Космический аппарат New Horizons, ставший первым исследователем Плутона и объекта пояса Койпера Аррокот, успешно завершил самый продолжительный период гибернации за всю историю своей миссии. После почти года автономной работы зонд благополучно вышел на связь с Землёй и подтвердил полную работоспособность своих систем.
Возвращение аппарата к активной фазе работы означает начало нового этапа исследований далёких областей Солнечной системы. Несмотря на то что с момента запуска прошло уже более двадцати лет, New Horizons остаётся одним из самых удалённых действующих научных аппаратов человечества и продолжает собирать уникальные данные там, куда ещё не добиралась практически никакая другая техника.
Почему аппарат был переведён в режим гибернации
Полёт к внешним границам Солнечной системы занимает десятилетия.
Большую часть времени космический аппарат не выполняет сложных манёвров и не приближается к новым объектам. В такие периоды инженеры переводят его в специальный режим энергосбережения — гибернацию.
Во время неё:
- большинство бортовых систем отключается;
- прекращается регулярный обмен данными с Землёй;
- значительно снижается энергопотребление;
- компьютер самостоятельно контролирует состояние аппарата;
- продолжают работать лишь наиболее важные научные приборы и системы жизнеобеспечения миссии.
Такой режим позволяет максимально продлить срок службы космического аппарата.
Самая продолжительная «спячка» за всю миссию
Последний период гибернации оказался рекордным.
Аппарат находился в этом состоянии 321 день — почти один год.
Все команды были заранее загружены в бортовой компьютер ещё до начала режима ожидания. После этого зонд полностью самостоятельно выполнял предусмотренную программу.
Когда пришло время пробуждения, компьютер автоматически включил необходимые системы и передал на Землю сигнал о нормальном завершении гибернации.
Почти девять часов ожидания сигнала
На момент выхода на связь New Horizons находился примерно в 9,5 миллиарда километров от Земли.
Из-за столь огромного расстояния радиосигнал распространялся почти девять часов.
Это хорошо показывает масштаб современной космонавтики.
Инженеры не могут управлять аппаратом в реальном времени. Любая команда достигает его спустя многие часы, а подтверждение выполнения приходит ещё позже.
Поэтому большинство операций аппарат выполняет полностью автономно.
Почему учёные были уверены в состоянии аппарата
Хотя полноценный обмен информацией во время гибернации не ведётся, полностью связь не прекращается.
На протяжении всего периода ожидания New Horizons регулярно отправлял короткие служебные сообщения.
Они содержали информацию о состоянии основных систем.
Каждый такой сигнал показывал, что:
- питание работает штатно;
- температура оборудования находится в допустимых пределах;
- компьютер функционирует без ошибок;
- никаких аварийных ситуаций не возникло.
После окончательного пробуждения эти данные полностью подтвердились.
Что происходило во время гибернации
Несмотря на экономию энергии, научная работа не прекращалась.
Продолжали функционировать приборы, изучающие окружающее космическое пространство.
Они регистрировали:
- параметры солнечного ветра;
- поток высокоэнергетических частиц;
- межпланетную пыль;
- условия во внешней части гелиосферы.
Все полученные данные сохранялись в памяти аппарата и теперь постепенно передаются на Землю.
Что будет происходить после пробуждения
После восстановления полноценной связи специалисты начали поэтапную проверку оборудования.
Обычно подобная процедура включает несколько этапов.
Сначала анализируется техническое состояние аппарата.
Затем выполняется диагностика научных приборов.
Лишь после этого начинается передача накопленной научной информации.
Такой подход позволяет убедиться, что все системы функционируют без отклонений.
Какие исследования продолжит New Horizons
Главной задачей аппарата остаётся изучение самых удалённых районов Солнечной системы.
Особое внимание уделяется:
- солнечному ветру;
- внешней части гелиосферы;
- распределению межпланетной пыли;
- объектам пояса Койпера;
- составу окружающего космического пространства.
Одним из ближайших исследований станет изучение распределения атомарного водорода во внешних областях гелиосферы при помощи ультрафиолетового спектрографа.
Подобные наблюдения помогают понять, где заканчивается влияние Солнца и начинается межзвёздная среда.
Почему эта область так интересна
Гелиосфера представляет собой гигантский пузырь, созданный солнечным ветром.
Она окружает всю Солнечную систему и защищает её от значительной части высокоэнергетических космических лучей.
Однако её внешние границы изучены очень слабо.
Причина проста: лишь несколько космических аппаратов смогли удалиться настолько далеко от Солнца.
Каждое новое измерение позволяет уточнить строение этой огромной области.
Аппарат постепенно стареет
Хотя New Horizons полностью исправен, инженеры уже учитывают естественные ограничения.
Главной проблемой становится постепенное уменьшение мощности радиоизотопного источника энергии.
По мере снижения вырабатываемой электроэнергии приходится всё более тщательно распределять имеющиеся ресурсы.
Именно поэтому специалисты постоянно совершенствуют программное обеспечение аппарата.
Недавно были внедрены новые алгоритмы автономной работы, учитывающие:
- увеличение времени прохождения радиосигнала;
- постепенное уменьшение доступной мощности;
- особенности работы на рекордных расстояниях от Солнца.
Это позволит максимально продлить срок активной эксплуатации миссии.
Космический аппарат, который превзошёл первоначальные планы
Когда New Horizons стартовал в январе 2006 года, его главной целью было первое детальное исследование Плутона.
В 2015 году аппарат успешно выполнил эту задачу, впервые показав поверхность карликовой планеты с высоким разрешением.
Позже состоялся ещё один исторический этап — пролёт возле объекта пояса Койпера Аррокот в начале 2019 года.
После завершения этих миссий работа аппарата не закончилась.
Он продолжил движение ещё дальше, превратившись в уникальную научную лабораторию по исследованию внешних окраин Солнечной системы.
Почему данные New Horizons невозможно заменить
Сегодня ни один другой действующий космический аппарат не ведёт столь длительные исследования на подобных расстояниях.
Информация, поступающая с New Horizons, помогает изучать процессы, которые невозможно наблюдать возле Земли.
Эти данные используются для уточнения моделей солнечного ветра, строения гелиосферы, распределения космической пыли и взаимодействия Солнечной системы с межзвёздным пространством.
Миссия продолжается
Успешный выход New Horizons из самой продолжительной гибернации подтвердил высокую надёжность аппарата и правильность инженерных решений, заложенных ещё на этапе его создания. Несмотря на огромную удалённость — почти 9,5 миллиарда километров от Земли — зонд остаётся полностью работоспособным и продолжает выполнять научную программу.
Каждый новый сеанс связи с аппаратом приносит сведения из областей, куда человечество ещё только начинает проникать. Пока New Horizons продолжает своё путешествие за пределами орбиты Плутона, он остаётся одним из важнейших инструментов изучения внешних границ Солнечной системы и помогает учёным лучше понять устройство пространства, окружающего наше Солнце.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
