عبور تاریخی فضاپیمای افق های نو از نزدیک سیاره پلوتو

ساعت ۱۶:۱۹ امروز ۲۳ تیر ماه ۹۴ ، فضاپیمای افق های نو ( New Horizons ) با سرعتی معادل ۵۰ هزار کیلومتر در ساعت ۱۲ هزار و ۵۰۰ کیلومتری سطح سیاره کوتوله پلوتو عبور کرد و لحظه ای شگفت انگیز را در تاریخ تحقیقات فضایی بشر به ثبت رساند.تصاویر بی نظیر ثبت شده توسط این فضا پیما از نزدیک ترین فاصله با سیاره پلوتو طی ساعات آینده به زمین مخابره و توسط سازمان فضایی ناسا منتشر خواهد شد.

در این مطلب نگاهی داریم به ماموریت کاوش سیاره پلوتو توسط فضاپیمای نیوهورایزنز ( New Horizons ) یا افق های نو ناسا.با گجت نیوز همراه باشید.

۳۴۶۲ روز پیش در ۲۹ دی ماه ۱۳۸۴، فضاپیمای افق‌های نو (New Horizons) سوار بر موشک اطلس زمین را به مقصد دوردست‌های منظومه شمسی ترک کرد. آن زمان هنوز پلوتو در دسته سیاره‌ها طبقه‌بندی می‌شد و در حقیقت آخرین سیاره شناخته شده بود.

از آن زمان تا به حال دنیای دانش و فناوری به کلی متحول شده است؛ آنقدر که حتی خود پلوتو از دسته سیاره‌ها خارج شده و در طبقه جدیدی به نام سیاره‌های کوتوله (Dwarf Planets) جای گرفته است.

نیوهورایزنز از سریع ترین فضاپیماهایی است که تا امروز راهی فضای ماورای جو شده است. به گونه ای که در طول مأموریت با میانگین سرعت ۵۹ هزار کیلومتر بر ساعت ( ۱۶٫۵ کیلومتر بر ثانیه) در راه بوده و اکنون قریب به چهار میلیارد و ۷۷۰ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. خواندن این اعداد نجومی شاید کار آسانی باشد؛ ولی وقتی بدانید سرعت این فضاپیما آن قدر زیاد است که با آن می توانید فاصله تهران تا مشهد را در کمتر از یک دقیقه طی کنید یا این که بدانید فاصله افق های نو تا زمین حدود پنج میلیون برابر فاصله تهران ـ مشهد است، آن وقت است که دود از کله آدمی بلند می شود و به شاهکار مهندسان و دانشمندان مأموریت افق های نو در طراحی و هدایت چنین مأموریتی پی می بریم.

ساعت ۱۶:۱۹ امروز ۲۳ تیر ماه ۱۳۹۴ ، نزدیک ترین پرواز کنار گذر (Flyby) از ۱۲ هزار و ۵۰۰ کیلومتری سطح سیاره ی کوتوله پلوتو با سرعت ۴۹ هزار و ۶۰۰ کیلومتر بر ساعت انجام شد تا ضمن ارسال بی نظیرترین تصاویر از این خرده سیاره اسرارآمیز به زمین، یکی از مهم ترین نقاط عطف این مأموریت با موفقیت پشت سر گذاشته شود.

با نزدیک شدن به پلوتو، از سرعت نیوهورایزنز کاسته شد تا زمانی که از کنار پلوتو می‌گذرد، امکان تصویربرداری از سطح آن بهتر شود.نیوهورایزنز در مدار پلوتو قرار نمی‌گیرد و بعد از حدود یک روز دوباره فاصله‌اش از پلوتو افزایش پیدا می‌کند.

فضاپیمای افق های نو در یک نگاه

انرژی فضاپیمای ۴۷۸ کیلوگرمی افق های نو را رآکتوری بسیار کوچک با سوخت هسته ای ناشی از ایزوتوپ پلوتونیم ۲۳۸ تأمین می کند؛ روش مطمئنی که در فضاپیماهای معروف دیگری همچون فضاپیماهای ویجر و مریخ نورد کنجکاوی نیز پیش از این امتحان خود را پس داده است. با این حال برای صرفه جویی در مصرف سوخت تا چندی پیش ابزارهای فضاپیما خاموش بود تا هنگامی که فضاپیما به فاصله ۱۱۴ میلیون کیلومتری از پلوتو رسید، برای انجام آخرین تصحیح ها در مسیر و آغاز تصویربرداری از راه دور ابزارها روشن و به حالت آماده به کار درآمدند.

راهکار دیگر برای مدیریت مصرف انرژی این بوده است که همه ابزارهای فضاپیما همزمان با هم فعال نباشند. هفت ابزار علمی سوار بر فضاپیمای افق های نو عازم دنیاهای دوردست منظومه شمسی شده که عبارت است از سه نوع ابزار اپتیکی و تصویربرداری، دو ابزار برای سنجش پلاسما، یک سنجنده ویژه ذرات غبار و یک ابزار برای مطالعه در طول موج های رادیویی. این ابزارها در گذر فردا از نزدیکی پلوتو با تمام قدرت مشغول جمع آوری اطلاعات خواهند بود.

قطع ارتباط با زمین در دقیقه ۹۰

در حالی که داستان سفر افق های نو به اوج خود رسیده و همه چشم به تصاویری دوخته اند که قرار است از دیدار نزدیک این فضاپیما با پلوتو در ساعت ۱۶ و ۱۹ دقیقه و ۵۷ ثانیه فردا سه شنبه بیست و سوم تیر به وقت ایران به زمین مخابره شود، ناگهان یکشنبه هفته گذشته (۱۴ تیر) مدیران این مأموریت از بروز مشکل فنی و قطع ارتباط با فضاپیما خبر دادند. به این ترتیب که سامانه خلبان خودکار به وجود اشکالی در سامانه کامپیوتری پی برد و در این حالت فضاپیما ضمن قرار گرفتن در وضعیت امن، ارسال اطلاعات به زمین برای یافتن راه حل مشکل را آغاز کرد. خوشبختانه خیلی زود مشکل برطرف شد و در حالی که می رفت تا تلاش ۱۰ ساله دانشمندان ناسا نقش بر آب شود، خبر برطرف شدن ایراد زمان بندی در دستورات متوالی فضاپیما که موجب به وجود آمدن اشکالاتی شده بود منتشر شد تا افق های نو دوباره به مأموریت بازگردد.

چشم انتظاری سخت است و تیم دانشمندانی که در طول سفر افق های نو تا پلوتو ده سال پیر شده اند، در این ساعات لحظات نفسگیری را پشت سر می گذارند. انتظار وقتی سخت تر می شود که بدانیم به علت فاصله بسیار زیاد ناچاریم ۹ ساعت دیگر هم صبر کنیم تا اطلاعاتی که با سرعت غیرقابل تصور ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه راهی سیاره ما هستند در ایستگاه زمینی دریافت شود!

چرا پلوتو از دسته سیاره ها اخراج شد؟

در اواخر سال ۱۳۸۵ اتحادیه بین المللی نجوم در دسته بندی جدید اجرام منظومه شمسی پلوتو را از فهرست سیاره ها خارج و در رده سیاره های کوتوله طبقه بندی کرد. کشف اجرام جدید شبیه پلوتو و متفاوت از دیگر سیاره ها در دوردست های منظومه شمسی از دلایل مهم این دسته بندی جدید بوده است.

اتحادیه بین المللی نجوم تعریف جدیدی برای سیاره ها ارائه کرد که بر اساس آن جسمی سیاره است که این سه شرط را همزمان داشته باشد: الف) در مداری به دور خورشید بچرخد. ب) جرم کافی داشته باشد تا در اثر نیروی گرانش خود به شکل تقریبا کروی دربیاید. ج) باید بتواند به کمک نیروی گرانش خود اجرام کوچک در همسایگی مدارش را تمیز و جذب خود کرده باشد. به این ترتیب پلوتو هر چند حائز دو شرط اول بود، اما به دلیل نداشتن شرط سوم به همراه دیگر اجرام مشابه اش در منظومه شمسی در کمربند کویپر در دسته سیاره های کوتوله طبقه بندی شد. امروزه پلوتو، اِریس، ماکی ماکی و هائومیا به همراه سرس که پیشتر در فهرست سیارک ها طبقه بندی می شد، پنج خرده سیاره منظومه شمسی محسوب می شوند.

با حال و هوای پلوتو آشنا شوید

بر اساس اطلاعاتی که توسط فضاپیمای افق های نو به دست آمده دانشمندان دریافته اند که قطر پلوتو  تا اندازه ای بزرگ تر از بسیاری از برآوردهای پیشین بوده و قطر دقیق آن ۲۳۷۰ کیلومتر می باشد. در این سنجش از عکس هایی بهره گرفته شد که دوربین شناسایی برد بلند فضاپیما (لوری، LORRI) گرفته بود. این نتیجه چیزی را تایید می کند که گمانش رفته بود: پلوتو از همه ی اجرام سامانه ی خورشیدی در ورای مدار نپتون بزرگ تر است.

تعیین اندازه ی پلوتو به دلیل عامل های پیچیده ی جو آن یک چالش چند-دهه ای بوده. بزرگ ترین ماه آن، شارون جو چشمگیری ندارد و [از همین رو] اندازه گیری قطرش با بهره از تلسکوپ های زمینی ساده تر بوده. نماهای نیوهورایزنز از شارون برآورد پیشین از قطر آن (۱۲۰۸ کیلومتر) را تایید می کنند.

میانگین دمای هوا در سطح پلوتو منفی ۲۲۹ درجه سانتی گراد است؛ دمایی که گاز نیتروژن هم در چنین سرمایی به مایع تبدیل می شود. پلوتو هر شش روز و ۹ ساعت و ۱۷ دقیقه و ۳۶ ثانیه یکبار به دور خود و هر  ۲۴۷٫۶۸ سال زمینی یکبار به دور خورشید می چرخد. به عبارت دیگر این خرده سیاره از زمان کشفش در ۲۹ بهمن ۱۳۰۸ توسط کلاید تومبا تا به امروز هنوز یک دور به گرد خورشید نچرخیده است.

زاویه محور پلوتو حدود ۱۲۰ درجه نسبت به صفحه مداری انحراف دارد. به این ترتیب قطب های پلوتو در نیمی از چرخه ۲۴۸ ساله گردش این خرده سیاره به دور خورشید نور آفتاب را به خود نمی بیند و در عوض نیمکره مقابل سیاره در عرض پرتوهای ضعیف تابش خورشید قرار دارند.

پلوتو عضوی از ناحیه ای در منظومه شمسی است که به کمربند کویپر مشهور است. ناحیه ای متشکل از اجرام یخی سنگی در ورای سیاره نپتون که گستردگی اجرام بی شمارش در اندازه های گوناگون تا فاصله ای در حدود ۱۵ میلیارد کیلومتری از خورشید را در بر می گیرد. پلوتو پنج قمر شناخته شده دارد که شارون با جرمی حدود یک هشتم جرم پلوتو و با قطری نزدیک به نصف قطر پلوتو به میزان ۱۲۰۰ کیلومتر بزرگ ترین آنهاست. نکس، هیدرا، استیکس و کربروس چهار قمر کوچک تر پلوتو هستند.

پیش از نیوهورایزنز از پلوتو چه می دانستیم

پلوتو در اوایل سال ۱۹۳۰ میلادی کشف شد. این سیاره کوتوله که در فاصله ۷.۵ میلیارد کیلومتری از زمین قرار دارد تا سالها نهمین سیاره منظومه به حساب می‌آمد.

اما اوایل قرن بیست و یکم منجمان دریافتند که پلوتو در مجموعه آنچه بعدا مجموعه سیارات فرا نپوتونی نام گرفت تنها نیست. این مجموعه به سیارات و اجرامی گفته می‌شود که ورای نپتون به دور خورشید می‌گردند.

وقتی پلوتو کشف شد اولین جرم از این مجموعه بود که شناسایی می شد. تام کرس از رصدخانه گرینویچ می‌گوید منجمان تصمیم گرفتند جرمی را سیاره بنامند که مدار منظمی به دور خورشید داشته باشد در حالی که مدار پلوتو متفاوت است، بنابراین پلوتو در دسته دیگری به نام سیارات کوتوله قرار گرفت.

ادامه سفر به انتهای منظومه شمسی

پلوتو در کمربند کویپر قرار دارد و نیوهورایزنز در ادامه سفرش وارد این کمربند می‌شود. به کمک یافته‌هایی که نیوهورایزنز مخابره خواهد کرد دانشمندان می‌توانند به شباهتهای پلوتو با دیگر سیارات کوتوله پی ببرند. این اطلاعات بی‌تردید به فهم بهتری از شکل‌گیری منظومه شمسی کمک خواهد کرد.

ماموریت فضاپیمای نیوهورایزنز برای کاوش پلوتو در یک ویدیوی ۹۰ ثانیه ای :

در روز های آینده با اخبار جدید و تصاویر شگفت انگیز فضاپیمای نیوهورایزنز از سیاره پلوتو گجت نیوز را همراهی کنید.

منابع : nasa & businessinsider & sciencedaily