New Horizons es una sonda espacial interplanetaria lanzada como parte del programa New Frontiers 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 un estudio de sobrevuelo del sistema de 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 . Es la quinta sonda espacial en alcanzar 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 por un cohete Atlas V directamente en una trayectoria de escape de la Tierra y el Sol 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 media 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 aproximación más cercana 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 gravitatoria que aumentó la velocidad de New Horizons ; El sobrevuelo también permitió realizar una prueba general de las capacidades científicas de New Horizons , enviando datos sobre la atmósfera , las lunas y la magnetosfera del planeta .
La mayor parte del viaje posterior a Júpiter se pasó en modo de hibernación para preservar los sistemas a bordo, a excepción de breves comprobaciones 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 los 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 mi) sobre la superficie de Plutón, [13] [14] que en ese momento estaba a 34 UA del Sol, [15] convirtiéndose en la primera nave espacial en 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 los últimos datos registrados del sobrevuelo de Plutón desde New Horizons . [18] Tras completar su sobrevuelo de Plutón, [19] New Horizons maniobró para sobrevolar el 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 UA (6,49 mil millones de km ; 4,03 mil millones de mi ) del Sol . [20] [21] En agosto de 2018, la NASA citó los resultados de Alice en New Horizons para confirmar la existencia de un " muro 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]
New Horizons está viajando a través del cinturón de Kuiper; está a 59,8 UA (8,95 mil millones de km ; 5,56 mil millones de mi ) de la Tierra y a 60,0 UA (8,98 mil millones de km ; 5,58 mil millones de mi ) del Sol a partir de octubre de 2024. [27] 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. [28]
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En agosto de 1992, el científico del JPL Robert Staehle llamó al descubridor de Plutón, Clyde Tombaugh , para solicitarle permiso para visitar su planeta. "Le dije que era bienvenido", recordó Tombaugh más tarde, "aunque tenía que hacer un viaje largo y frío". [29] La llamada finalmente condujo a una serie de misiones propuestas a Plutón que culminaron con New Horizons .
Stamatios "Tom" Krimigis , jefe de la división espacial del Laboratorio de Física Aplicada , uno de los muchos participantes en la competencia del Programa Nuevas Fronteras, formó el equipo New Horizons con Alan Stern en diciembre de 2000. Designado como el investigador principal del proyecto , Stern fue descrito por Krimigis como "la personificación de la misión a Plutón". [30] New Horizons se basó en gran medida en el trabajo de Stern desde Plutón 350 e involucró a la mayoría del equipo de Pluto Kuiper Express . [31]
La propuesta New Horizons fue una de las cinco que se presentaron oficialmente a la NASA. Más tarde fue seleccionada como una de las dos finalistas para ser objeto de un estudio conceptual de tres meses en junio de 2001. La otra finalista, POSSE (Pluto and Outer Solar System Explorer), fue un concepto de misión a Plutón independiente pero similar de la Universidad de Colorado en Boulder , dirigida por el investigador principal Larry W. Esposito , y apoyada por el JPL, Lockheed Martin y la Universidad de California . [32]
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 [32], tenía una 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 luego aterrizaría en el asteroide con fanfarria científica y de ingeniería. [33]
En noviembre de 2001, New Horizons fue seleccionada oficialmente para recibir financiación como parte del programa New Frontiers. [34] Sin embargo, el nuevo administrador de la NASA designado por la administración Bush , Sean O'Keefe , no apoyó a New Horizons y efectivamente la canceló al no incluirla en el presupuesto de la NASA para 2003. El 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 la Encuesta Decenal de Ciencia Planetaria , una "lista de deseos" priorizada, compilada por el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos , que refleja las opiniones de la comunidad científica. [30]
Después de una intensa campaña para obtener apoyo para New Horizons , el Planetary Science Decadal Survey de 2003-2013 se publicó en el verano de 2002. New Horizons encabezó la lista de proyectos considerados de mayor prioridad entre la comunidad científica en la categoría de tamaño mediano; por delante de las misiones a la Luna, e incluso a Júpiter. Weiler afirmó que era un resultado que "[su] administración no iba a combatir". [30] La financiación para la misión finalmente se aseguró después de la publicación del informe. El equipo de Stern finalmente pudo comenzar a construir la nave espacial y sus instrumentos, con un lanzamiento planificado en enero de 2006 y la llegada a Plutón en 2015. [30] Alice Bowman se convirtió en Gerente de Operaciones de la Misión (MOM). [35]
New Horizons es la primera misión de la categoría de misiones New Frontiers de la NASA, más grande y más costosa que las misiones Discovery, pero más pequeña que las misiones del Programa Flagship. El costo de la misión, incluido el desarrollo de la nave espacial y los instrumentos, el vehículo de lanzamiento, las operaciones de la misión, el análisis de datos y la educación/difusión pública, es de aproximadamente 700 millones de dólares a lo largo de 15 años (2001-2016). [36] La nave espacial fue construida principalmente por el Southwest Research Institute (SwRI) y el Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. 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 fue asumido por el Centro de Operaciones de la Misión (MOC) en el Laboratorio de Física Aplicada en el condado de Howard, Maryland . Los instrumentos científicos son operados en el Centro de Operaciones Científicas Clyde Tombaugh (T-SOC) en Boulder, Colorado . [37] 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 de 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 avanza hacia el Sistema Solar exterior . Casualmente, la Estación Flagstaff del Observatorio Naval fue donde se tomaron las placas fotográficas para el descubrimiento de la luna de Plutón, Caronte . El Observatorio Naval en sí no está lejos del Observatorio Lowell, donde se descubrió Plutón.
New Horizons fue originalmente planeada como un viaje al único planeta inexplorado del Sistema Solar. Cuando se lanzó la nave espacial, Plutón todavía estaba clasificado como un planeta , para luego ser reclasificado como un planeta enano por la Unión Astronómica Internacional (UAI). Algunos miembros del equipo de New Horizons , incluido Alan Stern, no están de acuerdo con la definición de la UAI y aún describen a Plutón como el noveno planeta. [38] 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 esta razón, además de la relación de Nix e Hydra con el mitológico Plutón . [39]
Además del equipo científico, hay nueve artefactos culturales que viajan con la nave espacial. [40] Estos incluyen una colección de 434.738 nombres almacenados en un disco compacto, [41] una colección de imágenes del personal del proyecto New Horizons en otro CD, una pieza del SpaceShipOne de Scaled Composites , [42] un sello postal de USPS "Aún no explorado", [43] [44] y dos copias de la bandera de los Estados Unidos . [45] [40]
Aproximadamente 30 gramos (1 oz) de las cenizas de Clyde Tombaugh están a bordo de la nave espacial, para conmemorar su descubrimiento de Plutón en 1930. [46] [47] Se incluye una moneda de veinticinco centavos del estado de Florida , cuyo diseño conmemora la exploración humana, oficialmente como peso de ajuste, [48] al igual que un cuarto de dólar del estado de Maryland para honrar a los constructores de la sonda. [40] 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. [49] 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. [50] "A modo de comparación, New Horizons recopiló 5.000 veces más datos en Plutón que los que recopiló Mariner en el Planeta Rojo ". [51]
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? [52]
En concreto, los objetivos científicos de la misión son: [53]
La nave espacial es comparable en tamaño y forma general a un piano de cola y se la ha comparado con un piano pegado a una antena parabólica del tamaño de un bar de cócteles. [54] Como punto de partida, el equipo se inspiró en la nave espacial Ulysses , [55] que también transportaba un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) y una antena parabólica en una estructura de caja dentro de 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. (Las Pioneer tienen cuerpos hexagonales , mientras que las Voyager , Galileo y Cassini–Huygens tienen cuerpos huecos 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 la antena parabólica de radio de 2,1 m (6 pies 11 pulgadas) fijada al lado plano "delantero". 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 fina lámina de aluminio (menos de 1 ⁄ 64 in o 0,40 mm) adherida a un núcleo de aluminio en forma de panal. La estructura es más grande de lo estrictamente necesario, con espacio vacío en el interior. La estructura está diseñada para actuar como protección , reduciendo los errores electrónicos causados por la radiación del RTG. Además, la distribución de masa necesaria para una nave espacial giratoria 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 las Pioneer y las Voyager , la antena parabólica también está envuelta en mantas que se extienden hasta el cuerpo. El calor del RTG añade calidez a la nave espacial mientras está en el Sistema Solar exterior. Mientras está en el Sistema Solar interior, la nave espacial debe evitar el sobrecalentamiento, por lo que la actividad electrónica está 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 está navegando 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 de estabilización de giro (crucero) y estabilización de tres ejes (ciencia) controlados completamente con monopropelente de hidracina . Un tanque interno de 77 kg (170 lb) proporciona una delta- v posterior al lanzamiento adicional de más de 290 m/s (1000 km/h; 650 mph). Se utiliza helio como presurizante, con un diafragma elastomérico que asiste en 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 solo 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 en el 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 utilizan principalmente para correcciones de trayectoria, y los pequeños (utilizados anteriormente en Cassini y la nave espacial Voyager ) se utilizan principalmente para el control de actitud y las maniobras de giro ascendente/descendente. Se utilizan dos cámaras estelares para medir la actitud de la nave espacial. Están montadas en la cara de la nave espacial y proporcionan información de actitud mientras está en modo de estabilizado de giro o de 3 ejes. Entre el tiempo de las lecturas de la cámara estelar, la orientación de la nave espacial es proporcionada por unidades de medición inerciales en miniatura redundantes duales. Cada unidad contiene tres giroscopios de estado sólido y tres acelerómetros . Dos sensores solares Adcole proporcionan la determinación de la actitud. Uno detecta el ángulo con el Sol, mientras que el otro mide la velocidad de giro y el reloj.
Un generador termoeléctrico de radioisótopos cilíndrico (RTG) 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 disminuiría aproximadamente3,5 W cada año, que se descomponen en202 W en el momento de su encuentro con el sistema plutoniano en 2015 y se desintegrará demasiado como para alimentar los transmisores en la década de 2030. [6] No hay baterías a bordo ya que la salida del 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 potencia de salida del RTG es de aproximadamente190 W . [56]
El RTG, modelo " GPHS-RTG ", fue originalmente un repuesto de la misión Cassini . El RTG contiene 9,75 kg (21,5 lb) de pastillas de óxido de plutonio-238 . [31] Cada pastilla está revestida de iridio y luego encerrada en una carcasa de grafito. Fue desarrollado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos en el Complejo de Materiales y Combustibles, una parte del Laboratorio Nacional de Idaho . [57] El diseño original del RTG requería 10,9 kg (24 lb) de plutonio, pero se produjo una unidad menos potente que el objetivo de diseño original debido a demoras en el Departamento de Energía de los Estados Unidos, incluidas las actividades de seguridad, que retrasaron la producción de plutonio. [58] Los parámetros de la misión y la secuencia de observación tuvieron que modificarse para la potencia reducida; aún así, no todos los instrumentos pueden operar simultáneamente. El Departamento de Energía transfirió el programa de baterías espaciales de Ohio a Argonne en 2002 debido a preocupaciones 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 se liberara a la atmósfera en caso de un accidente. El Departamento de Energía de los Estados Unidos estimó que las probabilidades de un accidente de lanzamiento que liberara radiación a la atmósfera eran de 1 en 350, y monitoreó el lanzamiento [59] debido a la inclusión de un RTG a bordo. Se estimó que un escenario de peor caso de dispersión total del plutonio a bordo esparciría la radiación equivalente al 80% de la dosis anual promedio en América del Norte de radiación de fondo sobre un área con un radio de 105 km (65 mi). [60]
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 para redundancia , para un total de cuatro computadoras. El procesador utilizado para sus computadoras de vuelo es el Mongoose-V , una versión de 12 MHz reforzada con radiación de la CPU MIPS R3000 . Múltiples relojes redundantes y rutinas de temporización se implementan en hardware y software para ayudar a prevenir fallas y tiempos de inactividad. Para conservar el calor y la masa, la electrónica de la nave espacial y del instrumento están alojadas juntas en IEM (módulos electrónicos integrados). Hay dos IEM redundantes. Incluyendo otras funciones como la electrónica de instrumentos y radio, cada IEM contiene 9 placas. [61] El software de la sonda se ejecuta en el sistema operativo Nucleus RTOS . [62]
Se han producido dos eventos de "seguridad" que han puesto la nave espacial en modo seguro :
La comunicación con la nave espacial se realiza a través de la banda X. La nave tenía una velocidad de comunicación de38 kbit/s en Júpiter; a la distancia de Plutón, una velocidad de aproximadamenteSe esperaba una velocidad de transmisión de 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 solo 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 de mano derecha o mano izquierda .
La señal de enlace descendente se amplifica mediante amplificadores de tubo de onda viajera (TWTA) redundantes dobles de 12 vatios montados en el cuerpo debajo de la antena parabólica. Los receptores son diseños de bajo consumo. El sistema se puede controlar para alimentar ambos TWTA al mismo tiempo y transmitir una señal de enlace descendente de doble polarización a la DSN que casi duplica la velocidad de enlace descendente. Las pruebas de DSN al principio de la misión con esta técnica de combinación de doble polarización tuvieron éxito y se declaró que la capacidad estaba operativa (cuando el presupuesto de energía de la nave espacial permite que se alimenten ambos TWTA).
Además de la antena de alta ganancia , hay dos antenas de respaldo de baja ganancia y una antena parabólica de ganancia media. La antena parabólica de alta ganancia tiene un reflector Cassegrain de construcción compuesta de 2,1 metros (7 pies) de diámetro que proporciona más de42 dBi de ganancia y un ancho de haz de media potencia de aproximadamente un grado. La antena de ganancia media de foco principal, con una apertura de 0,3 metros (1 pie) y un ancho de haz de media potencia 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 sobre 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 solo 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 una de respaldo) con capacidad para hasta8 gigabytes cada uno. Debido a la extrema distancia entre Plutón y el cinturón de Kuiper, solo se puede ahorrar una carga de búfer en esos encuentros. Esto se debe a que New Horizons necesitaría aproximadamente 16 meses después de dejar las proximidades de Plutón para transmitir la carga de búfer de regreso a la Tierra. [66] 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 4.700 millones de kilómetros de espacio. [67]
Parte de la razón de la demora 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 apuntaba 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 fue simplificada mecánicamente para ahorrar peso, acortar el cronograma y mejorar la confiabilidad durante su vida útil de 15 años.
La plataforma de exploración 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 se rotó toda la sonda para tomar fotografías de Urano y Neptuno, de forma similar a como rotó 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. [68] 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. [69]
El Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) es un generador de imágenes de gran distancia focal diseñado para una alta resolución y capacidad de respuesta en longitudes de onda visibles. El instrumento está equipado con un sensor CCD monocromático de 1024 × 1024 píxeles por 12 bits por píxel que ofrece una resolución de 5 μrad (~1 arcsec ). [70] El CCD se enfría muy por debajo del punto de congelación mediante un radiador pasivo en la cara antisolar de la nave espacial. Esta diferencia de temperatura requiere aislamiento y aislamiento del resto de la estructura. Los espejos Ritchey-Chretien de 208,3 mm (8,20 pulgadas) de apertura 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 protector de luz compuesto y se montan con titanio y fibra de vidrio para el aislamiento térmico. La masa total es de 8,6 kg (19 lb), y el conjunto del tubo óptico (OTA) pesa aproximadamente 5,6 kg (12 lb), [71] uno de los telescopios de carburo de silicio más grandes que volaban en ese momento (ahora superado por Herschel ). Para ver en sitios web públicos, las imágenes LORRI de 12 bits por píxel se convierten a imágenes JPEG de 8 bits por píxel . [70] Estas imágenes públicas no contienen el rango dinámico completo de información de brillo disponible en los archivos de imágenes LORRI sin procesar. [70]
Solar Wind Around Pluto (SWAP) es un analizador electrostático toroidal y un analizador de potencial retardante (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 , el otro es 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 mayor apertura de cualquier instrumento de este tipo jamás utilizado. [73]
El 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 partículas de plasma y alta energía (PAM) de New Horizons , el otro es SWAP. A diferencia de SWAP, que mide partículas de hasta 6,5 keV, PEPSSI llega hasta 1 MeV. [73] 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 . [74]
Alice es un espectrómetro de imágenes ultravioleta que es uno de los dos instrumentos fotográficos que componen el proyecto PERSI (Pluton Exploration Remote Sensing Investigation) 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 a 1000 nm).180 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 . [73] El instrumento tiene una masa de 4,4 kg y consume 4,4 vatios de energía. Su función principal es determinar las concentraciones relativas de varios elementos e isótopos en la atmósfera de Plutón. [75]
En agosto de 2018, la NASA confirmó, basándose en los resultados de Alice en la nave espacial New Horizons , una " pared de hidrógeno " en los bordes exteriores del Sistema Solar que fue detectada por primera vez en 1992 por las dos naves espaciales Voyager . [25] [26]
El telescopio Ralph, de 75 mm [76] de apertura, es uno de los dos instrumentos fotográficos que componen el proyecto PERSI (Pluton Exploration Remote Sensing Investigation) de la New Horizons , siendo el otro el instrumento Alice. Ralph tiene dos canales separados: MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera), un sensor 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 recibió el nombre del esposo de Alice en The Honeymooners , y fue diseñado en honor a Alice. [77]
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 , la gerente del programa Ralph en Ball Aerospace , quien murió en enero de 2017 a los 50 años. [78]
El contador de polvo estudiantil Venetia Burney (VBSDC), construido por estudiantes de la Universidad de Colorado en Boulder, está funcionando periódicamente para realizar mediciones de polvo . [79] [80] Consiste en un panel detector, de aproximadamente 460 mm × 300 mm (18 in × 12 in), montado en la cara antisolar de la nave espacial (la dirección de la 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 impactan. El área de recolección efectiva es de 0,125 m 2 (1,35 pies cuadrados). Ningún contador de polvo ha funcionado más allá de la órbita de Urano ; los modelos de polvo en el Sistema Solar exterior, especialmente el cinturón de Kuiper, son especulativos. El VBSDC está siempre encendido para medir las masas de las partículas de polvo interplanetario e interestelar (en el rango de nano 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 de polvo pueden entonces compararse con los de las observaciones de otras estrellas, lo que proporciona nuevas pistas sobre dónde se pueden encontrar planetas similares a la Tierra en el universo. El contador de polvo recibe su 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. [81]
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. Estos son lo suficientemente pequeños como para caber en una sola tarjeta. Debido a que hay dos subsistemas de comunicación 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. [82] 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. Retrasos posteriores relacionados con las bajas condiciones del techo de nubes en el rango de lanzamiento , fuertes vientos y dificultades técnicas, no relacionadas con el cohete en sí, impidieron el lanzamiento durante dos días más. [83] [84]
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 39 del Transbordador Espacial , a las 19:00 UTC del 19 de enero de 2006. [85] [86] La segunda etapa del Centauro se encendió a las 19:04:43 UTC y ardió 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. [87] Combinadas, estas quemas enviaron con éxito a 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 solo nueve horas en pasar la órbita de la Luna. [88] 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. [89]
La sonda fue lanzada por un cohete Lockheed Martin Atlas V 551, con una tercera etapa añadida para aumentar la velocidad heliocéntrica (de escape). Este fue el primer lanzamiento de la configuración Atlas V 551, que utiliza cinco cohetes propulsores sólidos , y el primer Atlas V con una tercera etapa. Los vuelos anteriores habían utilizado cero, dos o tres cohetes propulsores sólidos, pero nunca cinco. El vehículo, AV-010, pesaba 573.160 kilogramos (1.263.600 libras) en el despegue, [87] y había sufrido daños leves cuando el huracán Wilma azotó Florida el 24 de octubre de 2005. Uno de los cohetes propulsores sólidos fue golpeado por una puerta. El propulsor fue reemplazado por una unidad idéntica, en lugar de inspeccionar y recalificar el original. [90]
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. [91]
El 28 y el 30 de enero de 2006, los controladores de la misión guiaron a 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). La TCM-1 fue lo suficientemente precisa como para permitir la cancelación de la TCM-2, la segunda de las tres correcciones programadas originalmente. [92] El 9 de marzo de 2006, los controladores realizaron la TCM-3, la última de las tres correcciones de rumbo programadas. Los motores funcionaron durante 76 segundos, ajustando la velocidad de la nave espacial en aproximadamente 1,16 m/s (4,2 km/h; 2,6 mph). [93] 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), [94] seguidas por otra 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) a Plutón. [95]
Durante la semana del 20 de febrero de 2006, los controladores realizaron pruebas iniciales en vuelo de tres instrumentos científicos de 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 se demostró que la electrónica de los instrumentos y, en el caso de Alice, algunos sistemas electromecánicos funcionaban correctamente. [96]
El 7 de abril de 2006, la nave espacial pasó la órbita de Marte, moviéndose a aproximadamente 21 km/s (76.000 km/h; 47.000 mph) del Sol a una distancia solar de 243 millones de kilómetros. [97] [98] [99]
Debido a la necesidad de conservar combustible para posibles encuentros con objetos del cinturón de Kuiper posteriores al 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 ser observado. En mayo de 2006 se descubrió que New Horizons pasaría cerca del diminuto asteroide 132524 APL el 13 de junio de 2006. El acercamiento más cercano ocurrió a las 4:05 UTC a una distancia de 101.867 km (63.297 mi) (alrededor de una cuarta parte de la distancia promedio Tierra-Luna ). El asteroide fue fotografiado por Ralph (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 hacer 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 mi) de diámetro. [100] [101] [102] 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 entre el 21 y el 24 de septiembre de 2006, durante una prueba de LORRI. Se publicaron el 28 de noviembre de 2006. [103] Las imágenes, tomadas desde una distancia de aproximadamente 4200 millones de kilómetros (2600 millones de millas; 28 UA), confirmaron la capacidad de la nave espacial para rastrear objetivos distantes, algo fundamental para maniobrar hacia Plutón y otros objetos del cinturón de Kuiper.
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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). [104] Una 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. [105] New Horizons recibió asistencia gravitatoria de Júpiter, con su aproximación más cercana 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 en tres años. [106]
El sobrevuelo fue el centro de una campaña de observación intensiva 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 área 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. Debido a que Júpiter está mucho más cerca de la Tierra que Plutón, el enlace de comunicaciones puede transmitir múltiples cargas del búfer de memoria; por lo tanto, la misión devolvió más datos del sistema joviano de los que se esperaba transmitir desde Plutón. [107]
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 rayos inducidos por el calor en las regiones polares y "ondas" que indican actividad violenta de tormentas. La Pequeña Mancha Roja , que abarca hasta el 70% del diámetro de la Tierra, fue fotografiada de cerca por primera vez. [106] Grabando 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. [106] Se observaron "burbujas" de plasma que se cree que se forman a partir de material expulsado por la luna Ío en la cola magnética . [108]
Las cuatro lunas más grandes de Júpiter estaban en malas posiciones para la observación; la trayectoria necesaria de la maniobra de asistencia gravitatoria significaba que New Horizons pasaba a millones de kilómetros de cualquiera de las lunas galileanas . Aun así, sus instrumentos estaban destinados a objetivos pequeños y tenues, por lo que eran científicamente útiles en lunas grandes y distantes. Se hizo hincapié en la luna galileana más interna de Júpiter, Ío , cuyos volcanes activos expulsan toneladas de material a la magnetosfera de Júpiter, y más allá. De las once erupciones observadas, tres se vieron por primera vez. La de Tvashtar alcanzó una altitud de hasta 330 km (210 mi). El evento proporcionó a los científicos una mirada sin precedentes a la estructura y el movimiento de la columna ascendente y su posterior caída de regreso a la superficie. Se notaron firmas infrarrojas de otros 36 volcanes. [106] La superficie de Calisto se analizó con LEISA, revelando cómo las condiciones de iluminación y visualización afectan las lecturas del espectro infrarrojo de su hielo de agua superficial. [109] Las órbitas de lunas menores como Amaltea se refinaron y las cámaras determinaron sus posiciones, actuando como una "navegación óptica inversa".
Medios relacionados con Fotos del sistema de Júpiter realizadas 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 apagaron para extender su ciclo de vida, disminuir los costos operativos y liberar la Red de Espacio Profundo para otras misiones. [110] Durante el modo de hibernación, la computadora de a bordo monitoreaba los sistemas de la sonda y transmitía una señal a la Tierra; un código "verde" si todo estaba funcionando como se esperaba o un código "rojo" si se necesitaba la asistencia del control de la misión. [110] La sonda se activaba durante unos dos meses al año para que se pudieran calibrar los instrumentos y verificar los sistemas. El primer ciclo del modo de hibernación comenzó el 28 de junio de 2007, [110] el segundo ciclo comenzó el 16 de diciembre de 2008, [111] el tercer ciclo el 27 de agosto de 2009, [112] y el cuarto ciclo el 29 de agosto de 2014, después de una prueba de 10 semanas. [113]
New Horizons cruzó la órbita de Saturno el 8 de junio de 2008, [114] y la de Urano el 18 de marzo de 2011. [115] Después de que los astrónomos anunciaran 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 topara con escombros y polvo invisibles que quedaron de antiguas colisiones entre las lunas. Un estudio basado en 18 meses de simulaciones por computadora, observaciones con telescopios basados en la Tierra y ocultaciones del sistema de Plutón reveló que la posibilidad de una colisión catastrófica con escombros o polvo era inferior al 0,3% en el curso programado de la sonda. [116] [117] Si el peligro aumentaba, New Horizons podría haber utilizado uno de los dos posibles planes de contingencia, los llamados SHBOT (Safe Haven by Other Trajectories). La sonda podría haber continuado su trayectoria actual con la antena orientada hacia las partículas entrantes para proteger los sistemas más vitales, o podría haber posicionado su antena para hacer una corrección de curso que la llevaría a sólo 3.000 km (1.900 mi) de la superficie de Plutón, donde se esperaba que el arrastre atmosférico hubiera limpiado el espacio circundante de posibles desechos. [117]
En julio de 2012, mientras se encontraba en modo de hibernación, New Horizons comenzó a recopilar datos científicos con SWAP, PEPSSI y VBSDC. Aunque originalmente se había planeado activar solo el VBSDC, se encendieron otros instrumentos para recopilar datos heliosféricos valiosos. 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 estaban funcionando durante el sobrevuelo. [118] 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 la computadora. [119]
Otros posibles objetivos eran los troyanos de Neptuno . La trayectoria de la sonda hacia Plutón pasó cerca del punto de Lagrange (" L 5 "), que puede albergar cientos de cuerpos en resonancia 1:1 . A finales de 2013, New Horizons pasó a 1,2 UA (180 millones de km; 110 millones de mi) del troyano de Neptuno L5 de alta inclinación 2011 HM 102 , [120] que fue descubierto poco antes por la tarea New Horizons KBO Search, un estudio para encontrar objetos distantes adicionales para que New Horizons sobrevuele después de su encuentro de 2015 con Plutón. 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 a 2011 HM 102 para observaciones porque los preparativos para el acercamiento a Plutón tenían prioridad. [121] 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. [122] Este fue el último cruce de órbita planetaria importante 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 UA) de Neptuno y a 4,51 mil millones de kilómetros (2,80 mil millones de millas; 30,1 UA) 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. [123] 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. [124] 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 oscilaron entre aproximadamente 429 y 422 millones de kilómetros (267 a 262 millones de millas). [125] En agosto de 2014, los astrónomos realizaron mediciones de alta precisión de la ubicación y la órbita de Plutón 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 llegar con precisión a Plutón. [126] El 6 de diciembre de 2014, los controladores de la misión enviaron una señal para que la nave "despertase" de su hibernación final de aproximación a Plutón y comenzara las operaciones normales. La respuesta de la nave de que estaba "despierta" llegó a la Tierra el 7 de diciembre de 2014, a las 02:30 UTC. [127] [128] [129]
Las operaciones de encuentro a distancia en Plutón comenzaron el 4 de enero de 2015. [130] En esa fecha, las imágenes de los objetivos obtenidas con el generador de imágenes LORRI a bordo y 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 de rumbo con motores que modificarían con precisión la trayectoria de New Horizons para apuntar la aproximación. [131]
El 12 de febrero de 2015, la NASA publicó nuevas imágenes de Plutón (tomadas entre el 25 y el 31 de enero) desde la sonda que se acercaba. [132] [133] New Horizons se encontraba 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 tenues de Plutón.
Los investigadores recopilaron una serie de imágenes de las lunas Nix e Hydra tomadas entre el 27 de enero y el 8 de febrero de 2015, comenzando a una distancia de 201 millones de kilómetros (125 millones de millas). [134] Plutón y Caronte aparecen como un único objeto sobreexpuesto en el centro. La imagen del lado derecho ha sido procesada para eliminar el campo de estrellas de fondo. Las otras dos lunas, aún más pequeñas, Kerberos y Styx, se vieron en fotos tomadas el 25 de abril. [135] 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 luego podrían evitarse con un cambio de rumbo. [136] No se encontraron anillos ni lunas adicionales.
También en relación con 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 realizar observaciones de largo alcance del objeto del cinturón de Kuiper designado temporalmente VNH0004 (ahora designado 2011 KW 48 ), cuando el objeto estuviera a una distancia de 75 millones de kilómetros (0,50 UA; 47 millones de millas) de New Horizons . [137] 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, a saber, una curva de fase y una búsqueda de lunas pequeñas. Se planeó 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. [137] El 15 de abril de 2015, se fotografió Plutón mostrando un posible casquete polar. [138]
El 4 de julio de 2015, New Horizons experimentó una anomalía de software y entró en modo seguro, lo que impidió que la nave espacial realizara observaciones científicas hasta que los ingenieros pudieran resolver el problema. [139] [140] El 5 de julio, la NASA anunció que se había determinado que el problema era una falla de sincronización en una secuencia de comandos utilizada para preparar la nave espacial para su sobrevuelo, y que la nave espacial reanudaría las operaciones científicas programadas el 7 de julio. Se consideró que las observaciones científicas perdidas debido a la anomalía no tuvieron impacto en los objetivos principales de la misión y un impacto mínimo en otros objetivos. [141]
El fallo de sincronización consistió en realizar dos tareas simultáneamente (comprimir los datos adquiridos previamente para liberar espacio para más datos y hacer una segunda copia de la secuencia de comandos de aproximación), que en conjunto sobrecargaron la computadora principal de la nave espacial. Después de que se detectó la sobrecarga, la nave espacial funcionó como estaba previsto: 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 necesitaban comunicarse 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. [141] [142]
El máximo acercamiento de la sonda 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 mi) de la superficie [143] y 13.658 km (8.487 mi) del centro de Plutón. Los datos de telemetría que confirmaban un sobrevuelo exitoso y una nave espacial en buen estado se recibieron en la Tierra desde las proximidades del sistema de Plutón el 15 de julio de 2015, a las 00:52:37 UTC, [144] después de 22 horas de silencio de radio planificado debido a que la nave espacial estaba apuntando hacia el sistema de Plutón . Los administradores de la misión estimaron una probabilidad de una en 10.000 de que los escombros pudieran haber destruido la sonda o sus sistemas de comunicación durante el sobrevuelo, impidiéndole enviar datos a la Tierra. [145] Los primeros detalles del encuentro se recibieron al día siguiente, pero la descarga del conjunto completo de datos a través del enlace descendente de datos de 2 kbps tardó poco más de 15 meses. [18]
Los objetivos científicos de la misión se agruparon en tres prioridades distintas. Los "objetivos primarios" eran obligatorios. Se esperaba que se cumplieran los "objetivos secundarios", pero no se exigía. Los "objetivos terciarios" eran deseables. Estos objetivos podrían haberse pasado por alto en favor de los objetivos anteriores. Se eliminó un objetivo de medir cualquier campo magnético de Plutón, debido a la masa y al gasto asociado con la inclusión de un magnetómetro en la nave espacial. En cambio, SWAP y PEPSSI podrían detectar indirectamente los campos magnéticos alrededor de Plutón. [146]
"El sobrevuelo de la sonda New Horizons al sistema de Plutón fue un éxito total, cumpliendo y en muchos casos superando los objetivos establecidos por la NASA y la Academia Nacional de Ciencias". [147]
New Horizons pasó a 12.500 km (7.800 mi) de Plutón, y su aproximación más cercana se produjo 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 aproximación más cercana, y se acercó hasta 28.800 km (17.900 mi) a Caronte. Comenzando 3,2 días antes de la aproximación más cercana, las imágenes de largo alcance incluyeron el mapeo de Plutón y Caronte con una resolución de 40 km (25 mi). Esto 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 nevadas localizadas o criovulcanismo superficial . 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 ft/px) si la distancia más cercana era de alrededor de 12.500 km (7.800 mi), y se esperaba que MVIC obtuviera mapas globales de cuatro colores del lado diurno 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 en el 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 ( airglow ), como por el oscurecimiento de las estrellas de fondo a medida que pasan detrás de Plutón ( ocultación ). Durante y después del acercamiento más cercano, SWAP y PEPSSI tomaron muestras de la alta atmósfera y sus efectos en el viento solar. VBSDC buscó polvo, infiriendo tasas de colisión de meteoroides y cualquier anillo invisible. REX realizó ciencia de radio activa y pasiva. La antena de comunicaciones en la Tierra midió la desaparición y reaparición de la señal de ocultación de radio mientras la sonda volaba 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). Las misiones anteriores hicieron que la nave espacial transmitiera a través de la atmósfera, a la Tierra ("enlace descendente"). La masa de Plutón y la distribución de masa se evaluaron por el tirón gravitacional en 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 mediante comparación con el oscilador ultraestable en la electrónica de comunicaciones.
La luz solar reflejada por Caronte permitió realizar algunas observaciones de la cara nocturna. La luz de fondo del Sol permitió resaltar los anillos o las neblinas atmosféricas. REX realizó radiometría de la cara nocturna.
La mejor resolución espacial de los satélites pequeños de New Horizons es de 330 m por píxel (1.080 ft/px) en Nix, 780 m/px (2.560 ft/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); Hydra 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). [148]
Las predicciones iniciales previeron que Kerberos sería un objeto relativamente grande y masivo cuya superficie oscura provocaba un débil reflejo. Esto resultó ser erróneo, 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, de 19 km (12 mi) de ancho, con una superficie altamente reflectante que sugería la presencia de hielo de agua relativamente limpio, de manera similar al resto de las lunas más pequeñas de Plutón. [149]
Medios relacionados con Fotos del sistema de Plutón realizadas por New Horizons en Wikimedia Commons
Poco después del sobrevuelo de Plutón, en julio de 2015, New Horizons informó que la nave espacial se encontraba en buenas condiciones, su trayectoria de vuelo se encontraba dentro de los márgenes y se habían registrado datos científicos del sistema Plutón-Caronte. [150] [151] La tarea inmediata de la nave espacial fue comenzar a devolver los 6,25 gigabytes de información recopilados. [18] La pérdida de trayectoria en el espacio libre a su distancia de 4,5 horas luz (3 mil millones de kilómetros o 20 UA o 1.900 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) usando una antena de la Red de Espacio Profundo sin agrupar con 72 dBi de ganancia directa es igual a -148 dBm. [152] Debido al RSL extremadamente bajo, solo podía transmitir datos a 1 o 2 kilobits por segundo . [153]
El 30 de marzo de 2016, unos nueve meses después del sobrevuelo, New Horizons alcanzó la mitad del camino de transmisión de estos datos. [154] La transferencia se completó el 25 de octubre de 2016, a las 21:48 UTC, cuando el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins recibió el último fragmento de datos (parte de una secuencia de observación de Plutón y Caronte realizada por el sensor de imágenes Ralph/LEISA) . [18] [155]
En noviembre de 2018, a una distancia de 43 UA (6,43 mil millones de km; 4,00 mil millones de mi) del Sol y 0,4 UA (60 millones de km; 37 millones de mi) de 486958 Arrokoth, [156] New Horizons se dirigía en dirección a la constelación de Sagitario [157] a 14,10 km/s (8,76 mi/s ; 2,97 UA/a ) en relación con el Sol. [156] El brillo del Sol desde la nave espacial era de magnitud −18,5. [157]
El 17 de abril de 2021, New Horizons alcanzó una distancia de 50 UA del Sol, mientras permanecía en pleno funcionamiento. [158]
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 consiguió el 1 de julio de 2016. [159] 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 otras dos docenas de objetos, [160] [159] [161] y posiblemente sobrevuele otro KBO. [ cita requerida ]
Los planificadores de la misión buscaron uno o más objetos adicionales del cinturón de Kuiper (KBO) del orden de 50-100 km (30-60 mi) de diámetro como objetivos para sobrevuelos similares al encuentro de la sonda con Plutón. Sin embargo, a pesar de la gran población de KBO, muchos factores limitaron el número de objetivos posibles. Debido a que la trayectoria de vuelo estaba determinada por el sobrevuelo de Plutón, y a que la sonda solo le quedaban 33 kg (73 lb) de propelente 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 UA, porque más allá de 55 UA, el enlace de comunicaciones se vuelve demasiado débil y la salida de potencia del RTG decae significativamente lo suficiente como para dificultar las observaciones. [162] Los KBO deseables tienen más de 50 km (30 mi) de diámetro, son de color neutro (para contrastar con el rojizo Plutón) y, si es posible, tienen una luna que les imparte un bamboleo. [ cita requerida ]
En 2011, los científicos de la misión iniciaron la New Horizons KBO Search , un estudio dedicado a KBO adecuados utilizando telescopios terrestres. 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 [120] [163] se utilizaron para buscar objetivos potenciales. Al participar en un proyecto de ciencia ciudadana llamado Ice Hunters , el público ayudó a escanear imágenes telescópicas para posibles candidatos adecuados para la misión. [164] [165] [166] [167] [168] La búsqueda terrestre resultó en el descubrimiento de alrededor de 143 KBO de interés potencial, [169] pero ninguno de estos estaba lo suficientemente cerca de la trayectoria de vuelo de New Horizons . [163] Solo se consideró probable que el Telescopio Espacial Hubble encontrara un objetivo adecuado a tiempo para una misión KBO exitosa. [170] El 16 de junio de 2014, se concedió tiempo a bordo del Hubble para una búsqueda. [171] El Hubble tiene una capacidad mucho mayor para encontrar objetos del universo adecuados que los telescopios terrestres. La probabilidad de que se encontrara un objetivo para New Horizons se estimó de antemano en alrededor del 95%. [172]
El 15 de octubre de 2014, se reveló que la búsqueda del Hubble había descubierto tres objetivos potenciales, [173] [174] [175] [176] [177] designados temporalmente PT1 ("objetivo potencial 1"), PT2 y PT3 por el equipo New Horizons . PT1 fue finalmente elegido como el objetivo y sería nombrado 486958 Arrokoth .
Todos los objetos tenían diámetros estimados en el rango de 30 a 55 km (19 a 34 mi) 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 ubicaría los encuentros en el período 2018-2019. [174] 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. [174] 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 (que recibió la designación temporal "1110113Y" en el sitio web del HST [178] ), el objeto ubicado de manera más favorable, tenía una magnitud de 26,8, un diámetro de entre 30 y 45 km (19 y 28 mi) y fue encontrado en enero de 2019. [179] Un cambio de rumbo para alcanzarlo requirió aproximadamente el 35 % del suministro de combustible disponible para el ajuste de trayectoria de New Horizons . Una misión a PT3 era en algunos aspectos preferible, ya que es más brillante y, por lo tanto, probablemente más grande que PT1, pero los mayores requisitos de combustible para alcanzarlo habrían dejado menos para maniobras y eventos imprevistos. [174]
Una vez que se proporcionó suficiente información orbital, el Centro de Planetas Menores dio designaciones provisionales a los tres KBO objetivo: 2014 MU 69 (posteriormente 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 descartado por observaciones de seguimiento. PT2 quedó fuera de la carrera antes del sobrevuelo de Plutón. [180] [181]
El 28 de agosto de 2015, se eligió como objetivo de sobrevuelo a 486958 Arrokoth (entonces conocido como (486958) 2014 MU 69 y apodado Ultima Thule ) (PT1). El ajuste de rumbo necesario se realizó con cuatro encendidos de motor entre el 22 de octubre y el 4 de noviembre de 2015. [182] [183] El sobrevuelo ocurrió el 1 de enero de 2019, a las 00:33 UTC. [184] [185]
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. [186] Además, continuará estudiando la composición de gas, polvo y plasma del cinturón de Kuiper antes de que la extensión de la misión finalice en 2021. [160] [161] [ necesita actualización ]
El 2 de noviembre de 2015, la sonda New Horizons fotografió el objeto astronómico 15810 Arawn con el instrumento LORRI desde una distancia de 280 millones de kilómetros (170 millones de millas; 1,9 UA). [187] El instrumento LORRI volvió a fotografiar este objeto astronómico el 7 y 8 de abril de 2016, desde una distancia de 111 millones de kilómetros (69 millones de millas; 0,74 UA). Las nuevas imágenes permitieron al equipo científico precisar aún más la ubicación de 15810 Arawn con una precisión de 1000 kilómetros (620 millas) y determinar su período de rotación de 5,47 horas. [188] [189]
En julio de 2016, la cámara LORRI capturó algunas imágenes distantes de Quaoar desde 2.100 millones de kilómetros de distancia (1.300 millones de millas; 14 UA); la vista oblicua complementará las observaciones basadas en la Tierra para estudiar las propiedades de dispersión de luz del objeto. [190]
El 5 de diciembre de 2017, cuando New Horizons se encontraba a 40,9 UA 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 después, New Horizons superó su propio récord, fotografiando los objetos del cinturón de Kuiper 2012 HZ 84 y 2012 HE 85 desde una distancia de 0,50 y 0,34 UA, respectivamente. Estas fueron las imágenes más cercanas tomadas de un objeto del cinturón de Kuiper además de Plutón y Arrokoth hasta febrero de 2018. [ 191] [192][actualizar]
El planeta enano Haumea fue observado desde lejos por la sonda espacial New Horizons en octubre de 2007, enero de 2017 y mayo de 2020, desde distancias de 49 UA, 59 UA y 63 UA, 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 objetos del sistema de KBO Ixion (2016), 2002 MS 4 (2016, 2017, 2019) y 2014 OE 394 (2017, 2018). También observó la luna más grande de Neptuno , Tritón (que comparte similitudes con Plutón y Eris) en 2019. [193]
Medios relacionados con Fotografías de objetos del cinturón de Kuiper realizadas por New Horizons en Wikimedia CommonsEn 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 habían 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. [193] [194]
Los objetivos científicos del sobrevuelo incluyeron caracterizar la geología y la morfología de Arrokoth [195] [196] y mapear la composición de la superficie (buscando amoníaco, monóxido de carbono, metano y hielo de agua). Se realizarán búsquedas de lunas en órbita, una coma, anillos y el entorno circundante. [197] Los objetivos adicionales incluyen: [198]
Arrokoth es el primer objeto que se ha descubierto después del lanzamiento de la sonda. [199] Se había planeado que New Horizons se acercara a 3.500 km (2.200 mi) de Arrokoth, tres veces más cerca que el encuentro anterior de la sonda con Plutón. Se esperaban imágenes con una resolución de hasta 30 m (98 ft) por píxel. [200]
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 orientación 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 orientación restantes tuvieron lugar el 25 de octubre, el 28 de octubre y el 4 de noviembre de 2015. [201] [202]
La nave salió de su hibernación aproximadamente a las 00:33 UTC SCET el 5 de junio de 2018 (06:12 UTC ERT , hora de recepción terrestre), [a] para prepararse para la fase de aproximación. [204] [205] Después de verificar su estado de salud, la nave espacial pasó de un modo estabilizado por giro a un modo estabilizado por tres ejes el 13 de agosto de 2018. La fase de aproximación oficial comenzó el 16 de agosto de 2018 y continuó hasta el 24 de diciembre de 2018. [206]
La sonda New Horizons detectó por primera vez Arrokoth el 16 de agosto de 2018, a 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 . [207] [208]
La fase central comenzó una semana antes del encuentro y continuó durante dos días después del mismo. La nave espacial sobrevoló el objeto a una velocidad de 51.500 km/h (32.000 mph; 14,3 km/s) y a 3.500 km (2.200 mi). [209] La mayoría de los datos científicos se recopilaron dentro de las 48 horas posteriores al acercamiento más cercano en una fase llamada núcleo interno. [206] El acercamiento más cercano ocurrió el 1 de enero de 2019 a las 05:33 UTC [210] SCET, momento en el que la sonda fue43,4 UA del Sol . [211] A esta distancia, el tiempo de tránsito unidireccional para las señales de radio entre la Tierra y New Horizons era de seis horas. [197] 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. [212]
Después del encuentro, los datos preliminares de alta prioridad se enviaron a la Tierra el 1 y 2 de enero de 2019. El 9 de enero, New Horizons regresó a un modo de estabilización de giro para preparar el envío del resto de sus datos de regreso a la Tierra. [206] Se esperaba que esta descarga demorara 20 meses a una velocidad de datos de 1 a 2 kilobits por segundo . [213] En julio de 2022, todavía quedaba por recibir aproximadamente el 10% de los datos. [214]
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 desde cada punto de observación, a más de 6.400 millones de kilómetros (4.000 millones de millas) de distancia, se compararon para producir "la primera demostración de una paralaje estelar fácilmente observable ". [215]
Las imágenes tomadas por la cámara LORRI mientras New Horizons se encontraba a una distancia de entre 42 y 45 UA del Sol se utilizaron para medir el fondo óptico cósmico, el análogo en luz visible del fondo cósmico de microondas , en siete campos de latitudes galácticas altas. 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 proveniente de 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 creía anteriormente. [216] [217]
La nave espacial alcanzó una distancia de 50 UA (7.500 millones de km; 4.600 millones de mi) 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 UA (22.700 millones de km; 14.100 millones de mi) de distancia cuando New Horizons alcanzó su hito en 2021. [158] El equipo de apoyo continuó utilizando la nave espacial en 2021 para estudiar el entorno heliosférico (plasma, polvo y gas) y para estudiar otros objetos del Cinturón de Kuiper. [218]
Después de que la nave espacial pasara Arrokoth, los instrumentos continuaron teniendo suficiente energía 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 telescopio Subaru para buscar candidatos adecuados dentro de la proximidad de la nave espacial. A partir de junio de 2024, no se han encontrado objetivos adecuados. A partir de 2025, New Horizons se centrará en datos heliofísicos específicos, como declaró la NASA en septiembre de 2023. Seguirá disponible para un sobrevuelo de un objetivo diferente hasta que abandone el cinturón de Kuiper en 2028. [221]
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. [222] [223] Esto se debe a que apuntar una cámara hacia la Tierra podría causar que la cámara se dañe por la luz solar, [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 adicional para cubrir el arrastre de aire y gravedad , todo ello a proporcionar por el vehículo de lanzamiento. A partir del 2 de mayo de 2024, la nave espacial se encuentra a 58,80 UA (8.796 mil millones de km; 5.466 mil millones de mi) del Sol viajando a 13,68 kilómetros por segundo (49.200 km/h; 30.600 mph). [227]
Sin embargo, no es la nave espacial más rápida en abandonar el Sistema Solar. A partir de julio de 2023 [actualizar], este récord lo ostenta la Voyager 1 , viajando a 16,985 km/s (61.146 km/h; 37.994 mph) con respecto al Sol. [157] La Voyager 1 alcanzó una mayor velocidad hiperbólica excesiva que la New Horizons debido a la asistencia gravitatoria de Júpiter y Saturno. Cuando la New Horizons alcance la distancia de 100 UA (15 mil millones de km; 9.3 mil millones de mi), viajará a unos 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 puede considerarse 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 órbita solar, su energía orbital específica relativa al 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 está 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 Centaur no alcanzó la velocidad de escape solar y permanece en una órbita heliocéntrica. [230] [c]
