https://frosthead.com

Как Алън Стерн донесъл Плутон на Земята

Алън Стърн обеща на своите колеги, че техният летец на Плутон ще направи заглавната страница на New York Times, която се намира над сгъвката. Но дори Стърн не очакваше постижението да се появи на същото видно място в 450 вестника на 15 юли, сутринта след като космическият кораб „Нови хоризонти“ изсвири от Плутон и го превърна завинаги от обикновена светлинна точка в триизмерен свят с собствената си идентичност. "Хората копаят проучване", каза Стърн, като обясни глобалното очарование.

Свързано съдържание

  • Вземете вълнение за тазгодишните печати с космическа тематика
Preview thumbnail for video 'Subscribe to Smithsonian magazine now for just $12

Абонирайте се за списание Smithsonian сега само за 12 долара

Тази история е селекция от декемврийския брой на списание Smithsonian.

Купува

Хората също копаят трудно спечелен триумф, и какъв триумф беше, прашка с прашка устройство, не по-тежко от интелигентен автомобил в Слънчевата система и го срещат повече от девет години и три милиарда мили по-късно с ледена сфера, по-малка от нашата луна, Подвигът ни показа отново, че може би единственото по-чудесно от самото пространство е човешкият ум, който безмилостно настоява да го разберем.

Стърн, който е планетен учен, аерокосмически инженер, асоцииран вицепрезидент за научноизследователска и развойна дейност в Югозападния изследователски институт и главен изследовател на мисията „Ню Хоризонт“, е насочил вниманието си към Плутон преди десетилетия и е проектирал космически кораб да го изучава няколко пъти преди това, само плановете му да се размият много преди да стигнат до стартовия панел. Неговата решителна решителност е една от причините за блестящия успех на тази мисия, но решителността е и качество, споделено от многото стотици учени, инженери и техници, които са работили по проекта през годините. Единственият принос на Стърн всъщност е неговият проницателен прагматизъм в навигацията на препятствията на НАСА за финансиране и процеса на одобрение на мисията, свят, изпълнен с опасности за убийство на мечтите (вижте „Плутонична любов“, юни 2015). Ветеран от НАСА, Стърн предприе идея, която надхвърля класическата инженерна естетика „по-малко е повече.“ Мислете за това, тъй като по-малко е повечето.

За да стигнете бързо до Плутон, космическият кораб трябваше да бъде лек. Той тежеше само 1 054 паунда при изстрелването. Седемте бордови научни инструмента - които имаха дълъг списък от задачи, включващи картографиране на Плутон и най-голямата му луна, заснемане на изображения с висока разделителна способност и цветни изображения, изучаване на геологията и състава му, измерване на слънчевия вятър и откриване на прах - достигат едва 66 килограма. За да бъде космическият кораб лек, приборът трябва да бъде ефективен. Всички инструменти работят само с 28 вата, а не достатъчно за захранване на електрическа крушка.

Снимано на 14 юли 2015 г., това изображение с висока разделителна способност с висока разделителна способност изобразява релефните форми на Плутон. Много от релефните форми имат свои специфични цветове. (SWRI / JHUAPL / NASA) Концепция на художник за сондата „Нови хоризонти“, когато се приближава към Плутон през юли 2015 г. Малката кълбо е Харон, най-голямата от петте известни луни на Плутон. (SWRI / JHUAPL) Тази картина заснема мътния слой на Плутон във височина (в синьо), за който се смята, че е причинен от инициирани от слънчевата светлина химични реакции на азот и метан. (SWRI / JHUAPL / NASA) Огромната бяла зона на това изображение с висока разделителна способност е „сърцето на Плутон“. Наречено Sputnik Plunum, богато е на азот, въглероден окис и метан. (SWRI / JHUAPL / NASA) Тази снимка, направена близо до залез при най-близкия подход на космическия кораб към Плутон, на 14 юли 2015 г., показва обширна ледена равнина Планум Спутник, обграден на запад от здрави 11 000 фута високи планини, а на изток от пресечен терен от видими ледници. На хоризонта се виждат и повече от дузина слоеве прах, които изграждат атмосферата на Плутон. (SWRI / JHUAPL / NASA) Космическият апарат New Horizons стои в космическия център в Кенеди, преди да бъде изстрелян през януари 2006 г. при деветгодишната си мисия в Плутон. (НАСА) Главният изследовател на New Horizons Алън Стърн (втори отляво) стои с четирима членове на екипа му, непосредствено след разкриването на изображението на Плутон отблизо. (© Майкъл Солури) Стерн в моментите след разкриването (© Michael Soluri) Екипът на New Horizons Pluto, воден (отпред, отляво) от Глен Фонтан, Алис Бауман, Алън Стърн и Харолд Уивър (© Michael Soluri)

„Боже мой, проклетата машина работи - наистина работи“, Дейвид ДеВоркин, старши уредник в Националния музей на въздуха и космоса на Smithsonian, казва за успеха на мисията. „Как го дръпна? Искам да кажа, това е нещо като дзен .... Този тип концентрация и интензивно внимание към всеки възможен план за действие в извънредни ситуации за всичко, което може да се обърка. "Въпреки, или по-вероятно заради модерния си дизайн, New Horizons успя да събират 50 гигабита данни, 5000 пъти повече данни, отколкото сондата Mariner 4, събрана, когато тя лети от Марс през 1965 г., връщайки първия в историята изглед отблизо на тази планета.

Още през 90-те години на миналия век, по време на планирането на друга мисия на Плутон, която така и не успя да постигне излитане, Стърн разработи интелигентната стратегия за спане на космически кораб за дълги периоди от време, намалявайки броя на хората, необходими за пилотиране и наблюдение на кораба, и спестявайки съществено оперативни разходи. New Horizons заимства тази стратегия. След успешен тласък от гравитацията на Юпитер, New Horizons прекара 1892 от 3558 дни в хибернация. По същия начин, Стърн реши да запази космическия кораб, фокусиран единствено върху целта си по време на полет, за да получи възможно най-ценни данни и едва по-късно насочи кораба обратно на Земята, за да предаде тези данни у дома. Това не означаваше незабавно възнаграждение и дори сега информацията идва на крак, тъй като той опакова по-малко мощен предавател и по-малка антена, за да спести разходи и тегло.

Зашеметяващата първа снимка на повърхността на Плутон показва планини, които се издигат на 11 000 фута - приятна изненада за астрономите, защото азотният лед, който покрива по-голямата част от повърхността на Плутон, трябва да се срути под собствената си тежест. Дълги осем седмици по-късно, след уикенда на Деня на труда, New Horizons разкри древните кратери на Плутон, гладките светли равнини, струпаните хребети и дюни, неочаквано обединяване на пейзажи, открити другаде в Слънчевата система, включително на Марс и Луната на Юпитер. Има признаци на течащи ледници и кръстосани канали, причинени може би от течност или киша на „планетата“. (Плутон официално е класифициран като „джудже“ планета, но Стерн все още го нарича планета - и кой ще го спре? „Астрономите нямат полицейска сила“, казва той.) Данните от инструмент, наречен Алиса - партньорът му е Ralph - откриха атмосфера, богата на азот, достигаща хиляди мили над повърхността на Плутон. В любимия досега образ на Стърн, направен 15 минути след най-близкия подход, отделни, отчетливи върхове се вливат в маранята отгоре, сам по себе си образуван от ясно концентрични пръстени. Последната от данните ще пристигне до края на следващата година. Но след като изчакахте много, дълго време - 14 години, за да планирате мисията и да получите одобрение, 4 да конструирате и тествате плавателните съдове и свързаните с тях системи, плюс повече от 9 години в транзит - каква е още една година? „Трябва да сте наред с забавено удовлетворение“, казва Стърн.

В онези ранни дни, преди мисията да е била походка, когато Плутон все още е бил класифициран като планета, Стърн имал друга разумна идея. Сондата можеше да изпълни своите научни цели само с шест инструмента. Но Стърн не беше доволен - трябва да има място за още един. И така те добавиха телескоп с голяма разделителна способност, който ще започне наблюдения шест месеца по-рано, като заснемат Плутон по време на подхода, значително увеличавайки научната възвръщаемост, без да добавят много разходи. Тези ранни изображения също бяха закачка, която направи мисията още по-примамлива за Плутофилите нова и стара тук, на Земята. Стърн привлече вниманието ни и ни накара да искаме повече. Сега и ние сме готови да го изчакаме.

Космическата му мисия „Нови хоризонти“ ни представя първите ни отблизо гледки към Плутон
Как Алън Стерн донесъл Плутон на Земята