Записки дилетанта: Ще один таємничий світ -- Плутон

неділя, 12 липня 2015 р.

Ще один таємничий світ -- Плутон

Кращі, на момент публікації, фото. Подробиці - нижче.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Є, все таки, щось магічне у тому, як нова земля вперше проявляється на горизонті. Вчетверте пишу про це в цьому блозі. Раніше була Веста, Церера, комета Чурюмова-Герасименко. А тепер -- Плутон. Як відомо, повз нього, через лічені десятки годин, 14 липня 2015 р, пролетить АМС New Horizons, вперше показавши його нам зблизька. Але вже зараз вона достатньо близько, щоб кожного дня постачати все більш якісні фото. І поки -- все більш загадкові.

Перші зображення Плутона "Нові горизонти" отримала ще в 2006 -- 21-24 серпня! (Так, летить станція давно, запущена 19 січня 2006). Однак, зроблене воно було під час тестування головної камери, LORRI, для перевірки її можливостей. Зрозуміло, що планета була там лише крапкою.

Перше фото Плутона з New Horizons, 21 та 24 вересня 2006, віддаль 4.2 млрд км, або 28.07 а.о., LORRI. Кольори відображають інтенсивність, білий -- найвища, відтінки червоного -- проміжні значення, чорний -- мінімальна. Кожен із двох кадрів отримано накладанням трьох послідовних фото із витримкою 1 секунда. Плутон було виявлено на кожному із шести фото.
(c) NASA

Після тривалого перельоту, літом 2013, в рамках чергового тестування апаратури, вперше вдалося розділити Плутон і Харон:

Плутон і Харон. Камера LORRI. Фото отримано приблизно 2 липня 2013 р.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Літом 2014 Плутон почали фотографувати регулярно, для оптичної навігації -- уточнення взаємного розташування станції та Плутона, їх траєкторії, необхідних корекцій курсу. Так як планета залишалася крапочкою --- займала лише трохи більше пікселя, на них особливо не зупинятимося.

Плутон та Харон. Оптична навігація, 12 кадрів за 19-24 липня 2014 р, віддаль від 429 до 422 млн км, LORRI.
Увага! Диски планети та супутника все ще не видно! Видимий розмір -- артефакт камери!
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Збільшена частина анімації вище. Плутон, фактично, займає трішки більше одного пікселя, "видимий" диск -- артефакт камери!
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

В січні 2015 наступила "Фаза наближення" (Approach phase). Зображення почали ставати крупнішими. :-)

В лютому 2015 вдалося роздивитися більші із малих супутників:

Нікта та Гідра -- супутники Плутона. Зображення отримано LORRI, з 27 січня по 8 лютого 2015 р, на віддалях 201 - 186 млн км. Кожен кадр зібрано із п'яти фотографій, виконаних, у свою чергу, в режимі, де роздільною здатністю жертвується заради чутливості. Анімація праворуч --- зображення оброблено, щоб пригасити світло від Плутона та надміру яскравих зірок. Через бажання "витягнути" максимальну чутливість, на фото безліч артефактів.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Перше кольорове фото:

Перше кольорове фото Плутона та Харона. 9 квітня 2015 р, 115 млн км, LORRI.
УВАГА! Харон все ще один піксель, Плутон лише трішки більше, ніж один піксель. Жодних деталей ще не видно!
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

На тему кольорів див. також "What Color Does the Internet Think Pluto Is?" -- кумедна стаття :-).

В квітні 2015 нарешті Плутон перестав бути на фото пікселем (+артефакти камери):

Плутон і Харон, 13 фото між 12 і 18 квітня 2015. 110 млн км, LORRI. Плутон круглий -- візуальна несиметричність викликана темними плямами на поверхні. Звичайно, фото жорстоко оброблені, щоб "витягнути" деталі.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Також, в квітні 2015 команда АМС почала віддавати "сирі" зображення майже зразу, автоматично! Див. http://pluto.jhuapl.edu/soc/Pluto-Encounter/index.php.

В кінці квітня вдалося роздивитися і менші малі супутники, Цербер і Стікс:

Система Плутона, включаючи такий дріб'язок, як Цербер і Стікс. Фото отримані між 25 квітня та 1 травня 2015, віддаль 90 млн км, LORRI. Кожне зображення створено із 5 фото із витримкою 10 секунд. Так отримно те, що ліворуч. Далі воно оброблялося, щоб зменшити засвітку від Плутона та зірок. Праворуч -- поверх зображення накладено орбіти супутників.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Початок травня:

Плутон, 8, 10, 12 травня 2015 р, 80, 77, 75 млн км, відповідно, LORRI.
Плутон нарешті займає аж 6 (!) пікселів. І все ще круглий --- візуальна асиметрія викликана темними плямами і підсилена обробкою, яка була застосована для покращення зображення.
(с) NASA / JHUAPL / SwRI

Як вдало пожартувала Емілі з The Planetary Society (див. "An enigmatic line across Pluto: Plutonian canali!?"), дослідження Плутона мало свої "плутонські" канали -- по аналогії із марсіанськими. Тільки "прожили" вони лише лічені тижні:

Плутон і Харон. Фото 6 червня 2015, 46 млн км, LORRI. Зверху на Плутоні видно "канал" -- безперечно, ілюзію, яка складається із якихось, поки загадкових, темних областей.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI / Björn Jónsson

Ось таке бачила станція в першій половині червня 2015:

Плутон і Харон, 15 кадрів, отриманих між 1 і 15 червня 2015, віддаль між 50 і 35 млн км.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI / Emily Lakdawalla

Зауважте -- чисто візуально система таки заслуговує назви "подвійна планета" (порівняйте із парою Земля-Місяць, які є наступними кандадатами на це звання).

Під кінець червня Харон теж перестав бути просто плямкою:

Плутон і Харон, 22 червня 2015, 26.8 млн км, LORRI.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI / Björn Jónsson

Більше того, і Плутон перестав бути одним пікселем для іншого інструменту на борту, Ralph Multicolor Visible Imaging Camera, MVIC, (її роздільна здатність приблизно в 5 раз менша, ніж в LORRI). Користуючись його даними можна розфарбувати зображення типу того, що вище:

Плутон і Харон, зображення від 21 червня 2015, LORRI, розфарбоване згідно даних від MVIC.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI / Ian Regan

Все ближче і ближче, друга половина червня, Плутон:

Плутон, 22 червня - 1 липня 2015 р, трішки більше, ніж одна його доба. Віддаль між 26.8 та 15.9 млн км, LORRI.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI / Björn Jónsson

Харон:

Харон, 22 червня - 1 липня 2015 р. Віддаль між 26.8 та 15.9 млн км, LORRI.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI / Björn Jónsson

Також, в кольорі:

Плутон і Харон, 25 червня та 27 червня 2015 р, зображення LORRI, розфарбоване з допомогою даних від MVIC.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Вся система Плутона (нових супутників чи кілець поки так і не було виявлено):

Плутон і компанія. Фото зроблені 1 липня 2015 р, 16:28, 16:38, 17:52, 18:04 UTC, з віддалі 9.4 млн км, LORRI.
(с) NASA / JHUAPL / SwRI

За 10 днів до найбільшого наближення, АМС перейшла в безпечний режим. Космічні апарати поступають так, коли стикаються із якоюсь серйозною проблемою, і вимагають втручання наземної команди. Так як команда може поступити нескоро -- світло в один кінець летить багато годин, (4.5 годин в одну сторону в околицях Плутона), то станція переводиться у спеціальний режим роботи, стан, що мінімізує шанси пошкоджень. Як виявилося, перехід у безпечний режим відбувся це через завелике навантаження на процесор -- в рамках підготовки до прольоту, старіші дані архівувалися, частина їх передавалася на Землю, паралельно завантажувалися останні команди для прольоту. І потужності не вистачило. Станція переключилася на запасний комп'ютер, та перейшла в безпечний режим. Тому частина спостережень, 4-го і всі 5-6 червня виконати не вдалося, але вже 7 червня було відновлено нормальну роботу. Кажуть, під час прольоту така подія відбутися не може. (Режим роботи інший, та й, в момент прольоту критерії переходу в безпечний режим пом'якшують -- щоб не панікував чого будь --- довіряють станції самій коректувати помилки, по можливості --- не перериваючи отримання даних.)

Останні фото до аварії:

Плутон, 1 і 3 липня 2015 р, 14.9-12.5 млн км, LORRI.
Світла пляма, праворуч на лівому зображенні -- приблизно той регіон, на який станція дивитиметься 14-го червня, під час прольоту. На всіх трьох фото виразно видно темну еваторіальну полосу, яка на правому фото розбивається на окремі плями.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Краще уявити загальний вигляд допоможе ця анімація:

Плутон, анімація згідно даних станом на 6 липня 2015 р.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

На початку липня Плутон з'явився на Google Earth!

"Серце" на Плутоні:

Серце на Плутоні (праворуч внизу, на малому зображенні буде видно краще, якщо що :-). Фото 8 липня 2014, LORRI, кольори з MVIC.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Парочка:

Плутон і Харон, 8 липня 2014 р, віддаль 3.7 млн км (десь 40 км на піксель), LORRI/MVIC.
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

9 липня 2015 р -- нарешті, видно якусь "геологію":

Плутон. Все ближче і ближче -- важко втриматися від спроб нарешті інтерпретувати побачене. Фото 9 липня 2015 р, 5.4 млн км, LORRI.
(c) NASA

Для порівняння із картами з попереднього поста -- нова карта, за даними з 27 червня по 3 липня 2015:

Остання карта Плутона, опублікована станом на 11 липня 2015 р, за даними з 27 червня по 3 липня 2015 р. Центр карти -- точка, що буде найближчою під час прольоту, 14 липня 2015 р.
(с) NASA / JHUAPL / SwRI

Останнє, на момент написання, фото. 11 липня 2015 р, 4 млн км, LORRI.
На жаль, це найкраще фото сторони, поверненої до Харона, яке у нас буде -- до моменту прольоту тут наступить ніч.
А все ще нічого не зрозуміло -- що це ми бачимо...
(c) NASA / JHUAPL / SwRI

Чекаємо. Після 9.5 років -- ще трішки.

Взагалі, для мене Плутон з дитинства асоціюється із базою з книжки Хайнлайна "Имею скафандр - готов путешествовать". Було б добре знайти таку от прямо зараз. :-) Але немає халяви.

В рамках підготовки до спостереження за прольотом, зацитую Емілі: "What to expect when you're expecting a flyby: Planning your July around New Horizons' Pluto Pictures (version 2)", основні джерела оперативної інформації про проліт:

Twitter: @NASANewHorizons (official NASA feed) and @NewHorizons2015 (run by principal investigator Alan Stern)
New Horizons LORRI raw image release page at APL
My version of the New Horizons LORRI raw image pages
New Horizons website at APL (has more background) and New Horizons website at NASA.gov (faster with news)
New Horizons Launch Press Kit and Flyby Press Kit (PDF) have detailed information on systems and instruments
NASA TV for scheduled briefings (some of which may show up on NASA TV's channel 2)
Enthusiast discussion forum: Unmannedspaceflight.com, which is maintaining a New Horizons FAQ page
And of course me on Twitter @elakdawalla and here on planetary.org, with New Horizons blog coverage and images from New Horizons and pictures of Pluto and Charon.

Посилання

The Planetary Society:

"New Horizons: Late in Cruise, and a Binary Ahoy"
"Why can Hubble get detailed views of distant galaxies but not of Pluto?"
"New Horizons to take new photos of Pluto and Charon, beginning optical navigation campaign" -- зокрема, містить плани фотографувань за цей період (літо 2014 - літо 2015).
"Twinkling worlds in motion: New Horizons' first optical navigation images of Pluto and Charon"
"New Horizons returns first images from mission's Pluto approach phase"
"New Horizons spots Nix and Hydra circling Pluto and Charon"
"Pluto Science, on the Surface" -- зокрема, про плани дослідження та про можливості камер.
"New views of three worlds: Ceres, Pluto, and Charon"
"What Color Does the Internet Think Pluto Is?"
"New Horizons sees surface features on Pluto, begins raw image release"
"New Horizons spots Kerberos and Styx"
"Two Months from Pluto!" -- зокрема, звертається увагу, що Плутон-Харон -- перші тіла із зовнішньої Сонячної системи, на яких вдасться порахувати та роздивитися кратери, і які при тому не є в гравітаційному полі великих планет, яке і "статистику" падінь спотворює, і на нутрощі супутників сильно впливає. Також, система Плутона і Церера -- перші льодяні тіла, для яких ми матимемо ці дані.
"A (very) few more details on Pluto". Зокрема, цікавий монтаж -- порівняння Плутона в розмірі 12х12 пікселів, із іншими (поки краще досліденими) тілами в тій же роздільній здатності:

(с) NASA / JPL / JHUAPL / SSI / Björn Jónsson
"An enigmatic line across Pluto: Plutonian canali!?"
"Pluto and Charon spin among the stars" -- поміж іншого, містить жарт, варіант анімації, в якій Плутон рухається навколо Харона. :-)
"New Horizons update: Resolving features on Charon and seeing in color"
"What to expect when you're expecting a flyby: Planning your July around New Horizons' Pluto Pictures (version 2)"
"Pluto's progression: Third-to-last Pluto day before encounter"
"Zooming in to Pluto and Charon"
"New Horizons enters safe mode 10 days before Pluto flyby" і "New Horizons "back in action" after safe mode event, ready to resume encounter science"
"Explore Pluto in Google Earth!"
"Opening the New Horizons Time Capsule" -- не зовсім про Плутон. "Речі, які, як люди в 2006 вважали, зміняться до 2015".
"The Mapping of Pluto Begins Today" -- про збір імен для тих об'єктів, що ми відкриємо на Плутоні. Сайт проекту: http://www.ourpluto.org/.
"New Horizons One Earth Message" -- ініціатива зберегти в пам'яті New Horizons повідомлення для інопланетян, аналогічне тим, що були на "Піонер-10" та "Піонер-11" і "Вояджерах", після того як його активна місія завершиться.
http://pluto.jhuapl.edu/soc/Pluto-Encounter/index.php -- сайт "сирих" зображень, отриманих New Horizons під час роботи в системі Плутона.

NASA:

"NASA Missions Have Their Eyes Peeled on Pluto" -- поміж то все, за Плутоном багато хто спостерігає: Cassini (!) -- все ж, він друга найближча до Плутона станція, Spitzer Space Telescope, Kepler, SOFIA airborne observatory, про "Hubble Space Telescope" не впевнений, чи виділять час зараз, але попередні роки він багато за Плутоном спостерігав.

Блог Занептунье: