https://frosthead.com

Πώς ο Άλαν Στερν έφερε τον Πλούτωνα στη Γη

Ο Άλαν Στερν υποσχέθηκε στους συναδέλφους του ότι η πλεύση του Πλούτωνα θα έκανε την πρώτη σελίδα των New York Times, πάνω από το πτυχίο. Αλλά ακόμα και ο Stern δεν περίμενε ότι το επίτευγμα θα εμφανιστεί στην ίδια εξέχουσα θέση σε 450 εφημερίδες στις 15 Ιουλίου, το πρωί μετά το διαστημικό σκάφος New Horizons, το οποίο σφυρηλατήθηκε από τον Πλούτωνα και το μεταμόρφωσε για πάντα από ένα απλό σημείο φωτός σε έναν τρισδιάστατο κόσμο με τη δική του ταυτότητα. "Οι άνθρωποι σκάβουν την εξερεύνηση, " είπε ο Stern εξηγώντας την παγκόσμια γοητεία.

σχετικό περιεχόμενο

  • Λάβετε ενθουσιασμένοι για τα διαστημόσημα σφραγίσματα του τρέχοντος έτους
Preview thumbnail for video 'Subscribe to Smithsonian magazine now for just $12

Εγγραφείτε στο περιοδικό Smithsonian τώρα για μόλις $ 12

Αυτή η ιστορία είναι μια επιλογή από το τεύχος Δεκεμβρίου του περιοδικού Smithsonian.

Αγορά

Οι άνθρωποι επίσης σκάβουν σκληρά κερδισμένοι θρίαμβο, και τι θρίαμβο ήταν, slingshotting μια συσκευή δεν βαρύτερο από ένα έξυπνο αυτοκίνητο σε όλο το ηλιακό σύστημα και να έχει συναντήσει πάνω από εννέα χρόνια και τρία δισεκατομμύρια μίλια αργότερα με μια παγωμένη σφαίρα μικρότερη από το φεγγάρι μας . Το κατόρθωμα μας έδειξε πάλι ότι ίσως το μοναδικό πράγμα πιο θαυμαστό από το ίδιο το διάστημα είναι το ανθρώπινο μυαλό που επιμένει αμείλικτα στην κατανόησή του.

Ο Stern, που είναι πλανητικός επιστήμονας, μηχανικός αεροδιαστημικής, συνεργαζόμενος αντιπρόεδρος για την έρευνα και ανάπτυξη στο Νοτιοδυτικό Ινστιτούτο Ερευνών και κύριος ερευνητής της αποστολής New Horizons, έθεσε τις απόψεις του στον Πλούτωνα πριν από δεκαετίες και σχεδίασε διαστημικά σκάφη για να το μελετήσει αρκετές φορές πριν, για να χάσουν τα σχέδιά του πολύ πριν φτάσουν στο φορητό. Η πεισματική του αποφασιστικότητα είναι ένας λόγος για την επιτυχημένη επιτυχία αυτής της αποστολής, αλλά η αποφασιστικότητα είναι επίσης μια ποιότητα που μοιράζονται οι εκατοντάδες επιστήμονες, μηχανικοί και τεχνικοί που έχουν εργαστεί στο έργο εδώ και πολλά χρόνια. Η μοναδική συνεισφορά του Stern ήταν ο πονηρός ρεαλισμός του στην πλοήγηση στα εμπόδια χρηματοδότησης της NASA και στη διαδικασία έγκρισης της αποστολής, έναν κόσμο γεμάτο από κινδύνους σκοτώνοντας τα όνειρα (βλ. Πλούτωνα Αγάπη, Ιούνιος 2015). Ένας βετεράνος της NASA, Stern έθεσε σε δράση μια ιδέα που ξεπερνά την κλασική αισθητική της μηχανικής "λιγότερο είναι περισσότερο". Σκεφτείτε το ότι είναι λιγότερο.

Για να φτάσει γρήγορα στον Πλούτωνα, το διαστημόπλοιο έπρεπε να είναι ελαφρύ. Ζυγίστηκε μόλις 1.054 λίβρες κατά την εκτόξευση. Τα επτά επί του σκάφους επιστημονικά όργανα, τα οποία είχαν έναν μακρύ κατάλογο καθηκόντων που περιελάμβαναν την χαρτογράφηση του Πλούτωνα και του μεγαλύτερου φεγγαριού του, έβγαζαν εικόνες υψηλής ανάλυσης και χρώματος, μελετώντας τη γεωλογία και τη σύνθεσή του, μετρώντας τον ηλιακό άνεμο και ανιχνεύοντας σκόνη, έφτασαν μόλις 66 λίβρες. Για να είναι το διαστημόπλοιο ελαφρύ, τα όργανα έπρεπε να είναι αποτελεσματικά. Όλα τα όργανα λειτουργούν σε μόλις 28 W, που δεν επαρκούν για την τροφοδοσία ενός λαμπτήρα.

Λαμβάνοντας υπόψη την 14η Ιουλίου 2015, αυτή η εικόνα υψηλής ανάλυσης χρώματος απεικονίζει τις ομορφίες του Πλούτωνα. Πολλές από τις μορφές της γης έχουν τα δικά τους ξεχωριστά χρώματα. (SWRI / JHUAPL / NASA) Η ιδέα του καλλιτέχνη για τον ανιχνευτή New Horizons καθώς πλησιάζει τον Πλούτωνα τον Ιούλιο του 2015. Η μικρή σφαίρα είναι ο Charon, ο μεγαλύτερος από τους πέντε γνωστούς φεγγάρια του Πλούτωνα. (SWRI / JHUAPL) Αυτή η εικόνα καταγράφει το στρώμα ομίχλης Υψηλού Υψώματος του Πλούτωνα (με μπλε χρώμα), το οποίο θεωρείται ότι προκαλείται από χημικές αντιδράσεις αζώτου και μεθανίου που ξεκίνησε από το ηλιακό φως. (SWRI / JHUAPL / NASA) Η απέραντη λευκή περιοχή σε αυτή την εικόνα υψηλής ανάλυσης είναι η καρδιά του Πλούτωνα, που ονομάζεται Sputnik Plunum, είναι πλούσια σε άζωτο, μονοξείδιο του άνθρακα και μεθανίου. (SWRI / JHUAPL / NASA) Αυτή η φωτογραφία, που πλησίασε το ηλιοβασίλεμα στην πλησιέστερη προσέγγιση του διαστημικού σκάφους στον Πλούτωνα, στις 14 Ιουλίου 2015, δείχνει μια τεράστια, παγωμένη πεδιάδα, το Sputnik Planum, πλαισιωμένο στα δυτικά από βουνά 11.000 ποδιών και στα ανατολικά με περικοπή εδάφους από προφανείς παγετώνες. Επίσης ορατό, στον ορίζοντα, είναι οι περισσότερες από δώδεκα στρώσεις σκόνης που συνθέτουν την ατμόσφαιρα του Πλούτωνα. (SWRI / JHUAPL / NASA) Το διαστημικό σκάφος New Horizons βρίσκεται στο διαστημικό κέντρο Kennedy πριν ξεκινήσει τον Ιανουάριο του 2006 για την εννιάχρονη αποστολή του στον Πλούτωνα. (NASA) Ο κύριος ερευνητής του New Horizons, Άλαν Στερν (δεύτερο από τα αριστερά), στέκεται με τέσσερα μέλη της ομάδας του αμέσως μετά την αποκάλυψη της εικόνας του Πλούτωνα. (© Michael Soluri) Πρύμνη στις στιγμές μετά την αποκάλυψη (© Michael Soluri) Η ομάδα των Νέων Οριζόντων Pluto, οδήγησε (σε πρώτο πλάνο, από αριστερά) οι Glen Fountain, Alice Bowman, Alan Stern και Harold Weaver (© Michael Soluri)

"Ο Θεός μου, η σκληρή μηχανή λειτούργησε - αυτό λειτούργησε πραγματικά", λέει ο David DeVorkin, ανώτερος επιμελητής στο Εθνικό Μουσείο Αεροπορίας και Διαστήματος του Smithsonian, για την επιτυχία της αποστολής. "Πώς το έβγαλε; Θέλω να πω, είναι ένα είδος Zen ... Αυτού του είδους η συγκέντρωση και η έντονη προσοχή σε κάθε πιθανό σχέδιο έκτακτης ανάγκης για ό, τι μπορεί να πάει στραβά. "Παρά την πιθανότητα, λόγω του εξορθολογισμένου σχεδίου, οι New Horizons κατάφεραν να συγκεντρώνουν 50 gigabit δεδομένων, 5.000 φορές περισσότερα δεδομένα από το ανιχνευτή Mariner 4 που συνέλεξε όταν έφυγε από τον Άρη το 1965, επιστρέφοντας την πρώτη σχεδόν κοντινή όψη αυτού του πλανήτη.

Ήταν πίσω στη δεκαετία του 1990, κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού μιας άλλης αποστολής του Πλούτωνα που δεν πέτυχε ποτέ το liftoff, ότι ο Stern επινόησε την έξυπνη στρατηγική να θέσει το διαστημικό σκάφος σε ύπνο για μεγάλες χρονικές περιόδους, μειώνοντας τον αριθμό των ανθρώπων που απαιτούνται για την πλοήγηση και την παρακολούθηση του σκάφους. εξοικονομώντας σημαντικά από το κόστος λειτουργίας. Οι New Horizons δανείστηκαν τη στρατηγική αυτή. Μετά από μια επιτυχημένη ώθηση από τη βαρύτητα του Δία, οι New Horizons ξόδεψαν 1.892 τις 3.058 ημέρες αδρανοποίησης. Ομοίως, ο Στερν αποφάσισε να κρατήσει το διαστημικό σκάφος επικεντρωμένο αποκλειστικά στον στόχο του κατά τη διάρκεια της πτήσης, να πάρει όσο το δυνατόν περισσότερα πολύτιμα δεδομένα και μόνο αργότερα να επιστρέψει τη σκάφη στη Γη για να μεταδώσει αυτά τα δεδομένα στο σπίτι. Δεν σήμαινε καμία άμεση ανταμοιβή, και ακόμη και τώρα οι πληροφορίες έρχονται σε μια στάλα, επειδή συσκευάστηκε ένας λιγότερο ισχυρός πομπός και μικρότερη κεραία για να εξοικονομήσει το κόστος και το βάρος.

Η εκπληκτική πρώτη φωτογραφία της επιφάνειας του Πλούτωνα δείχνει βουνά που ανέρχονται σε 11.000 πόδια - μια εκπληκτική έκπληξη για τους αστρονόμους, επειδή ο αζώτου πάγος, που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του Πλούτωνα, θα πρέπει να καταρρεύσει με το δικό του βάρος. Μετά από το Σαββατοκύριακο της Ημέρας της Εργασίας, οι New Horizons αποκάλυψαν τους αρχαίους κρατήρες του Πλούτωνα, τις λεπτές φωτεινές πεδιάδες, τις ομαδοποιημένες κορυφογραμμές και τους αμμόλοφους, μια απροσδόκητη συγχώνευση τοπίων που βρέθηκαν αλλού στο ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένου του φεγγαριού του Άρη και του Δία του Δία. Υπάρχουν σημάδια ρέοντων παγετώνων και διασταυρωμένων καναλιών που προκαλούνται, ίσως, από υγρό ή χλιαρό πλανήτη στον «πλανήτη». (Ο Πλούτωνας είναι επίσημα ταξινομημένος ως «νάνος» πλανήτης, αλλά ο Στερν το ονομάζει ακόμα πλανήτη και ποιος θα τον σταματήσει; "Οι αστρονόμοι δεν έχουν αστυνομική δύναμη", λέει.) Δεδομένα από ένα όργανο που ονομάζεται Alice-το συνεργάτη του όργανο είναι η Ralph-βρεθεί μια ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο που φθάνει χιλιάδες μίλια πάνω από την επιφάνεια του Πλούτωνα. Στην αγαπημένη εικόνα του Στέρν μέχρι στιγμής, ληφθείσα 15 λεπτά μετά την πλησιέστερη προσέγγιση, χωριστές, διακριτές αιχμές βυθίζονται στην άνω μύτη, που σχηματίζεται από διαφορετικούς ομόκεντρους δακτυλίους. Το τελευταίο από τα στοιχεία δεν θα φτάσει μέχρι τα τέλη του επόμενου έτους. Αλλά μετά από μια μακρά και πολύωρη αναμονή 14 ετών για να προγραμματίσει την αποστολή και να πάρει την έγκριση, 4 για να κατασκευάσει και να δοκιμάσει το σκάφος και τα συναφή συστήματα, καθώς και περισσότερα από 9 χρόνια στη διαμετακόμιση - τι είναι άλλο ένα έτος; "Πρέπει να είστε εντάξει με καθυστερημένη ικανοποίηση", λέει ο Stern.

Σε εκείνες τις πρώτες μέρες πριν από την αποστολή ήταν μια πάλη, όταν ο Πλούτωνας εξακολουθούσε να είναι ταξινομημένος ως πλανήτης, ο Stern είχε μια άλλη έξυπνη ιδέα. Ο ερευνητής θα μπορούσε να εκπληρώσει τους επιστημονικούς του στόχους με έξι μόνο μέσα. Αλλά ο Stern δεν ήταν ικανοποιημένος - πρέπει να υπάρχει χώρος για έναν ακόμα. Έτσι προστέθηκαν ένα τηλεσκόπιο μεγάλης εμβέλειας υψηλής ανάλυσης που θα ξεκίνησε τις παρατηρήσεις έξι μήνες νωρίτερα φωτογραφίζοντας τον Πλούτωνα κατά τη διάρκεια της προσέγγισης, ενισχύοντας σημαντικά την επιστημονική επιστροφή χωρίς να προσθέτουν πολλά στο κόστος. Αυτές οι πρώιμες εικόνες ήταν επίσης ένα πειράζωμα που έκανε την αποστολή όλο και πιο δελεαστική στους Πλουτοφίλους νέους και παλιούς εδώ στη Γη. Η Στερν πήρε την προσοχή μας και μας έκανε να θέλουμε περισσότερα. Τώρα κι εμείς είμαστε πρόθυμοι να το περιμένουμε.

Η διαστημική αποστολή του New Horizons μας φέρνει τις πρώτες κοντινές απόψεις του Πλούτωνα
Πώς ο Άλαν Στερν έφερε τον Πλούτωνα στη Γη