New Horizons es una sonda espacial interplanetaria lanzada como parte del programa Nuevas Fronteras de la NASA . [5] Diseñada por el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins y el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI), con un equipo dirigido por Alan Stern , [6] la nave espacial fue lanzada en 2006 con la misión principal de realizar unestudio de sobrevuelo . del sistema Plutón en 2015, y una misión secundaria para sobrevolar y estudiar uno o más objetos del cinturón de Kuiper (KBO) en la década siguiente, que se convirtió en una misión a 486958 Arrokoth . Se trata de la quinta sonda espacial que alcanza la velocidad de escape necesaria para abandonar el Sistema Solar .
El 19 de enero de 2006, New Horizons fue lanzado desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral mediante un cohete Atlas V directamente en una trayectoria de escape terrestre y solar con una velocidad de aproximadamente 16,26 km/s (10,10 mi/s; 58.500 km/h). ; 36,400 mph). Fue el objeto creado por el hombre más rápido (velocidad promedio con respecto a la Tierra) jamás lanzado desde la Tierra. [7] [8] [9] [10] No es la velocidad más rápida registrada para una nave espacial, que, a partir de 2023, es la de la sonda solar Parker . Después de un breve encuentro con el asteroide 132524 APL , New Horizons se dirigió a Júpiter , realizando su máxima aproximación el 28 de febrero de 2007, a una distancia de 2,3 millones de kilómetros (1,4 millones de millas). El sobrevuelo de Júpiter proporcionó una asistencia gravitacional que aumentó la velocidad de New Horizons ; El sobrevuelo también permitió una prueba general de las capacidades científicas de New Horizons , arrojando datos sobre la atmósfera , las lunas y la magnetosfera del planeta .
La mayor parte del viaje posterior a Júpiter transcurrió en modo de hibernación para preservar los sistemas a bordo, excepto por breves revisiones anuales. [11] El 6 de diciembre de 2014, New Horizons volvió a estar en línea para el encuentro con Plutón y comenzó la verificación de instrumentos. [12] El 15 de enero de 2015, la nave espacial comenzó su fase de aproximación a Plutón.
El 14 de julio de 2015, a las 11:49 UTC , voló 12.500 km (7.800 millas) sobre la superficie de Plutón, [13] [14] que en ese momento estaba a 34 AU del Sol, [15] convirtiéndose en el primer nave espacial para explorar el planeta enano. [16] En agosto de 2016, se informó que New Horizons había viajado a velocidades de más de 84.000 km/h (52.000 mph). [17] El 25 de octubre de 2016, a las 21:48 UTC, se recibieron de New Horizons los últimos datos registrados del sobrevuelo de Plutón . [18] Habiendo completado su sobrevuelo de Plutón, [19] New Horizons luego maniobró para un sobrevuelo del objeto del cinturón de Kuiper 486958 Arrokoth (entonces apodado Ultima Thule ), [20] [21] [22] que ocurrió el 1 de enero de 2019, [23] [24] cuando estaba a 43,4 AU (6,49 mil millones de kilómetros ; 4,03 mil millones de millas ) del Sol . [20] [21] En agosto de 2018, la NASA citó los resultados de Alice en New Horizons para confirmar la existencia de una " pared de hidrógeno " en los bordes exteriores del Sistema Solar . Este "muro" fue detectado por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager . [25] [26] La NASA ha anunciado que extenderá las operaciones de New Horizons hasta que la nave espacial salga del Cinturón de Kuiper, lo que se espera que ocurra entre 2028 y 2029. [27]
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En agosto de 1992, el científico del JPL , Robert Staehle, llamó al descubridor de Plutón, Clyde Tombaugh , solicitándole permiso para visitar su planeta. "Le dije que era bienvenido", recordó más tarde Tombaugh, "aunque tiene que hacer un viaje largo y frío". [28] La llamada finalmente condujo a una serie de misiones propuestas a Plutón que condujeron a New Horizons .
Stamatios "Tom" Krimigis , jefe de la división espacial del Laboratorio de Física Aplicada , uno de los muchos participantes en el concurso del Programa Nuevas Fronteras, formó el equipo New Horizons con Alan Stern en diciembre de 2000. Designado como investigador principal del proyecto , Stern fue descrito por Krimigis como "la personificación de la misión de Plutón". [29] New Horizons se basó en gran medida en el trabajo de Stern desde Plutón 350 e involucró a la mayor parte del equipo de Plutón Kuiper Express . [30]
La propuesta de New Horizons fue una de las cinco que se presentaron oficialmente a la NASA. Posteriormente fue seleccionado como uno de los dos finalistas para ser objeto de un estudio conceptual de tres meses en junio de 2001. El otro finalista, POSSE (Plutón y Explorador del Sistema Solar Exterior), era un concepto de misión a Plutón independiente pero similar de la Universidad de Colorado. Boulder , dirigido por el investigador principal Larry W. Esposito , y apoyado por el JPL, Lockheed Martin y la Universidad de California . [31]
Sin embargo, el APL, además de contar con el apoyo de los desarrolladores de Pluto Kuiper Express en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard y la Universidad de Stanford [31], estaban en ventaja; Recientemente habían desarrollado NEAR Shoemaker para la NASA, que había entrado con éxito en órbita alrededor de 433 Eros a principios de ese año, y más tarde aterrizaría en el asteroide con fanfarria científica y de ingeniería. [32]
En noviembre de 2001, New Horizons fue seleccionada oficialmente para recibir financiación como parte del programa Nuevas Fronteras. [33] Sin embargo, el nuevo administrador de la NASA designado por la administración Bush , Sean O'Keefe , no apoyó a New Horizons y efectivamente lo canceló al no incluirlo en el presupuesto de la NASA para 2003. Administrador asociado de la NASA para la Dirección de Misiones Científicas, Ed. Weiler , impulsó a Stern a presionar para la financiación de New Horizons con la esperanza de que la misión apareciera en el Planetary Science Decadal Survey , una "lista de deseos" priorizada, compilada por el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos , que refleja las opiniones de la comunidad científica. [29]
Después de una intensa campaña para obtener apoyo para New Horizons , en el verano de 2002 se publicó el Planetary Science Decadal Survey de 2003-2013. New Horizons encabezó la lista de proyectos considerados de máxima prioridad entre la comunidad científica en la categoría de tamaño mediano; por delante de misiones a la Luna e incluso a Júpiter. Weiler afirmó que era un resultado que "[su] administración no iba a luchar". [29] Finalmente se obtuvo financiación para la misión tras la publicación del informe. El equipo de Stern finalmente pudo comenzar a construir la nave espacial y sus instrumentos, con un lanzamiento planificado para enero de 2006 y una llegada a Plutón en 2015. [29] Alice Bowman se convirtió en Gerente de Operaciones de Misión (MOM). [34]
New Horizons es la primera misión en la categoría de misiones New Frontiers de la NASA, más grande y más cara que las misiones Discovery pero más pequeña que las misiones del Flagship Program. El costo de la misión, incluido el desarrollo de naves espaciales e instrumentos, el vehículo de lanzamiento, las operaciones de la misión, el análisis de datos y la educación y la divulgación pública, es de aproximadamente 700 millones de dólares durante 15 años (2001-2016). [35] La nave espacial fue construida principalmente por el Southwest Research Institute (SwRI) y el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins . El investigador principal de la misión es Alan Stern del Southwest Research Institute (anteriormente Administrador Asociado de la NASA).
Después de la separación del vehículo de lanzamiento, el control general recayó en el Centro de Operaciones de la Misión (MOC) en el Laboratorio de Física Aplicada en el condado de Howard, Maryland . Los instrumentos científicos se operan en el Centro de Operaciones Científicas Clyde Tombaugh (T-SOC) en Boulder, Colorado . [36] La navegación se realiza en varias instalaciones del contratista, mientras que los datos de posición de navegación y los marcos de referencia celestes relacionados son proporcionados por la Estación Flagstaff del Observatorio Naval a través de la Sede de la NASA y el JPL .
KinetX es el líder del equipo de navegación de New Horizons y es responsable de planificar los ajustes de trayectoria a medida que la nave espacial acelera hacia el Sistema Solar exterior . Casualmente, la estación Flagstaff del Observatorio Naval fue donde se tomaron las placas fotográficas para el descubrimiento de Caronte , la luna de Plutón . El Observatorio Naval no está lejos del Observatorio Lowell donde se descubrió Plutón.
New Horizons se planeó originalmente como un viaje al único planeta inexplorado del Sistema Solar. Cuando se lanzó la nave espacial, Plutón todavía estaba clasificado como planeta , para luego ser reclasificado como planeta enano por la Unión Astronómica Internacional (IAU). Algunos miembros del equipo New Horizons , incluido Alan Stern, no están de acuerdo con la definición de la IAU y aún describen a Plutón como el noveno planeta. [37] Los satélites de Plutón, Nix e Hydra, también tienen una conexión con la nave espacial: las primeras letras de sus nombres (N y H) son las iniciales de New Horizons . Los descubridores de las lunas eligieron estos nombres por este motivo, además de la relación de Nix e Hydra con el mitológico Plutón . [38]
Además del equipo científico, hay varios artefactos culturales que viajan con la nave espacial. Estos incluyen una colección de 434,738 nombres almacenados en un disco compacto, [39] una pieza de SpaceShipOne de Scaled Composites , [40] un sello de USPS "Aún no explorado", [41] [42] y una bandera de los Estados Unidos. , junto con otros recuerdos. [43]
Aproximadamente 30 gramos (1 oz) de las cenizas de Clyde Tombaugh se encuentran a bordo de la nave espacial, para conmemorar su descubrimiento de Plutón en 1930. [44] [45] Se incluye una moneda de un cuarto del estado de Florida , cuyo diseño conmemora la exploración humana, oficialmente como peso recortado. [46] Uno de los paquetes científicos (un contador de polvo) lleva el nombre de Venetia Burney , quien, cuando era niña, sugirió el nombre "Plutón" después de su descubrimiento.
El objetivo de la misión es comprender la formación del sistema plutoniano, el cinturón de Kuiper y la transformación del Sistema Solar primitivo. [47] La nave espacial recopiló datos sobre las atmósferas, superficies, interiores y entornos de Plutón y sus lunas. También estudiará otros objetos del cinturón de Kuiper. [48] "A modo de comparación, New Horizons recopiló 5.000 veces más datos en Plutón que Mariner en el Planeta Rojo ". [49]
Algunas de las preguntas que la misión intenta responder son: ¿De qué está hecha la atmósfera de Plutón y cómo se comporta? ¿Cómo es su superficie? ¿Existen grandes estructuras geológicas? ¿ Cómo interactúan las partículas del viento solar con la atmósfera de Plutón? [50]
Específicamente, los objetivos científicos de la misión son: [51]
La nave espacial es comparable en tamaño y forma general a un piano de cola y ha sido comparada con un piano pegado a una antena parabólica del tamaño de una barra de cócteles. [52] Como punto de partida, el equipo se inspiró en la nave espacial Ulysses , [53] que también llevaba un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) y una antena parabólica en una estructura de caja en caja a través del Sistema Solar exterior. Muchos subsistemas y componentes tienen herencia de vuelo de la nave espacial CONTOUR de APL , que a su vez tenía herencia de la nave espacial TIMED de APL .
El cuerpo de New Horizons forma un triángulo, de casi 0,76 m (2,5 pies) de espesor. (Los Pioneer tienen cuerpos hexagonales , mientras que los Voyager , Galileo y Cassini-Huygens tienen cuerpos huecos y decagonales ). Un tubo de aleación de aluminio 7075 forma la columna estructural principal, entre el anillo adaptador del vehículo de lanzamiento en la "parte trasera" y el 2.1 Antena parabólica de radio de m (6 pies 11 pulgadas) fijada al lado plano "frontal". El tanque de combustible de titanio está en este tubo. El RTG se fija con un soporte de titanio de 4 lados que se asemeja a una pirámide gris o un taburete.
El titanio proporciona resistencia y aislamiento térmico. El resto del triángulo está formado principalmente por paneles sándwich de una delgada lámina frontal de aluminio (menos de 1 ⁄ 64 pulgadas o 0,40 mm) unidas a un núcleo de aluminio en forma de panal. La estructura es más grande de lo estrictamente necesario, con espacios vacíos en su interior. La estructura está diseñada para actuar como blindaje , reduciendo los errores electrónicos causados por la radiación del RTG. Además, la distribución de masa requerida para una nave espacial en rotación exige un triángulo más ancho.
La estructura interior está pintada de negro para igualar la temperatura mediante transferencia de calor radiativo . En general, la nave espacial está completamente cubierta para retener el calor. A diferencia de los Pioneers y Voyager , la antena parabólica también está envuelta en mantas que se extienden hasta el cuerpo. El calor del RTG agrega calidez a la nave espacial mientras se encuentra en el Sistema Solar exterior. Mientras se encuentra en el Sistema Solar interior, la nave espacial debe evitar el sobrecalentamiento, por lo que la actividad electrónica es limitada, la energía se desvía a derivaciones con radiadores adjuntos y las rejillas se abren para irradiar el exceso de calor. Mientras la nave espacial navega inactivamente en el frío Sistema Solar exterior, las rejillas están cerradas y el regulador de derivación redirige la energía a los calentadores eléctricos .
New Horizons tiene modos estabilizados por giro (crucero) y estabilizados en tres ejes (ciencia) controlados completamente con monopropulsor de hidracina . Un delta- v adicional posterior al lanzamiento de más de 290 m/s (1000 km/h; 650 mph) es proporcionado por un tanque interno de 77 kg (170 lb). El helio se utiliza como presurizador, con un diafragma elastomérico que ayuda a la expulsión. La masa en órbita de la nave espacial, incluido el combustible, es de más de 470 kg (1040 lb) en la trayectoria de sobrevuelo de Júpiter, pero habría sido de sólo 445 kg (981 lb) para la opción de vuelo directo de respaldo a Plutón. Significativamente, si se hubiera elegido la opción de respaldo, esto habría significado menos combustible para operaciones posteriores del cinturón de Kuiper.
Hay 16 propulsores en New Horizons : cuatro de 4,4 N (1,0 lbf ) y doce de 0,9 N (0,2 lbf) conectados a ramas redundantes. Los propulsores más grandes se usan principalmente para correcciones de trayectoria, y los pequeños (usados anteriormente en Cassini y la nave espacial Voyager ) se usan principalmente para control de actitud y maniobras de giro/aceleración. Se utilizan dos cámaras estelares para medir la actitud de la nave espacial. Están montados en la parte frontal de la nave espacial y brindan información de actitud mientras están en modo estabilizado por giro o de 3 ejes. Entre el momento de las lecturas de las cámaras estelares, la orientación de la nave espacial es proporcionada por unidades de medición inerciales en miniatura duales y redundantes . Cada unidad contiene tres giroscopios de estado sólido y tres acelerómetros . Dos sensores Adcole Sun proporcionan determinación de actitud. Uno detecta el ángulo con respecto al Sol, mientras que el otro mide la velocidad de giro y la sincronización.
Un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) cilíndrico sobresale en el plano del triángulo desde un vértice del triángulo. El RTG proporcionó245,7 W de potencia en el lanzamiento y se predijo que caería aproximadamente3,5 W cada año, decayendo a202 W en el momento de su encuentro con el sistema plutoniano en 2015 y decaerá demasiado para alimentar los transmisores en la década de 2030. [6] No hay baterías a bordo ya que la salida RTG es predecible y los transitorios de carga son manejados por un banco de capacitores y disyuntores rápidos. A partir de enero de 2019, la producción de energía del RTG es de aproximadamente190W . _ [54]
El RTG, modelo " GPHS-RTG ", era originalmente un repuesto de la misión Cassini . El RTG contiene 9,75 kg (21,5 libras) de gránulos de óxido de plutonio-238 . [30] Cada perdigón está revestido de iridio y luego encerrado en una carcasa de grafito. Fue desarrollado por el Departamento de Energía de EE. UU. en el Complejo de Materiales y Combustibles, parte del Laboratorio Nacional de Idaho . [55] El diseño original del RTG requería 10,9 kg (24 lb) de plutonio, pero se produjo una unidad menos potente que el objetivo del diseño original debido a retrasos en el Departamento de Energía de los Estados Unidos, incluidas actividades de seguridad, que retrasaron la producción de plutonio. [56] Los parámetros de la misión y la secuencia de observación tuvieron que modificarse para la potencia reducida; Aún así, no todos los instrumentos pueden funcionar simultáneamente. El Departamento de Energía transfirió el programa de baterías espaciales de Ohio a Argonne en 2002 por motivos de seguridad.
La cantidad de plutonio radiactivo en el RTG es aproximadamente un tercio de la cantidad que había a bordo de la sonda Cassini-Huygens cuando se lanzó en 1997. El lanzamiento de Cassini había sido protestado por múltiples organizaciones, debido al riesgo de que una cantidad tan grande de plutonio fuera liberado a la atmósfera en caso de accidente. El Departamento de Energía de Estados Unidos estimó las posibilidades de un accidente de lanzamiento que liberaría radiación a la atmósfera en 1 entre 350, y supervisó el lanzamiento [57] debido a la inclusión de un RTG a bordo. Se estimó que en el peor de los casos, de dispersión total del plutonio a bordo, se esparciría la radiación equivalente al 80% de la dosis anual promedio en América del Norte de la radiación de fondo en un área con un radio de 105 km (65 millas). [58]
La nave espacial lleva dos sistemas informáticos : el sistema de comando y manejo de datos y el procesador de guía y control. Cada uno de los dos sistemas está duplicado por motivos de redundancia , para un total de cuatro computadoras. El procesador utilizado para sus computadoras de vuelo es el Mongoose-V , una versión endurecida por radiación de 12 MHz de la CPU MIPS R3000 . Se implementan múltiples relojes redundantes y rutinas de temporización en hardware y software para ayudar a prevenir fallas y tiempos de inactividad. Para conservar calor y masa, la electrónica de las naves espaciales y los instrumentos se alojan juntos en IEM (módulos electrónicos integrados). Hay dos IEM redundantes. Incluyendo otras funciones como instrumentos y radioelectrónica, cada IEM contiene 9 placas. [59] El software de la sonda se ejecuta en el sistema operativo Nucleus RTOS . [60]
Ha habido dos eventos de "seguridad" que enviaron la nave espacial al modo seguro :
La comunicación con la nave espacial se realiza a través de la banda X. La nave tenía una tasa de comunicación de38 kbit/s en Júpiter; a la distancia de Plutón, una tasa de aproximadamenteSe esperaba 1 kbit/s por transmisor. Además de la baja velocidad de datos, la distancia de Plutón también provoca una latencia de aproximadamente 4,5 horas (en un sentido). Las antenas parabólicas de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA de 70 m (230 pies) se utilizan para transmitir comandos una vez que la nave espacial está más allá de Júpiter. La nave espacial utiliza transmisores y receptores de redundancia modular dual y polarización circular derecha o izquierda .
La señal de enlace descendente se amplifica mediante amplificadores de tubo de onda viajera (TWTA) redundantes duales de 12 vatios montados en el cuerpo debajo del plato. Los receptores son diseños de baja potencia. El sistema se puede controlar para alimentar ambos TWTA al mismo tiempo y transmitir una señal de enlace descendente de doble polarización al DSN que casi duplica la velocidad del enlace descendente. Las pruebas de DSN al principio de la misión con esta técnica de combinación de polarización dual tuvieron éxito y se declaró que la capacidad estaba operativa (cuando el presupuesto de energía de la nave espacial permite que ambos TWTA funcionen).
Además de la antena de alta ganancia , hay dos antenas de respaldo de baja ganancia y un plato de ganancia media. El plato de alta ganancia tiene un diseño de reflector Cassegrain , construcción compuesta, de 2,1 metros (7 pies) de diámetro que proporciona más42 dBi de ganancia y un ancho de haz de media potencia de aproximadamente un grado. La antena de enfoque principal y ganancia media, con una apertura de 0,3 metros (1 pie) y un ancho de haz de potencia media de 10°, está montada en el lado orientado hacia adelante del reflector secundario de la antena de alta ganancia. La antena delantera de baja ganancia está apilada encima de la alimentación de la antena de ganancia media. La antena trasera de baja ganancia está montada dentro del adaptador de lanzamiento en la parte trasera de la nave espacial. Esta antena se utilizó sólo para las primeras fases de la misión cerca de la Tierra, justo después del lanzamiento y para emergencias si la nave espacial había perdido el control de actitud.
New Horizons registró datos de instrumentos científicos en su memoria intermedia de estado sólido en cada encuentro y luego transmitió los datos a la Tierra. El almacenamiento de datos se realiza en dos grabadoras de estado sólido de bajo consumo (una principal y otra de respaldo) con capacidad para hasta8 gigabytes cada uno. Debido a la extrema distancia de Plutón y el cinturón de Kuiper, sólo se puede salvar una carga amortiguadora en esos encuentros. Esto se debe a que New Horizons necesitaría aproximadamente 16 meses después de abandonar las proximidades de Plutón para transmitir la carga amortiguadora de regreso a la Tierra. [64] A la distancia de Plutón, las señales de radio de la sonda espacial de regreso a la Tierra tardaron cuatro horas y 25 minutos en atravesar 4,7 mil millones de kilómetros de espacio. [sesenta y cinco]
Parte del motivo del retraso entre la recopilación y la transmisión de datos es que toda la instrumentación de New Horizons está montada en el cuerpo. Para que las cámaras registren datos, toda la sonda debe girar y el haz de un grado de ancho de la antena de alta ganancia no apunta hacia la Tierra. Las naves espaciales anteriores, como las sondas del programa Voyager , tenían una plataforma de instrumentación giratoria (una "plataforma de escaneo") que podía tomar mediciones desde prácticamente cualquier ángulo sin perder el contacto por radio con la Tierra. New Horizons se simplificó mecánicamente para ahorrar peso, acortar el cronograma y mejorar la confiabilidad durante su vida útil de 15 años.
La plataforma de escaneo de la Voyager 2 se atascó en Saturno, y las exigencias de exposiciones prolongadas en planetas exteriores llevaron a un cambio de planes, de modo que toda la sonda giró para tomar fotografías de Urano y Neptuno, de manera similar a como rotaba New Horizons .
New Horizons lleva siete instrumentos: tres instrumentos ópticos, dos instrumentos de plasma, un sensor de polvo y un receptor/radiómetro de radiociencia. Los instrumentos se utilizarán para investigar la geología global, la composición de la superficie, la temperatura de la superficie, la presión atmosférica, la temperatura atmosférica y la tasa de escape de Plutón y sus lunas. La potencia nominal es21 vatios , aunque no todos los instrumentos funcionan simultáneamente. [66] Además, New Horizons tiene un subsistema de oscilador ultraestable, que puede usarse para estudiar y probar la anomalía Pioneer hacia el final de la vida de la nave espacial. [67]
El generador de imágenes de reconocimiento de largo alcance (LORRI) es un generador de imágenes de distancia focal larga diseñado para alta resolución y capacidad de respuesta en longitudes de onda visibles. El instrumento está equipado con un generador de imágenes CCD monocromático de 1024 × 1024 píxeles por 12 bits por píxel que proporciona una resolución de 5 μrad (~1 segundo de arco ). [68] El CCD se enfría muy por debajo del punto de congelación mediante un radiador pasivo en la cara antisolar de la nave espacial. Este diferencial de temperatura requiere aislamiento y aislamiento del resto de la estructura. Los espejos Ritchey-Chrétien con una apertura de 208,3 mm (8,20 pulgadas) y la estructura de medición están hechos de carburo de silicio para aumentar la rigidez, reducir el peso y evitar la deformación a bajas temperaturas. Los elementos ópticos se asientan en un escudo de luz compuesto y se montan con titanio y fibra de vidrio para aislamiento térmico. La masa total es de 8,6 kg (19 lb), y el conjunto del tubo óptico (OTA) pesa alrededor de 5,6 kg (12 lb), [69] para uno de los telescopios de carburo de silicio más grandes volados en ese momento (ahora superado por Herschel ). Para verlas en sitios web públicos, las imágenes LORRI de 12 bits por píxel se convierten a imágenes JPEG de 8 bits por píxel . [68] Estas imágenes públicas no contienen el rango dinámico completo de información de brillo disponible en los archivos de imágenes sin procesar de LORRI. [68]
Solar Wind Around Pluto (SWAP) es un analizador electrostático toroidal y un analizador de potencial de retardo (RPA), que constituye uno de los dos instrumentos que componen el conjunto de espectrómetros de plasma y partículas de alta energía (PAM) de New Horizons , siendo el otro PEPSSI. SWAP mide partículas de hasta 6,5 keV y, debido al tenue viento solar a la distancia de Plutón, el instrumento está diseñado con la apertura más grande de cualquier instrumento de este tipo jamás volado. [71]
La Investigación Científica del Espectrómetro de Partículas Energéticas de Plutón (PEPSSI) es un sensor de iones y electrones de tiempo de vuelo que constituye uno de los dos instrumentos que componen el conjunto de espectrómetros de plasma y partículas de alta energía (PAM) de New Horizons , siendo el otro SWAP. A diferencia de SWAP, que mide partículas de hasta 6,5 keV, PEPSSI llega hasta 1 MeV. [71] El sensor PEPSSI ha sido diseñado para medir la masa, la energía y la distribución de partículas cargadas alrededor de Plutón, y también es capaz de diferenciar entre protones , electrones y otros iones pesados . [72]
Alice es un espectrómetro de imágenes ultravioleta que es uno de los dos instrumentos fotográficos que componen la Investigación de detección remota de exploración de Plutón (PERSI) de New Horizons ; el otro es el telescopio Ralph . Resuelve 1.024 bandas de longitud de onda en el ultravioleta lejano y extremo (de 50 a180 nm ), en 32 campos de visión. Su objetivo es determinar la composición de la atmósfera de Plutón. Este instrumento Alice se deriva de otro Alice a bordo de la nave espacial Rosetta de la ESA . [71] El instrumento tiene una masa de 4,4 kg y consume 4,4 vatios de potencia. Su función principal es determinar las concentraciones relativas de varios elementos e isótopos en la atmósfera de Plutón. [73]
En agosto de 2018, la NASA confirmó, basándose en los resultados obtenidos por Alice en la nave New Horizons , una " pared de hidrógeno " en los bordes exteriores del Sistema Solar , detectada por primera vez en 1992 por las dos naves Voyager . [25] [26]
El telescopio Ralph, de 75 mm [74] de apertura, es uno de los dos instrumentos fotográficos que componen la Investigación de detección remota de exploración de Plutón (PERSI) de New Horizons , siendo el otro el instrumento Alice. Ralph tiene dos canales separados: MVIC (Cámara de imágenes visibles multiespectrales), un generador de imágenes CCD de luz visible con canales de banda ancha y color; y LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array), un espectrómetro de imágenes de infrarrojo cercano . LEISA se deriva de un instrumento similar en la nave espacial Earth Observing-1 . Ralph lleva el nombre del marido de Alice en The Honeymooners y fue diseñado en honor a Alice. [75]
El 23 de junio de 2017, la NASA anunció que había cambiado el nombre del instrumento LEISA a "Espectrómetro de mapeo infrarrojo Lisa Hardaway" en honor a Lisa Hardaway , directora del programa Ralph en Ball Aerospace , quien murió en enero de 2017 a los 50 años .
El contador de polvo para estudiantes Venetia Burney (VBSDC), construido por estudiantes de la Universidad de Colorado Boulder, funciona periódicamente para realizar mediciones de polvo . [77] [78] Consiste en un panel detector, de aproximadamente 460 mm × 300 mm (18 pulg. × 12 pulg.), montado en la cara antisolar de la nave espacial (la dirección del ariete), y una caja electrónica dentro de la nave espacial. . El detector contiene catorce paneles de difluoruro de polivinilideno (PVDF), doce científicos y dos de referencia, que generan voltaje cuando son impactados. El área de recolección efectiva es de 0,125 m 2 (1,35 pies cuadrados). Ningún contador de polvo ha pasado de la órbita de Urano ; Los modelos de polvo en el Sistema Solar exterior, especialmente en el cinturón de Kuiper, son especulativos. El VBSDC siempre está encendido midiendo las masas de las partículas de polvo interplanetarias e interestelares (en el rango de nanogramos y picogramos) cuando chocan con los paneles de PVDF montados en la nave espacial New Horizons . Se espera que los datos medidos contribuyan en gran medida a la comprensión de los espectros de polvo del Sistema Solar. Los espectros del polvo se pueden comparar con los de observaciones de otras estrellas, dando nuevas pistas sobre dónde se pueden encontrar planetas similares a la Tierra en el universo. El mostrador de polvo lleva el nombre de Venetia Burney , quien sugirió por primera vez el nombre "Plutón" a la edad de 11 años. Un cortometraje de trece minutos sobre el VBSDC obtuvo un premio Emmy por logros estudiantiles en 2006. [79]
El Experimento de Radiociencia (REX) utilizó un oscilador de cristal ultraestable (esencialmente un cristal calibrado en un horno en miniatura ) y algunos componentes electrónicos adicionales para realizar investigaciones de radiociencia utilizando los canales de comunicación. Son lo suficientemente pequeños como para caber en una sola tarjeta. Debido a que hay dos subsistemas de comunicaciones redundantes, hay dos placas de circuito REX idénticas.
El 24 de septiembre de 2005, la nave espacial llegó al Centro Espacial Kennedy a bordo de un C-17 Globemaster III para los preparativos del lanzamiento. [80] El lanzamiento de New Horizons estaba originalmente programado para el 11 de enero de 2006, pero inicialmente se retrasó hasta el 17 de enero de 2006 para permitir inspecciones con boroscopio del tanque de queroseno del Atlas V. Otros retrasos relacionados con las condiciones del techo de nubes bajas , y los fuertes vientos y dificultades técnicas, no relacionadas con el cohete en sí, impidieron el lanzamiento durante dos días más. [81] [82]
La sonda finalmente despegó de la Plataforma 41 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida , directamente al sur del Complejo de Lanzamiento del Transbordador Espacial 39 , a las 19:00 UTC del 19 de enero de 2006. [83] [84] La segunda etapa Centaur se encendió a las 19:00 UTC. :04:43 UTC y quemado durante 5 minutos y 25 segundos. Se volvió a encender a las 19:32 UTC y ardió durante 9 minutos y 47 segundos. La tercera etapa del ATK Star 48 B se encendió a las 19:42:37 UTC y ardió durante 1 minuto y 28 segundos. [85] Combinadas, estas quemaduras enviaron con éxito la sonda en una trayectoria de escape solar a 16,26 kilómetros por segundo (58,536 km/h; 36,373 mph). [8] New Horizons tardó sólo nueve horas en pasar la órbita de la Luna. [86] Aunque hubo oportunidades de lanzamiento de respaldo en febrero de 2006 y febrero de 2007, sólo los primeros veintitrés días de la ventana de 2006 permitieron el sobrevuelo de Júpiter. Cualquier lanzamiento fuera de ese período habría obligado a la nave espacial a seguir una trayectoria más lenta directamente a Plutón, retrasando su encuentro entre cinco y seis años. [87]
La sonda fue lanzada por un cohete Lockheed Martin Atlas V 551, al que se le añadió una tercera etapa para aumentar la velocidad heliocéntrica (de escape). Este fue el primer lanzamiento de la configuración Atlas V 551, que utiliza cinco propulsores de cohetes sólidos , y el primer Atlas V con una tercera etapa. Los vuelos anteriores habían utilizado cero, dos o tres propulsores sólidos, pero nunca cinco. El vehículo, AV-010, pesaba 573.160 kilogramos (1.263.600 lb) en el momento del despegue [85] y anteriormente había sufrido daños leves cuando el huracán Wilma arrasó Florida el 24 de octubre de 2005. Uno de los propulsores de cohetes sólidos fue alcanzado por un puerta. El propulsor fue reemplazado por una unidad idéntica, en lugar de inspeccionar y recalificar el original. [88]
El lanzamiento estuvo dedicado a la memoria del director de lanzamiento Daniel Sarokon , quien fue descrito por los funcionarios del programa espacial como una de las personas más influyentes en la historia de los viajes espaciales. [89]
El 28 y 30 de enero de 2006, los controladores de la misión guiaron la sonda a través de su primera maniobra de corrección de trayectoria (TCM), que se dividió en dos partes (TCM-1A y TCM-1B). El cambio de velocidad total de estas dos correcciones fue de unos 18 metros por segundo (65 km/h; 40 mph). TCM-1 fue lo suficientemente preciso como para permitir la cancelación de TCM-2, la segunda de las tres correcciones originalmente programadas. [90] El 9 de marzo de 2006, los controladores realizaron TCM-3, la última de las tres correcciones de rumbo programadas. Los motores ardieron durante 76 segundos, ajustando la velocidad de la nave espacial en aproximadamente 1,16 m/s (4,2 km/h; 2,6 mph). [91] No fueron necesarias más maniobras de trayectoria hasta el 25 de septiembre de 2007 (siete meses después del sobrevuelo de Júpiter), cuando los motores se encendieron durante 15 minutos y 37 segundos, cambiando la velocidad de la nave espacial en 2,37 m/s (8,5 km/h; 5,3 mph), [92] seguido de otro TCM, casi tres años después, el 30 de junio de 2010, que duró 35,6 segundos, cuando New Horizons ya había alcanzado la mitad del camino (en el tiempo viajado) hacia Plutón. [93]
Durante la semana del 20 de febrero de 2006, los controladores realizaron pruebas iniciales en vuelo de tres instrumentos científicos a bordo: el espectrómetro de imágenes ultravioleta Alice, el sensor de plasma PEPSSI y la cámara de espectro visible de largo alcance LORRI. No se tomaron mediciones ni imágenes científicas, pero sí la electrónica de los instrumentos y, en el caso de Alice, se demostró que algunos sistemas electromecánicos funcionaban correctamente. [94]
El 7 de abril de 2006, la nave espacial pasó la órbita de Marte, moviéndose aproximadamente a 21 km/s (76.000 km/h; 47.000 mph) alejándose del Sol a una distancia solar de 243 millones de kilómetros. [95] [96] [97]
Debido a la necesidad de conservar combustible para posibles encuentros con objetos del cinturón de Kuiper después del sobrevuelo de Plutón, no se planearon encuentros intencionales con objetos en el cinturón de asteroides . Después del lanzamiento, el equipo de New Horizons escaneó la trayectoria de la nave espacial para determinar si algún asteroide, por casualidad, estaría lo suficientemente cerca para su observación. En mayo de 2006 se descubrió que New Horizons pasaría cerca del pequeño asteroide 132524 APL el 13 de junio de 2006. La aproximación más cercana se produjo a las 4:05 UTC a una distancia de 101.867 km (63.297 millas) (alrededor de una cuarta parte de la distancia promedio de la Tierra). -Distancia lunar ). Ralph tomó imágenes del asteroide (el uso de LORRI no fue posible debido a la proximidad al Sol), lo que le dio al equipo la oportunidad de probar las capacidades de Ralph y realizar observaciones de la composición del asteroide, así como de las curvas de luz y fase. Se estimó que el asteroide tenía 2,5 km (1,6 millas) de diámetro. [98] [99] [100] La nave espacial rastreó con éxito el asteroide que se movía rápidamente entre el 10 y el 12 de junio de 2006.
Las primeras imágenes de Plutón tomadas por New Horizons se obtuvieron del 21 al 24 de septiembre de 2006, durante una prueba de LORRI. Fueron lanzadas el 28 de noviembre de 2006. [101] Las imágenes, tomadas desde una distancia de aproximadamente 4,2 mil millones de kilómetros (2,6 mil millones de millas; 28 AU), confirmaron la capacidad de la nave espacial para rastrear objetivos distantes, críticos para maniobrar hacia Plutón y otros Kuiper. objetos del cinturón.
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New Horizons utilizó LORRI para tomar sus primeras fotografías de Júpiter el 4 de septiembre de 2006, desde una distancia de 291 millones de kilómetros (181 millones de millas). [102] La exploración más detallada del sistema comenzó en enero de 2007 con una imagen infrarroja de la luna Calisto , así como varias imágenes en blanco y negro del propio Júpiter. [103] New Horizons recibió asistencia gravitatoria de Júpiter, con su máxima aproximación a las 05:43:40 UTC del 28 de febrero de 2007, cuando estaba a 2,3 millones de kilómetros (1,4 millones de millas) de Júpiter. El sobrevuelo aumentó la velocidad de New Horizons en 4 km/s (14.000 km/h; 9.000 mph), acelerando la sonda a una velocidad de 23 km/s (83.000 km/h; 51.000 mph) en relación con el Sol y acortando su viaje. a Plutón por tres años. [104]
El sobrevuelo fue el centro de una intensa campaña de observación de cuatro meses que duró de enero a junio. Al ser un objetivo científico en constante cambio, Júpiter ha sido observado de forma intermitente desde el final de la misión Galileo en septiembre de 2003. El conocimiento sobre Júpiter se benefició del hecho de que los instrumentos de New Horizons se construyeron utilizando la última tecnología, especialmente en el campo de las cámaras. lo que representa una mejora significativa con respecto a las cámaras de Galileo , que eran versiones modificadas de las cámaras Voyager , que, a su vez, eran cámaras Mariner modificadas. El encuentro con Júpiter también sirvió como prueba y ensayo general para el encuentro con Plutón. Como Júpiter está mucho más cerca de la Tierra que Plutón, el enlace de comunicaciones puede transmitir múltiples cargas del buffer de memoria; por tanto, la misión arrojó más datos del sistema joviano de los que se esperaba transmitir desde Plutón. [105]
Uno de los principales objetivos durante el encuentro con Júpiter fue observar sus condiciones atmosféricas y analizar la estructura y composición de sus nubes. Se observaron y midieron los rayos inducidos por el calor en las regiones polares y las "olas" que indican actividad tormentosa violenta. La Pequeña Mancha Roja , que abarca hasta el 70% del diámetro de la Tierra, fue fotografiada de cerca por primera vez. [104] Al grabar desde diferentes ángulos y condiciones de iluminación, New Horizons tomó imágenes detalladas del débil sistema de anillos de Júpiter , descubriendo restos de colisiones recientes dentro de los anillos o de otros fenómenos inexplicables. La búsqueda de lunas no descubiertas dentro de los anillos no arrojó resultados. Viajando a través de la magnetosfera de Júpiter , New Horizons recopiló valiosas lecturas de partículas. [104] En la cola magnética se observaron "burbujas" de plasma que se cree que se formaron a partir del material expulsado por la luna Io . [106]
Las cuatro lunas más grandes de Júpiter estaban en malas posiciones para la observación; La trayectoria necesaria de la maniobra de asistencia gravitacional significó que New Horizons pasara a millones de kilómetros de cualquiera de las lunas galileanas . Aún así, sus instrumentos estaban destinados a objetivos pequeños y oscuros, por lo que eran científicamente útiles en lunas grandes y distantes. Se hizo hincapié en la luna galileana más interna de Júpiter, Io , cuyos volcanes activos disparan toneladas de material hacia la magnetosfera de Júpiter y más allá. De las once erupciones observadas, tres fueron vistas por primera vez. El de Tvashtar alcanzó una altitud de hasta 330 km (210 millas). El evento brindó a los científicos una visión sin precedentes de la estructura y el movimiento de la columna ascendente y su posterior caída a la superficie. Se observaron firmas infrarrojas de otros 36 volcanes. [104] La superficie de Calisto fue analizada con LEISA, revelando cómo las condiciones de iluminación y visualización afectan las lecturas del espectro infrarrojo de su hielo de agua superficial. [107] Lunas menores como Amaltea tuvieron sus soluciones orbitales refinadas. Las cámaras determinaron sus posiciones, actuando como "navegación óptica inversa".
Medios relacionados con fotografías del sistema Júpiter tomadas por New Horizons en Wikimedia CommonsDespués de pasar por Júpiter, New Horizons pasó la mayor parte de su viaje hacia Plutón en modo de hibernación. Los componentes redundantes, así como los sistemas de guía y control, se cerraron para extender su ciclo de vida, disminuir los costos operativos y liberar la Red del Espacio Profundo para otras misiones. [108] Durante el modo de hibernación, la computadora a bordo monitoreó los sistemas de la sonda y transmitió una señal a la Tierra; un código "verde" si todo funcionaba como se esperaba o un código "rojo" si se necesitaba la asistencia del control de la misión. [108] La sonda se activaba durante unos dos meses al año para poder calibrar los instrumentos y comprobar los sistemas. El primer ciclo del modo de hibernación comenzó el 28 de junio de 2007, [108] el segundo ciclo comenzó el 16 de diciembre de 2008, [109] el tercer ciclo el 27 de agosto de 2009, [110] y el cuarto ciclo el 29 de agosto de 2014, después de una prueba de 10 semanas. [111]
New Horizons cruzó la órbita de Saturno el 8 de junio de 2008, [112] y Urano el 18 de marzo de 2011. [113] Después de que los astrónomos anunciaron el descubrimiento de dos nuevas lunas en el sistema de Plutón, Kerberos y Styx , los planificadores de la misión comenzaron a contemplar la posibilidad de que la sonda se tope con escombros y polvo invisibles que quedaron de antiguas colisiones entre las lunas. Un estudio basado en 18 meses de simulaciones por computadora, observaciones de telescopios terrestres y ocultaciones del sistema de Plutón reveló que la posibilidad de una colisión catastrófica con escombros o polvo era inferior al 0,3% del rumbo previsto de la sonda. [114] [115] Si el peligro aumentara, New Horizons podría haber utilizado uno de los dos posibles planes de contingencia, los llamados SHBOT (Safe Haven by Other Trajectories). O la sonda podría haber continuado su trayectoria actual con la antena mirando hacia las partículas entrantes para proteger los sistemas más vitales, o podría haber posicionado su antena para hacer una corrección de rumbo que la llevaría a sólo 3.000 km de la superficie de Plutón. donde se esperaba que la resistencia atmosférica hubiera limpiado el espacio circundante de posibles escombros. [115]
Mientras estaba en modo de hibernación en julio de 2012, New Horizons comenzó a recopilar datos científicos con SWAP, PEPSSI y VBSDC. Aunque originalmente se planeó activar solo el VBSDC, se encendieron otros instrumentos para recopilar valiosos datos heliosféricos. Antes de activar los otros dos instrumentos, se realizaron pruebas en tierra para asegurarse de que la recopilación de datos ampliada en esta fase de la misión no limitaría la energía, la memoria y el combustible disponibles en el futuro y que todos los sistemas estuvieran funcionando durante el sobrevuelo. [116] El primer conjunto de datos se transmitió en enero de 2013 durante una activación de tres semanas desde la hibernación. El software de comando y manejo de datos se actualizó para abordar el problema de los reinicios de las computadoras. [117]
Otros posibles objetivos eran los troyanos Neptune . La trayectoria de la sonda hacia Plutón pasó cerca del punto de Lagrange posterior de Neptuno (" L 5 "), que puede albergar cientos de cuerpos en resonancia 1:1 . A finales de 2013, New Horizons pasó a 1,2 AU (180 millones de kilómetros; 110 millones de millas) del troyano Neptuno L5 de alta inclinación 2011 HM 102 , [118] que fue descubierto poco antes por la tarea de búsqueda KBO de New Horizons, un estudio para encontrar objetos distantes adicionales para que New Horizons sobrevuele después de su encuentro con Plutón en 2015. A esa distancia, 2011 HM 102 habría sido lo suficientemente brillante como para ser detectable por el instrumento LORRI de New Horizons ; sin embargo, el equipo de New Horizons finalmente decidió que no apuntarían al 2011 HM 102 para realizar observaciones porque los preparativos para la aproximación a Plutón tenían prioridad. [119] El 25 de agosto de 2014, New Horizons cruzó la órbita de Neptuno , exactamente 25 años después de que el planeta fuera visitado por la sonda Voyager 2 . [120] Este fue el último cruce importante de la órbita de un planeta antes del sobrevuelo de Plutón. En ese momento, la nave espacial estaba a 3,99 mil millones de kilómetros (2,48 mil millones de millas; 26,7 AU) de Neptuno y a 4,51 mil millones de kilómetros (2,80 mil millones de millas; 30,1 AU) del Sol.
Las imágenes del 1 al 3 de julio de 2013 tomadas por LORRI fueron las primeras de la sonda en resolver a Plutón y Caronte como objetos separados. [121] El 14 de julio de 2014, los controladores de la misión realizaron una sexta maniobra de corrección de trayectoria (TCM) desde su lanzamiento para permitir que la nave llegara a Plutón. [122] Entre el 19 y el 24 de julio de 2014, LORRI de New Horizons tomó 12 imágenes de Caronte girando alrededor de Plutón, cubriendo casi una rotación completa a distancias que oscilaban entre aproximadamente 429 y 422 millones de kilómetros (267 a 262 millones de millas). [123] En agosto de 2014, los astrónomos realizaron mediciones de alta precisión de la ubicación de Plutón y su órbita alrededor del Sol utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA ), un conjunto de radiotelescopios ubicados en Chile, para ayudar a la nave espacial New Horizons de la NASA a localizar con precisión en Plutón. [124] El 6 de diciembre de 2014, los controladores de la misión enviaron una señal para que la nave "despertara" de su hibernación final de aproximación a Plutón y comenzara las operaciones regulares. La respuesta de la nave de que estaba "despierta" llegó a la Tierra el 7 de diciembre de 2014 a las 02:30 UTC. [125] [126] [127]
Las operaciones de encuentro a distancia en Plutón comenzaron el 4 de enero de 2015. [128] En esta fecha, las imágenes de los objetivos con el generador de imágenes LORRI a bordo más el telescopio Ralph tenían solo unos pocos píxeles de ancho. Los investigadores comenzaron a tomar imágenes de Plutón e imágenes de fondo del campo estelar para ayudar a los navegantes de la misión en el diseño de maniobras de corrección del rumbo del motor que modificarían con precisión la trayectoria de New Horizons para apuntar la aproximación. [129]
El 12 de febrero de 2015, la NASA publicó nuevas imágenes de Plutón (tomadas del 25 al 31 de enero) desde la sonda que se acercaba. [130] [131] New Horizons estaba a más de 203 millones de kilómetros (126 millones de millas) de Plutón cuando comenzó a tomar las fotografías, que mostraban a Plutón y su luna más grande, Caronte. El tiempo de exposición fue demasiado corto para ver las lunas más pequeñas y mucho más débiles de Plutón.
Los investigadores compilaron una serie de imágenes de las lunas Nix e Hydra tomadas del 27 de enero al 8 de febrero de 2015, comenzando en un rango de 201 millones de kilómetros (125 millones de millas). [132] Plutón y Caronte aparecen como un solo objeto sobreexpuesto en el centro. La imagen del lado derecho ha sido procesada para eliminar el campo de estrellas del fondo. Las otras dos lunas, aún más pequeñas, Kerberos y Styx, se vieron en fotografías tomadas el 25 de abril. [133] A partir del 11 de mayo, se realizó una búsqueda de peligros en busca de objetos desconocidos que pudieran ser un peligro para la nave espacial, como anillos o lunas hasta ahora no descubiertas, que posiblemente podrían evitarse mediante un cambio de rumbo. [134] No se encontraron anillos ni lunas adicionales.
También con respecto a la fase de aproximación durante enero de 2015, el 21 de agosto de 2012, el equipo anunció que pasarían el tiempo de la misión intentando observaciones de largo alcance del objeto del cinturón de Kuiper designado temporalmente VNH0004 (ahora designado 2011 KW 48 ), cuando el objeto estaba a una distancia de 75 millones de kilómetros (0,50 AU; 47 millones de millas) de New Horizons . [135] El objeto estaría demasiado distante para resolver las características de la superficie o tomar espectroscopia, pero podría hacer observaciones que no se pueden hacer desde la Tierra, es decir, una curva de fase y la búsqueda de lunas pequeñas. Estaba previsto observar un segundo objeto en junio de 2015 y un tercero en septiembre después del sobrevuelo; el equipo esperaba observar una docena de objetos de este tipo hasta 2018. [135] El 15 de abril de 2015, se tomaron imágenes de Plutón mostrando un posible casquete polar. [136]
El 4 de julio de 2015, New Horizons experimentó una anomalía de software y entró en modo seguro, impidiendo que la nave espacial realizara observaciones científicas hasta que los ingenieros pudieran resolver el problema. [137] [138] El 5 de julio, la NASA anunció que se determinó que el problema era una falla de sincronización en una secuencia de comando utilizada para preparar la nave espacial para su sobrevuelo, y que la nave espacial reanudaría las operaciones científicas programadas el 7 de julio. perdidos debido a la anomalía se consideró que no tenían ningún impacto en los principales objetivos de la misión y un impacto mínimo en otros objetivos. [139]
El error de sincronización consistió en realizar dos tareas simultáneamente (comprimir datos previamente adquiridos para liberar espacio para más datos y hacer una segunda copia de la secuencia de comando de aproximación) que en conjunto sobrecargaron la computadora principal de la nave espacial. Después de que se detectó la sobrecarga, la nave espacial funcionó según lo diseñado: cambió de la computadora principal a la computadora de respaldo, entró en modo seguro y envió una llamada de socorro a la Tierra. La llamada de socorro se recibió la tarde del 4 de julio y alertó a los ingenieros de que debían ponerse en contacto con la nave espacial para obtener más información y resolver el problema. La resolución fue que el problema ocurrió como parte de los preparativos para la aproximación y no se esperaba que volviera a suceder porque no se planearon tareas similares para el resto del encuentro. [139] [140]
La aproximación más cercana de la nave espacial New Horizons a Plutón se produjo a las 11:49 UTC del 14 de julio de 2015, a una distancia de 12.472 km (7.750 millas) de la superficie [141] y 13.658 km (8.487 millas) del centro de Plutón. . Los datos de telemetría que confirman un sobrevuelo exitoso y una nave espacial en buen estado se recibieron en la Tierra desde las cercanías del sistema Plutón el 15 de julio de 2015 a las 00:52:37 UTC, [142] después de 22 horas de silencio de radio planificado debido a que la nave espacial estaba apuntando hacia el sistema Plutón . Los responsables de la misión estimaron que había una posibilidad entre 10.000 de que los escombros hubieran destruido la sonda o sus sistemas de comunicación durante el sobrevuelo, impidiéndole enviar datos a la Tierra. [143] Los primeros detalles del encuentro se recibieron al día siguiente, pero la descarga del conjunto de datos completo a través del enlace descendente de datos de 2 kbps tomó poco más de 15 meses, [18] y el análisis de los datos continúa a partir de 2021. [144 ]
Los objetivos científicos de la misión se agruparon en tres prioridades distintas. Los "objetivos primarios" eran necesarios. Se esperaba que se cumplieran los "objetivos secundarios", pero no se exigieron. Los "objetivos terciarios" eran deseados. Estos objetivos podrían haberse omitido en favor de los objetivos anteriores. Se abandonó el objetivo de medir cualquier campo magnético de Plutón debido a problemas de masa y presupuesto asociados con la inclusión de un magnetómetro en la nave espacial. En cambio, SWAP y PEPSSI podrían detectar indirectamente campos magnéticos alrededor de Plutón. [145]
"El sobrevuelo de New Horizons al sistema de Plutón fue totalmente exitoso, cumpliendo y en muchos casos superando los objetivos de Plutón establecidos por la NASA y la Academia Nacional de Ciencias". [146]
New Horizons pasó a 12.500 km (7.800 millas) de Plutón, y su aproximación más cercana tuvo lugar el 14 de julio de 2015, a las 11:50 UTC. New Horizons tenía una velocidad relativa de 13,78 km/s (49.600 km/h; 30.800 mph) en su máxima aproximación, y llegó tan cerca como 28.800 km (17.900 millas) de Caronte. Comenzando 3,2 días antes del acercamiento más cercano, las imágenes de largo alcance incluyeron el mapeo de Plutón y Caronte con una resolución de 40 km (25 millas). Esta es la mitad del período de rotación del sistema Plutón-Caronte y permitió obtener imágenes de todos los lados de ambos cuerpos. Las imágenes de corto alcance se repitieron dos veces al día para buscar cambios en la superficie causados por caídas de nieve localizadas o criovulcanismo en la superficie . Debido a la inclinación de Plutón, una parte del hemisferio norte estaría en sombra en todo momento. Durante el sobrevuelo, los ingenieros esperaban que LORRI pudiera obtener imágenes seleccionadas con una resolución de hasta 50 m por píxel (160 pies/px) si la distancia más cercana fuera de alrededor de 12.500 km (7.800 millas), y se esperaba que MVIC obtuviera imágenes de cuatro colores. mapas diurnos globales con una resolución de 1,6 km (1 mi). LORRI y MVIC intentaron superponer sus respectivas áreas de cobertura para formar pares estéreo. LEISA obtuvo mapas hiperespectrales de infrarrojo cercano a 7 km/px (4,3 mi/px) a nivel mundial y 0,6 km/px (0,37 mi/px) para áreas seleccionadas.
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Mientras tanto, Alice caracterizó la atmósfera, tanto por las emisiones de moléculas atmosféricas ( resplandor del aire ) como por el oscurecimiento de las estrellas de fondo cuando pasan detrás de Plutón ( ocultación ). Durante y después de la máxima aproximación, SWAP y PEPSSI tomaron muestras de la alta atmósfera y sus efectos sobre el viento solar. VBSDC buscó polvo, infiriendo tasas de colisión de meteoritos y anillos invisibles. REX realizó radiociencia activa y pasiva. La antena parabólica de la Tierra midió la desaparición y reaparición de la señal de ocultación de radio mientras la sonda pasaba detrás de Plutón. Los resultados resolvieron el diámetro de Plutón (por su sincronización) y la densidad y composición atmosférica (por su patrón de debilitamiento y fortalecimiento). (Alice puede realizar ocultaciones similares, utilizando la luz solar en lugar de radiobalizas). En misiones anteriores, la nave espacial transmitía a través de la atmósfera a la Tierra ("enlace descendente"). La masa de Plutón y su distribución fueron evaluadas mediante el tirón gravitacional de la nave espacial. A medida que la nave espacial acelera y desacelera, la señal de radio exhibió un desplazamiento Doppler . El desplazamiento Doppler se midió comparándolo con el oscilador ultraestable de la electrónica de comunicaciones.
La luz solar reflejada por Caronte permitió algunas observaciones de imágenes del lado nocturno. La iluminación del sol permitió resaltar los anillos o las brumas atmosféricas. REX realizó radiometría del lado nocturno.
La mejor resolución espacial de New Horizons para los satélites pequeños es de 330 m por píxel (1080 pies/px) en Nix, 780 m/px (2560 pies/px) en Hydra y aproximadamente 1,8 km/px (1,1 mi/px) en Kerberos y Styx. Las estimaciones de las dimensiones de estos cuerpos son: Nix a 49,8 × 33,2 × 31,1 km (30,9 × 20,6 × 19,3 mi); Hidra a 50,9 × 36,1 × 30,9 km (31,6 × 22,4 × 19,2 mi); Kerberos a 19 × 10 × 9 km (11,8 × 6,2 × 5,6 mi); y Styx a 16 × 9 × 8 km (9,9 × 5,6 × 5,0 mi). [147]
Las predicciones iniciales imaginaban a Kerberos como un objeto relativamente grande y masivo cuya superficie oscura provocaba que tuviera un débil reflejo. Esto resultó ser incorrecto, ya que las imágenes obtenidas por New Horizons el 14 de julio y enviadas a la Tierra en octubre de 2015 revelaron que Kerberos era más pequeño, 19 km (12 millas) de ancho con una superficie altamente reflectante, lo que sugería la presencia de hielo de agua relativamente limpia. de manera similar al resto de las lunas más pequeñas de Plutón. [148]
Medios relacionados con fotografías del sistema Plutón tomadas por New Horizons en Wikimedia Commons
Poco después del sobrevuelo de Plutón, en julio de 2015, New Horizons informó que la nave espacial estaba en buen estado, su trayectoria de vuelo estaba dentro de los márgenes y se habían registrado datos científicos del sistema Plutón-Caronte. [149] [150] La tarea inmediata de la nave espacial fue comenzar a devolver los 6,25 gigabytes de información recopilada. [18] La pérdida de trayectoria en el espacio libre a su distancia de 4,5 horas luz (3 mil millones de kilómetros o 20 AU o 1,9 mil millones de millas) es de aproximadamente 303 dB a 7 GHz. Usando la antena de alta ganancia y transmitiendo a máxima potencia, la señal de EIRP es de +83 dBm y, a esta distancia, la señal que llega a la Tierra es de −220 dBm. El nivel de señal recibida (RSL) utilizando una antena de red de espacio profundo no dispuesta con 72 dBi de ganancia directa equivale a −148 dBm. [151] Debido al RSL extremadamente bajo, solo podía transmitir datos de 1 a 2 kilobits por segundo . [152]
El 30 de marzo de 2016, unos nueve meses después del sobrevuelo, New Horizons alcanzó la mitad del camino para transmitir estos datos. [153] La transferencia se completó el 25 de octubre de 2016, a las 21:48 UTC, cuando el último dato, parte de una secuencia de observación de Plutón-Caronte realizada por el generador de imágenes Ralph/LEISA, fue recibido por el Centro de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. Laboratorio . [18] [154]
En noviembre de 2018, a una distancia de 43 AU (6,43 mil millones de km; 4,00 mil millones de millas) del Sol y 0,4 AU (60 millones de km; 37 millones de millas) de 486958 Arrokoth, [ 155] New Horizons se dirigía en dirección a la constelación de Sagitario [156] a 14,10 km/s (8,76 mi/s ; 2,97 AU/a ) en relación con el Sol. [155] El brillo del Sol desde la nave espacial fue de magnitud -18,5. [156]
El 17 de abril de 2021, New Horizons alcanzó una distancia de 50 AU del Sol, permaneciendo en pleno funcionamiento. [157]
El equipo de New Horizons solicitó y recibió una extensión de la misión hasta 2021 para explorar objetos adicionales del cinturón de Kuiper (KBO). La financiación se obtuvo el 1 de julio de 2016. [158] Durante esta Misión Extendida del Cinturón de Kuiper (KEM), la nave espacial realizó un sobrevuelo cercano de 486958 Arrokoth y realizará observaciones más distantes de dos docenas de objetos adicionales, [159] [158 ] [160] y posiblemente hacer un sobrevuelo de otro KBO. [ cita necesaria ]
Los planificadores de la misión buscaron uno o más objetos adicionales del cinturón de Kuiper (KBO) del orden de 50 a 100 km (31 a 62 millas) de diámetro como objetivos para sobrevuelos similares al encuentro plutoniano de la nave espacial. Sin embargo, a pesar de la gran población de KBO, muchos factores limitaron el número de posibles objetivos. Como la trayectoria de vuelo estaba determinada por el sobrevuelo de Plutón y a la sonda sólo le quedaban 33 kilogramos de propulsor de hidracina , el objeto a visitar debía estar dentro de un cono de menos de un grado de ancho que se extendiera desde Plutón. El objetivo también debía estar dentro de las 55 AU, porque más allá de 55 AU, el enlace de comunicaciones se vuelve demasiado débil y la potencia de salida del RTG decae lo suficiente como para dificultar las observaciones. [161] Los KBO deseables tienen más de 50 km (30 millas) de diámetro, son de color neutro (para contrastar con el rojizo Plutón) y, si es posible, tienen una luna que imparte oscilación. [ cita necesaria ]
En 2011, los científicos de la misión iniciaron la búsqueda de KBO New Horizons , un estudio dedicado a encontrar KBO adecuados utilizando telescopios terrestres. Para buscar objetivos potenciales se utilizaron grandes telescopios terrestres con cámaras de campo amplio, en particular los telescopios gemelos Magallanes de 6,5 metros en Chile, el Observatorio Subaru de 8,2 metros en Hawái y el Telescopio Canadá-Francia-Hawái [118] [162] . Al participar en un proyecto de ciencia ciudadana llamado Ice Hunters, el público ayudó a escanear imágenes telescópicas en busca de posibles candidatos a misión adecuados. [163] [164] [165] [166] [167] La búsqueda terrestre resultó en el descubrimiento de alrededor de 143 KBO de interés potencial, [168] pero ninguno de ellos estaba lo suficientemente cerca de la trayectoria de vuelo de New Horizons . [162] Se consideró que sólo el Telescopio Espacial Hubble tenía probabilidades de encontrar un objetivo adecuado a tiempo para una misión KBO exitosa. [169] El 16 de junio de 2014, se concedió tiempo en el Hubble para una búsqueda. [170] El Hubble tiene una capacidad mucho mayor para encontrar KBO adecuados que los telescopios terrestres. La probabilidad de que se encuentre un objetivo para New Horizons se estimó previamente en alrededor del 95%. [171]
El 15 de octubre de 2014, se reveló que la búsqueda del Hubble había descubierto tres objetivos potenciales, [172] [173] [174] [175] [176] designados temporalmente PT1 ("objetivo potencial 1"), PT2 y PT3 por el Nuevo Equipo Horizontes . PT1 finalmente fue elegido como objetivo y se llamaría 486958 Arrokoth .
Todos los objetos tenían diámetros estimados en el rango de 30 a 55 km (19 a 34 millas) y eran demasiado pequeños para ser vistos por telescopios terrestres. Los objetivos estaban a distancias del Sol que oscilaban entre 43 y 44 UA, lo que situaría los encuentros en el período 2018-2019. [173] Las probabilidades estimadas iniciales de que estos objetos fueran alcanzables dentro del presupuesto de combustible de New Horizons fueron del 100%, 7% y 97%, respectivamente. [173] Todos eran miembros de los objetos clásicos "fríos" (baja inclinación , baja excentricidad ) del cinturón de Kuiper y, por lo tanto, eran muy diferentes de Plutón.
PT1 (dada la designación temporal "1110113Y" en el sitio web del HST [177] ), el objeto situado más favorablemente, tenía una magnitud de 26,8, tiene entre 30 y 45 km (19 a 28 millas) de diámetro y se encontró en enero. 2019. [178] Un cambio de rumbo para alcanzarlo requirió alrededor del 35% del suministro de combustible de ajuste de trayectoria disponible de New Horizons . Una misión a PT3 era en cierto modo preferible, ya que es más brillante y, por lo tanto, probablemente más grande que PT1, pero las mayores necesidades de combustible para alcanzarlo habrían dejado menos espacio para maniobras y eventos imprevistos. [173]
Una vez que se proporcionó suficiente información orbital, el Minor Planet Center dio designaciones provisionales a los tres KBO objetivo: 2014 MU 69 (más tarde 486958 Arrokoth) (PT1), 2014 OS 393 (PT2) y 2014 PN 70 (PT3). Para el otoño de 2014, un posible cuarto objetivo, 2014 MT 69 , había sido eliminado mediante observaciones de seguimiento. PT2 estaba fuera de carrera antes del sobrevuelo de Plutón. [179] [180]
El 28 de agosto de 2015, 486958 Arrokoth (entonces conocido como (486958) 2014 MU 69 y apodado Ultima Thule ) (PT1) fue elegido como objetivo de sobrevuelo. El ajuste de rumbo necesario se realizó con cuatro encendidos de motores entre el 22 de octubre y el 4 de noviembre de 2015. [181] [182] El sobrevuelo se produjo el 1 de enero de 2019, a las 00:33 UTC. [183] [184]
Además de su sobrevuelo de 486958 Arrokoth, la misión extendida de New Horizons requiere que la nave espacial realice observaciones y busque sistemas de anillos alrededor de entre 25 y 35 KBO diferentes. [185] Además, continuará estudiando la composición de gas, polvo y plasma del cinturón de Kuiper antes de que finalice la extensión de la misión en 2021. [159] [160] [ necesita actualización ]
El 2 de noviembre de 2015, New Horizons tomó imágenes de KBO 15810 Arawn con el instrumento LORRI desde 280 millones de kilómetros de distancia (170 millones de millas; 1,9 AU). [186] Este KBO fue fotografiado nuevamente por el instrumento LORRI del 7 al 8 de abril de 2016, desde una distancia de 111 millones de kilómetros (69 millones de millas; 0,74 AU). Las nuevas imágenes permitieron al equipo científico refinar aún más la ubicación de 15810 Arawn dentro de 1.000 km (620 millas) y determinar su período de rotación de 5,47 horas. [187] [188]
En julio de 2016, la cámara LORRI capturó algunas imágenes distantes de Quaoar desde 2,1 mil millones de kilómetros de distancia (1,3 mil millones de millas; 14 AU); la vista oblicua complementará las observaciones desde la Tierra para estudiar las propiedades de dispersión de la luz del objeto. [189]
El 5 de diciembre de 2017, cuando New Horizons estaba a 40,9 AU de la Tierra, una imagen de calibración del cúmulo Wishing Well marcó la imagen más distante jamás tomada por una nave espacial (rompiendo el récord de 27 años establecido por el famoso Punto Azul Pálido de la Voyager 1 ). ). Dos horas más tarde, New Horizons superó su propio récord al obtener imágenes de los objetos del cinturón de Kuiper 2012 HZ 84 y 2012 HE 85 desde una distancia de 0,50 y 0,34 AU, respectivamente. Estas fueron las imágenes más cercanas tomadas de un objeto del cinturón de Kuiper además de Plutón y Arrokoth hasta febrero de 2018 . [190] [191][actualizar]
El planeta enano Haumea fue observado desde lejos por la nave espacial New Horizons en octubre de 2007, enero de 2017 y mayo de 2020, desde distancias de 49 AU, 59 AU y 63 AU, respectivamente. New Horizons ha observado los planetas enanos Eris (2020), Haumea (2007, 2017, 2020), Makemake (2007, 2017) y Quaoar (2016, 2017, 2019), así como los grandes KBO Ixion (2016), 2002. MS 4 (2016, 2017, 2019) y 2014 OE 394 (2017, 2018). También observó Tritón, la luna más grande de Neptuno (que comparte similitudes con Plutón y Eris) en 2019. [192]
Medios relacionados con fotografías de objetos del cinturón de Kuiper tomadas por New Horizons en Wikimedia CommonsPara diciembre de 2023, New Horizons había descubierto un total de unos 100 KBO y había volado lo suficientemente cerca de unos 20 de ellos para capturar características como la forma, el período de rotación, las posibles lunas y la composición de la superficie. Además, desde 2021, los investigadores canadienses han podido utilizar software de aprendizaje automático para acelerar los procesos de identificación de posibles objetivos de KBO para un tercer sobrevuelo, reduciendo los esfuerzos de semanas a horas. [192] [193]
Los objetivos científicos del sobrevuelo incluyeron caracterizar la geología y morfología de Arrokoth [194] [195] y mapear la composición de la superficie (mediante la búsqueda de amoníaco, monóxido de carbono, metano y hielo de agua). Se realizarán búsquedas de lunas en órbita, comas, anillos y el entorno circundante. [196] Los objetivos adicionales incluyen: [197]
Arrokoth es el primer objeto objetivo de un sobrevuelo que se descubrió después del lanzamiento de la nave espacial. [198] Se planeó que New Horizons llegara a 3.500 km (2.200 millas) de Arrokoth, tres veces más cerca que el encuentro anterior de la nave espacial con Plutón. Se esperaban imágenes con una resolución de hasta 30 m (98 pies) por píxel. [199]
La nueva misión comenzó el 22 de octubre de 2015, cuando New Horizons llevó a cabo la primera de una serie de cuatro maniobras iniciales de focalización diseñadas para enviarla hacia Arrokoth. La maniobra, que comenzó aproximadamente a las 19:50 UTC y utilizó dos de los pequeños propulsores alimentados con hidracina de la nave espacial, duró aproximadamente 16 minutos y cambió la trayectoria de la nave espacial en unos 10 metros por segundo (33 pies/s). Las tres maniobras de apuntamiento restantes tuvieron lugar el 25 de octubre, 28 de octubre y 4 de noviembre de 2015. [200] [201]
La nave salió de su hibernación aproximadamente a las 00:33 UTC SCET del 5 de junio de 2018 (06:12 UTC ERT , hora de recepción en la Tierra), [a] para prepararse para la fase de aproximación. [203] [204] Después de verificar su estado de salud, la nave espacial pasó de un modo estabilizado por giro a un modo estabilizado en tres ejes el 13 de agosto de 2018. La fase de aproximación oficial comenzó el 16 de agosto de 2018 y continuó hasta diciembre. 24, 2018. [205]
New Horizons hizo su primera detección de Arrokoth el 16 de agosto de 2018, desde una distancia de 172 millones de kilómetros (107 millones de millas). En ese momento, Arrokoth era visible con una magnitud de 20 sobre un fondo estelar abarrotado en dirección a la constelación de Sagitario . [206] [207]
La fase central comenzó una semana antes del encuentro y continuó durante dos días después del encuentro. La nave espacial voló junto al objeto a una velocidad de 51.500 km/h (32.000 mph; 14,3 km/s) y dentro de 3.500 km (2.200 mi). [208] La mayoría de los datos científicos se recopilaron dentro de las 48 horas posteriores al acercamiento más cercano en una fase llamada Núcleo Interior. [205] La aproximación más cercana se produjo el 1 de enero de 2019, a las 05:33 UTC [209] SCET , momento en el que la sonda estaba43,4 AU del Sol . [210] A esta distancia, el tiempo de tránsito unidireccional para las señales de radio entre la Tierra y New Horizons fue de seis horas. [196] La confirmación de que la nave había logrado llenar sus grabadoras digitales se produjo cuando los datos llegaron a la Tierra diez horas después, a las 15:29 UTC. [211]
Después del encuentro, se enviaron datos preliminares de alta prioridad a la Tierra los días 1 y 2 de enero de 2019. El 9 de enero, New Horizons volvió a un modo estabilizado por giro para prepararse para enviar el resto de sus datos de regreso a la Tierra. [205] Se esperaba que esta descarga tardara 20 meses a una velocidad de datos de 1 a 2 kilobits por segundo . [212] A julio de 2022, aún quedaba por recibir aproximadamente el 10% de los datos. [213]
En abril de 2020, New Horizons se utilizó junto con telescopios en la Tierra para tomar fotografías de las estrellas cercanas Proxima Centauri y Wolf 359 ; Las imágenes de cada punto de vista, a más de 4 mil millones de millas (6,4 mil millones de kilómetros) de distancia, se compararon para producir "la primera demostración de un paralaje estelar fácilmente observable ". [214]
Las imágenes tomadas por la cámara LORRI mientras New Horizons estaba entre 42 y 45 AU del Sol se utilizaron para medir el fondo óptico cósmico, la luz visible análoga del fondo cósmico de microondas , en siete campos galácticos de alta latitud. A esa distancia, New Horizons vio un cielo diez veces más oscuro que el cielo visto por el Telescopio Espacial Hubble debido a la ausencia de brillo difuso de fondo del cielo debido a la luz zodiacal en el sistema solar interior. Estas mediciones indican que la cantidad total de luz emitida por todas las galaxias en longitudes de onda ultravioleta y visible puede ser menor de lo que se pensaba anteriormente. [215] [216]
La nave espacial alcanzó una distancia de 50 AU (7,5 mil millones de kilómetros; 4,6 mil millones de millas) el 17 de abril de 2021, a las 12:42 UTC, una hazaña realizada solo cuatro veces antes, por Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 y Voyager 2. . La Voyager 1 es la nave espacial más alejada del Sol, a más de 152 AU (22,7 mil millones de kilómetros; 14,1 mil millones de millas) de distancia cuando New Horizons alcanzó su hito en 2021. [217] El equipo de apoyo continuó usando la nave espacial en 2021 para estudiar la heliosfera medio ambiente (plasma, polvo y gas) y estudiar otros objetos del Cinturón de Kuiper. [218]
Después de que la nave espacial pasó por Arrokoth, los instrumentos siguen teniendo suficiente potencia para estar operativos hasta la década de 2030.
El líder del equipo, Alan Stern, afirmó que existe la posibilidad de un tercer sobrevuelo en la década de 2020 en los bordes exteriores del cinturón de Kuiper. [219] [220] Esto depende de que se encuentre o confirme un objeto adecuado del cinturón de Kuiper lo suficientemente cerca de la trayectoria actual de la nave espacial. Desde mayo de 2020, el equipo de New Horizons ha estado utilizando el tiempo en el Telescopio Subaru para buscar candidatos adecuados en las proximidades de la nave espacial. Hasta octubre de 2023 [actualizar], no se había encontrado ninguno lo suficientemente cerca de la trayectoria de New Horizons como para que pudiera realizar un sobrevuelo cercano con el combustible restante. Sin embargo, la misión sigue siendo financiada como una misión científica planetaria, en lugar de una misión puramente heliofísica como sugirieron los funcionarios de la NASA en la primavera de 2023. [221] [222]
New Horizons también puede tomar una fotografía de la Tierra desde su distancia en el cinturón de Kuiper, pero sólo después de completar todos los sobrevuelos KBO planificados y tomar imágenes de Urano y Neptuno. [223] [222] Esto se debe a que apuntar una cámara hacia la Tierra podría causar que la luz solar dañe la cámara, [224] ya que ninguna de las cámaras de New Horizons tiene un mecanismo de obturador activo. [225] [226]
New Horizons ha sido llamada "la nave espacial más rápida jamás lanzada" [7] porque salió de la Tierra a 16,26 kilómetros por segundo (58.536 km/h; 36.373 mph). [8] [9] También es la primera nave espacial lanzada directamente a una trayectoria de escape solar, que requiere una velocidad aproximada mientras está cerca de la Tierra de 16,5 km/s (59.000 km/h; 37.000 mph), [b] más delta- v para cubrir la resistencia del aire y la gravedad , todo lo cual será proporcionado por el vehículo de lanzamiento. Al 17 de enero de 2024 [actualizar], la nave espacial se encuentra a 57,97 AU (8,672 mil millones de km; 5,389 mil millones de millas) del Sol y viaja a 13,71 km/s (49,400 km/h; 30,700 mph). [227]
Sin embargo, no es la nave espacial más rápida en abandonar el Sistema Solar. En julio de 2023 [actualizar], este récord lo ostenta la Voyager 1 , que viaja a 16,985 km/s (61,146 km/h; 37,994 mph) en relación con el Sol. [156] La Voyager 1 alcanzó un exceso de velocidad hiperbólica mayor que New Horizons debido a la ayuda de la gravedad de Júpiter y Saturno. Cuando New Horizons alcance la distancia de 100 AU (15 mil millones de kilómetros; 9,3 mil millones de millas), viajará a aproximadamente 13 km/s (47,000 km/h; 29,000 mph), alrededor de 4 km/s (14,000 km/h; 8,900 mph) más lento que la Voyager 1 a esa distancia. [228] La sonda solar Parker también se puede medir como el objeto más rápido, debido a su velocidad orbital relativa al Sol en el perihelio : 95,3 km/s (343.000 km/h; 213.000 mph). [c] Debido a que permanece en la órbita solar, su energía orbital específica en relación con el Sol es menor que la de New Horizons y otros objetos artificiales que escapan del Sistema Solar .
La tercera etapa de la Star 48B de New Horizons también se encuentra en una trayectoria de escape hiperbólica del Sistema Solar y llegó a Júpiter antes que la nave espacial New Horizons ; se esperaba que cruzara la órbita de Plutón el 15 de octubre de 2015. [229] Debido a que no estaba en vuelo controlado, no recibió la asistencia gravitatoria correcta y pasó a 200 millones de kilómetros (120 millones de millas) de Plutón. [229] La segunda etapa del Centauro no alcanzó la velocidad de escape solar y permanece en una órbita heliocéntrica. [230] [c]
