Misiunea americana New Horizons scrie istorie in aceasta perioada, fiind prima care va ajunge la Pluto, cu acest prilej oferind posibilitatea studierii de aproape a planetei pitice si a satelitilor sai.
In seria de articole pe care le vom publica in continuare pe platforma Space Alliance vom incerca, asa cum ne-am obisnuit cititorii in astfel de ocazii speciale, sa detaliem acest eveniment unic in explorarea spatiala, referindu-ne la lansare, transferul interplanetar, instrumentatia stiintifica, dar si la sistemele de la bordul satelitului.

Survolarea lui Pluto – dinamica zborului si secventa de evenimente

New Horizons, a carei ultima corectie de traiectorie fusese realizata pe 30 iunie (una minora de altfel, care a adaugat un delta-v de doar 0.27 m/s) a fost pregatita cu atentie pentru survolarea lui Pluto de inginerii de la JHUAPL. In primul rand traseul trebuia sa fie curat, fara posibilitatea intersectiei cu alte fragmente ce puteau orbita in jurul lui Pluto. Pe urma siguranta satelitului si realizarea observatiilor in cele mai bune conditii (atat asupra lui Pluto cat si a satelitiilor sai naturali Charon, Styx, Nix, Kerberos si Hydra) au fost elementele prioritare care au dictat scenariul activitatilor. 

Pe tot parcursul evenimentului New Horizons a functionat autonom, toate actiunile sale fiind coordonate de calculatorul de bord si cu echipa de operatiuni de pe Pamant asteptand pasiva si monitorizand partial desfasurarea lucrurilor. Din motive obiective putem adauga, pentru ca New Horizons, aflata la o distanta uriasa de Pamant, nu lasa prea multe variante de corectie in cazul in care ceva mergea prost (o telecomanda ajunge la satelit dupa 4.5 ore si la fel, raspunsul satelitului la actiunile comandate de la sol ajunge inapoi dupa alte 4.5 ore).
New Horizons foloseste comunicatie in banda X pentru a-si transmite datele catre statiile de sol si respectiv pentru a receptiona telecomenzi. Frecventa ridicata ar trebui sa suplineasca volumul de date suplimentar adaugate de incapsularea informatiilor pe mai multe niveluri (tocmai pentru a preveni coruperea si necesitatea retransmisiei unor pachete de telemetrie, foarte neplacuta la aceasta distanta). Insa cu dezavantajul ca este nevoie de o antena puternica si de o putere de transmisie mare.
Iar directivitatea joaca un rol foarte important la aceste distante, unde antena satelitului trebuie aliniata perfect cu statiile de sol, inainte de inceperea unei ferestre de comunicatii. Ori antena principala HGA (High Gain Antenna) de pe New Horizons este fixa, iar cu satelitul pozitionat spre tintele de observatie (Pluto si satelitii sai) era nevoie de separarea completa a activitatilor de investigatie stiintifica si de comunicare, fiecare dintre ele avand nevoie de o alta orientare in spatiu a satelitului.

 

Revenind, lunga lista de comenzi incarcata la bord a fost minutios pregatita si testata in simulari speciale care ar fi trebuit sa inlature orice urma de ambiguitate din scenariu.
In prealabil memoria interna a satelitului fusese golita pentru a permite stocarea tuturor acestor date inmagazinate in timpul survolului, date care nu puteau fi trimise catre reteaua DSN a NASA (in paranteza fie spus, ne amintim de micul incident petrecut cu aceasta ocazie, cand satelitul a trecut in safe-mode din cauza unor task-uri concurente rulate de calculatorul de bord). De asemenea, instrumentele stiintifice de la bord fusesera calibrate special pentru observatii la mica apropiere de Pluto.
Pe urma, s-a stabilit o scurta fereastra de comunicare cu Pamantul, cand observatiile stiintifice puteau fi intrerupte temporar si cand satelitul putea fi orientat catre sol. Nu era timp de transmisia unor imagini sau altor date cu volum mare, ci pur si simplu de date de baza care sa indice inginerilor care era situatia la bord si daca lucrurile evoluau conform planului pregatit.
Pentru aceasta sesiune, NASA a folosit trei dintre statiile sale DSN (Deep Space Network): Goldstone, Madrid si Canberra.

Sa vedem cum au evoluat insa lucrurile pe data de 14 iulie, cand New Horizons s-a apropiat de Pluto pentru survolul sau de la mica distanta.
La ora 03:57 UTC, cand sonda s-a apropiat de tinta, comunicatiile cu Pamantul au incetat, si sistemul AOCS (attitude and orbit control system) a preluat controlul. Timp de cateva ore au fost realizate serii succesive de observatii cu ajutorul instrumentelor LORRI, MVIC, Ralph si Alice.
Punctul cel mai apropiat de Pluto a fost la 11:49 UTC, cand satelitul a trecut la altitudinea de 12500 km de suprafata, cu o viteza relativa de 13.78 km/s, acolo unde s-au colectat si imaginile cu rezolutia cea mai buna. 

Prima fereastra de comunicatii a fost initiata aproximativ 9 ore mai tarziu, la 20:30 UTC si a durat 16 minute. Insa semnalul a ajuns pe Pamant cu o intarziere de 263 de minute. Toata echipa tehnica de la centrul de comanda a asteptat cu infrigurare aceste prime date de care depindea practic succesul misiunii.
Semnalul a fost receptionat la timp de statia DSN Madrid si toata lumea a rasuflat usurata pentru ca telemetria arata un satelit in perfecta stare de functionare.
Primele date colectate (imagini cu Pluto si satelitii sai) au fost insa descarcate abia miercuri 15 iulie la ora 09:32 UTC, intr-o fereastra de telemetrie de circa 1.5 ore (pana la 10:59 UTC). A urmat apoi o alta comunicatie cu satelitul, de aceasta data de aprocimativ 7 ore (de la 12:37 la 19:25 UTC).
Alte trei descarcari de date (First-Look Data Downlinks asa cum au fost ele denumite de echipa) au urmat la scurt timp. In zilele urmatoare echipa de sol va continua sa receptioneze si sa proceseze informatiile stocate la bord, insa, avand in vedere viteza scazuta de transmisie, va mai dura ceva timp pana cand oamenii de stiinta vor avea un tablou complet al evenimentului.

Credit NASA