18. januar, den primære årsag var vindforholdene.
Alle tider er opgivet i EST (UTC minus 5 timer).

New Horizons tentative ankomsttider til Pluto

Opsendelses dato (2006)	Ankomst til pluto
17-27. Januar	14. Juli 2015
28. Januar	15. August 2015
29-31. Januar	12. Juli 2016
1-2. Februar	11. Juni 2017
3-8. Februar	10. Juli 2018
9-12. Februar	7. Juni 2019
13-14. Februar	20. Juli 2020

Kilde: NASA

Det ses at en forsinkelse på sølle 17 dage giver fem års ekstra rejsetid.

Videnskabelige instrumenter

ALICE

Mission og Funktion
ALICE er et meget følsomt ultraviolet billedspektrometer, som er designet til at undersøge sammensætningen og strukturen af Plutos dynamiske atmosfære. Et spektrometer er et instrument der deler lyset op i de individuelle bølgelængder ligesom et prisme. Et billedspektrometer deler både lyset op og skaber et billede af området nær hver bølgelængde.
ALICE's spektrometriske område strækker sig over både de ekstreme og fjerne ultraviolette bølgelængder, dvs. fra 500 til 1.800 ångstrøm. Instrumentet vil undersøge atomerne og molekylerne der findes i Plutos atmosfære og fastslå sammensætningen af atmosfæren. Dette vil give forskerne det første samlede billede af strukturen af Plutos atmosfære. ALICE vil bl.a. også søge efter en Ionosfære omkring Pluto og en atmosfære omkring Plutos måne Charon. Derudover vil den foretage detaljerede tætheds- og temperaturmålinger af atmosfæren, helt ned til overfladen.

ALICE består af et kompakt teleskop, en spektrograf og en følsom elektronisk opfanger med 1.024 spektrale kanaler. ALICE har to operationstilstande: 'luftglød' og 'okkultation'. Luftglødstilstanden måler direkte de ultraviolette emissioner der kommer fra atmosfærens grundstoffer, hvorimod 'okkultation' ser på det sollys der kommer gennem atmosfæren og undersøger hvilke bølgelængder absorberes. Princippet er at hvert grundstof optager lys ved bestemte bølgelængder og ved at undersøge hvilke bølgelængder der mangler fra sollyset, som består af alle bølgelængder, kan man fastslå hvilke grundstoffer atmosfæren består af. Dette er en meget effektiv måde at måle indholdet af de forskellige atmosfæriske gasser.

ALICE er ikke den første af sin slags i rummet. En tidligere udgave af ALICE sidder på ESA's Rosetta kometsonde, der skal undersøge overfladen og atmosfæren af 67P Tjurjumov-Gerasimenko-kometen.

RALPH

RALPH er både et synligt og et infrarødt kamera/spektrometer. Det skal tage farve-, sammensætnings- og temperaturkort over Plutos overflade.
RALPH er New Horizons' øjne og skal bruges til at skabe de kort, der skal vise forskerne hvordan Pluto, dets måner og andre Kuiperbælte-objekter ser ud. RALPH har to separate kanaler. Den ene kanal består af tre sort/hvide og fire farvekanaler inde i dets Multispectral visible imaging camera (MVIC). Den anden kanal benyttes af et infrarødt kompositionskortlægnings spektrometer (engelsk: infrared compositional mapping spectrometer) ved navn Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA). LEISA er et avanceret miniaturiseret kortbølge til infrarødt-spektrometer (1.25-250 micron) lavet af forskere fra NASA's Goddard Space Flight Center.
RALPH har otte detektorer indbygget – syv CCD-sensorer magen til dem der findes i et digital kamera og en enkelt infrared array detector – alle disse detektorer forsynes af et enkelt teleskop med en opløsning 10 gange bedre end det menneskelige øje. Alle otte detektorer opererer på under halvdelen af de watt en natlampe bruger.
RALPH vil to gange dagligt tage billeder mens den nærmer sig, flyver forbi og ser tilbage på Pluto. Det er her MVICen kommer ind i billedet. MVICen vil kortlægge landformationer i sort/hvid og i farve med en opløsning på omkring 250 meter pr. pixel. Den vil derudover også tage stereobilleder af overfladen for at kunne bestemme topografien, samt indsamle data der kan hjælpe forskere med at bestemme Plutos og dets måners baner mere præcist. MVICen vil også søge efter skyer i Plutos atmosfære, samt lede efter ringe og mindre objekter omkring Pluto og andre Kuiperbælte-objekter. Til sidst vil den tage billeder af Plutos mørke side, der kun er oplyst af måneskin fra Charon.
På samme tid vil LEISA kortlægge mængden af nitrogen, methan, kulmonooxid, vandis, samt andre stoffer på Pluto. Den vil også lede efter organiske elementer på solsiden af Pluto og dets måner. LEISA vil også undersøge temperaturen over hele Plutos overflade, samt overfladen af Plutos måner. Dette gør den ved at undersøge de spektrale egenskaber af frossen nitrogen, vand og carbonmonooxid. Til denne opgave er LEISA blevet udstyret med sensorer der kan måle lysstyrker 1.000 gange svagere end lysstyrken ved en solopgang på jorden eller 400 svagere end lysstyrken på Mars.

REX

50 minutter efter den nærmeste passage vil Pluto skygge for Jorden. Radiosignaler sendt gennem plutoatmosfæren moduleres og REX (Radio science EXperiment) bruges til at måle atmosfærisk tryk, sammensætning og temperatur helt ned til Plutos overflade. Det måler også tætheden af Ionosfæren og leder efter en atmosfære på Charon. Charon skygger for Jorden to timer efter den nærmeste passage af månen.

LORRI

LORRI (LOng Range Reconnaissance Imager) er New Horizons' falkeøjne: et digitalt kamera med en blænderåbning på 20,8 cm. Det skal tage højopløsningsbilleder af Plutos overflade, der kan bruges til geografiske og geologiske undersøgelser. Det samme vil være gældende for Plutos måner og Kuiperbælte-objekter.
90 dage fra mødet vil LORRI's billeder være bedre end Hubbles og de bedste billeder vil kunne skelne objekter på 50 meter.
LORRI kan ikke bevæges, så rumsonden skal roteres for at skifte motiv. LORRI er så lysfølsomt at det ville brænde af, hvis det tog billeder af Jorden. Pluto er i tusmørke, da den er ca. 30 gange så langt væk fra Solen.

SWAP

SWAP (Solar Wind Around Pluto) er et solvinds- og plasmaspektrometer. Det skal undersøge hvilken effekt solvinden har på Pluto og med hvilken hastighed Plutos atmosfære, hvis den har en, forsvinder.

PEPSSI

PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) er et energipartikel spektrometer. Det skal undersøge sammensætningen og tætheden af plasma ioner der undslipper Pluto.

SDC

SDC (Student Dust Counter) opfanger stjernestøv på New Horizons rejse gennem solsystemet. Apparatet er bygget og styres udelukkende af studerende fra Colorados Universitet. Udover at måle mængden af indsamlet støv, kan SDC også undersøge sammensætningen af støvet.

Hastighedsrekorder

• Den 20. januar 2006 klokken 4 GMT krydsede New Horizons Månens omløbsbane, otte timer og 35 minutter efter opsendelsen. Det er den hurtigste Jorden-til-måneafstandsflyvning.
• Den 7. april 2006 klokken 10 GMT krydsede New Horizons Mars' omløbsbane, 78 dage efter opsendelsen. Det er den hurtigste Jorden-til-marsafstandsflyvning.
• Den 28. februar 2007 passerede New Horizons Jupiter, 1 år og 40 dage efter opsendelsen. Det er den hurtigste Jorden-til-Jupiterflyvning. Ulysses brugte 1 år og 4 måneder på at nå Jupiter i 1992.
• Den 8. juni 2008 krydsede New Horizons Saturns omløbsbane, efter 2½ års rejse. Voyagersonderne brugte 3 til 4 år på at nå Saturn i 1980 og 1981.
• Den 18. marts 2011 krydsede New Horizons Uranus' omløbsbane, efter 5 års rejse. Voyager 2-sonden brugte 8½ år på at nå Uranus i 1986.
• Den 24. august 2014 vil New Horizons krydse Neptuns omløbsbane, efter 8½ års rejse. Voyager 2-sonden brugte 12 år på at nå Neptun i 1989.

Se også

Links

• New Horizons' officielle hjemmeside
• NASA Launch Press kit januar 2006

Andre New Frontiers missioner

• Juno

Fodnoter

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til New Horizons