Что движет New Horizons?

Что использует New Horizons, чтобы путешествовать (пока что), сохраняя при этом все свои системы мониторинга и связи активными?

Я читал, что он использует силу гравитационного выстрела с Юпитера, но что еще способствует? Солнечная?

Вы спрашиваете, что приводит его в движение или что он использует для питания своих бортовых систем ?
@Joe Первоначально я пытался спросить об обоих, но мой вопрос и его заголовок продолжают редактироваться другими людьми, так что кто знает!
Не стесняйтесь редактировать свой вопрос, чтобы сделать ваше намерение более ясным.
Что касается движения, думайте о космическом корабле больше как о бильярдных шарах, катящихся вниз по склону, чем об автомобилях. Они получают всплеск начальной скорости от ракеты, а затем проводят остаток своего времени, просто двигаясь по инерции. Где они заканчиваются, зависит от формы местности. (Есть и другие сложности, но начните с этой ментальной модели.)

Ответы (2)

Космос — это в основном вакуум, поэтому сопротивления воздуха нет. Запущенный зонд будет бесконечно двигаться с одной и той же скоростью. Поскольку New Horizons удаляется от Солнца, он теряет некоторую скорость, чтобы преодолеть гравитацию Солнца.

New Horizons был запущен на самой быстрой ракете, которую они могли получить. Затем он использовал гравитацию Юпитера, чтобы набрать еще немного скорости. С тех пор это идет по инерции. New Horizons имеет небольшие двигатели, которые используются для небольших изменений курса и ориентации.

Для питания своих систем New Horizons использует радиоизотопный термоэлектрический генератор . Таблетки плутония генерируют тепло от атомного распада, это тепло преобразуется в электричество. В начале миссии РИТЭГ произвел 4500 Вт тепла, которое было преобразовано в 290 Вт электроэнергии. Во время встречи с Плутоном, ок. Имелось 200 Вт (из-за распада плутония и износа термопар).

Большая часть тепла от РИТЭГа, по-видимому, излучается через радиаторные панели снаружи РИТЭГа. Часть тепла передается через корпус космического корабля в топливный бак, чтобы он не замерз. Космический корабль хорошо изолирован. Когда электроника на борту потребляет более 150 Вт, выделяемого тепла достаточно, чтобы поддерживать рабочую температуру космического корабля (от +10 до +30 °C). Когда космический корабль находится в спячке, используются электрические обогреватели.
NH содержит ряд жалюзи, которые можно открыть для отвода избыточного тепла. Они были разработаны для использования в основном на начальных этапах полета (ближе к Солнцу).

Блок-схема NH

Спасибо. Я предположил, что это как-то связано с нехваткой воздуха/атмосферы в космосе. Масштабируется ли эта теория? Например, означает ли это, что мы можем запускать гораздо более крупные (возможно, пилотируемые) корабли, которые таким же образом преодолевают такие же расстояния/продолжительность?
Да. Исключение составляют случаи, когда вы находитесь на орбите вокруг Земли (или другого тела с атмосферой). Низкие околоземные орбиты (ниже 1000 км или около того) испытывают сопротивление со стороны верхних слоев атмосферы, поэтому, например, МКС постоянно замедляется, и ее приходится разгонять несколько раз в год.
Я все еще очень впечатлен тем, что они получают полные 200 Вт из этого.
Менее впечатляюще, если учесть, что они выбрасывают 4 кВт тепла для производства 200 Вт электроэнергии. РИТЭГи не очень эффективны, но они лучшее, что у нас есть для этого приложения (например, без движущихся частей).
Ну, по крайней мере, часть этих 4 кВт, вероятно, используется для защиты систем от замерзания? Это кажется более эффективным, чем использование электрического нагрева. Нужно ли вообще использовать радиаторы сейчас, находясь так далеко от солнца?
Я обновил свой ответ.
Pu-238, используемый в РИТЭГах, не является делящимся материалом. Невозможно запустить цепную реакцию. Pu-239 — изотоп, используемый в боеголовках.
@Хоббс, спасибо. Это я называю хорошей изоляцией :)
На самом деле вы могли бы использовать эти 4 кВт отработанного тепла для движения из-за давления фотонов. Но это было бы немного, и, что наиболее проблематично, было бы очень трудно отключить, и поэтому РИТЭГ в New Horizons намеренно спроектирован так, чтобы излучать симметрично, чтобы этого не происходило.

Движение

Пока кто-то не решит проблему N тел, каждому космическому кораблю нужна какая-то движущая сила, чтобы корректировать свой курс во время миссии. New Horizons использует двигательную установку на основе гидразина , включающую четыре основных двигателя 4,4 Н и двенадцать двигателей управления ориентацией 0,9 Н. Его 77-килограммовый топливный бак обеспечивает общую дельта-v после запуска где-то более 290 м/с (650 миль в час).

С момента запуска New Horizons несколько раз корректировала курс . Последнее на момент написания было всего несколько недель назад .

Электроэнергия

Из-за огромной удаленности от Солнца New Horizons будет работать на солнечной энергии нецелесообразно. На эллиптической орбите Плутона сила Солнца колеблется от 0,0012 до 0,0004 от той, что мы получаем на Земле.

Вместо того, чтобы пытаться собрать крошечное количество доступного солнечного света, New Horizons использует радиоизотопный тепловой генератор (РТГ). В частности, источник тепла общего назначения — радиоизотопный термоэлектрический генератор (GPHS-RTG) производства General Electric Space Division (ныне часть Lockheed Martin).введите описание изображения здесь

GPHS-RTG, который несет New Horizons, на самом деле является запасной частью миссии Cassini . При запуске он обеспечивал около 250 Вт, а распад плутония приводит к падению выходной мощности примерно на 5% каждые четыре года, а это означает, что к настоящему времени РИТЭГ должен обеспечивать мощность около 200 Вт.

На этом рисунке показано положение РИТЭГа на New Horizons.

введите описание изображения здесь

Для получения дополнительной информации об энергосистемах New Horizons см. The Pluto-New Horizons RTG and Power System Early Mission Performance , Джеффри К. Оттман и Кристофер Б. Херсман. (источник рисунка выше)

Это правильный ответ на вопрос «Что питает Плутон?». К сожалению, ОП спрашивал о движении: P
@VedantChandra Я пытался также осветить «при сохранении активности всех своих систем мониторинга и связи?» часть вопроса.
@VedantChandra Я понимаю, что вы хотели сделать, и сузили рамки этого вопроса и попросили еще один в качестве заполнителя перенести туда часть ответа ForgeMonkey, но одна вещь, которую мы хотим сохранить с правками, - это также достоверность уже существующих ответов. ForgeMonkey ответил на обе части вопроса так, как он был задан изначально. Боюсь, мне придется вернуть вопрос к его предыдущей версии, поэтому редактирование не делает недействительными какие-либо ответы. В любом случае спасибо, я знаю, что вы хотели помочь!
Необходимость движения не имеет ничего общего с решением проблемы N тел. Задача N тел прекрасно решается с помощью численного интегрирования. Двигатель необходим, потому что мы не можем запустить что-то с невероятно точным вектором скорости и точным временем, необходимым, например, для того, чтобы пролететь мимо Юпитера, чтобы столкнуться с Плутоном, а затем пролететь мимо Плутона на расстоянии 10 000 км с передней стороны. Мы даже не можем достаточно точно определить этот точный вектор, потому что мы недостаточно точно знаем, где будет Юпитер, когда мы туда доберемся, и где будет Плутон, когда мы туда доберемся.
Численное интегрирование не полностью решает проблему N тел. Он разрешает его до определенного порога точности. Конечно, пока решение более точное, чем точность наших двигателей и навигации, оно достаточно хорошее.
Что движет New Horizons?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v