Введение
Плутон-Койпер Экспресс — межпланетный космический зонд, предложенный учеными и инженерами Лаборатории реактивного движения (JPL) и разрабатывавшийся NASA. Космический аппарат предназначался для запуска с целью изучения Плутона и его спутника Харона, а также одного или нескольких других объектов пояса Койпера (KBO). Это было третье подобное предложение, после проектов «Плутон-350» и отправки космического аппарата Mariner Mark II к Плутону. Изначально задуманная как Pluto Fast Flyby, а затем ненадолго названная Pluto Express, миссия была вдохновлена почтовой маркой Почтовой службы США 1991 года, на которой Плутон был обозначен как «Ещё не исследованный». К проекту присоединились инженеры и студенты Калифорнийского технологического института, а позже Алан Стерн и другие ученые из проекта «Плутон-350». Хотя проект был начат в 1992 году, его разработка заняла много времени, почти десять лет ушло на стадию предложения и финансирования. В процессе планирования миссия была изменена, чтобы включить пролёт мимо объекта пояса Койпера, и переименована в Плутон-Койпер Экспресс после открытия многочисленных подобных объектов за пределами Нептуна в середине и конце 1990-х годов. В конечном итоге NASA приняло решение отменить миссию в 2000 году, сославшись на растущий бюджет проекта как на основную причину отмены. После отмены миссии большая часть команды Pluto Fast Flyby, включая Стерна, приступила к разработке New Horizons — миссии, почти идентичной Плутон-Койпер Экспресс, в рамках программы NASA New Frontiers. Космический аппарат был успешно запущен в январе 2006 года после финансовых разногласий с NASA и дополнительных задержек, и в июле 2015 года совершил первый в истории пролёт мимо системы Плутон-Харон.
Pluto Kuiper Express was an interplanetary space probe that was proposed by Jet Propulsion Laboratory (JPL) scientists and engineers and under development by NASA. The spacecraft was intended to be launched to study Pluto and its moon Charon, along with one or more other Kuiper belt objects (KBOs). The proposal was the third of its kind, after the Pluto 350 and a proposal to send a Mariner Mark II spacecraft to Pluto. Originally conceived as Pluto Fast Flyby, and later briefly named Pluto Express, the mission was inspired by a 1991 United States Postal Service stamp that branded Pluto as "Not Yet Explored". The project brought on JPL engineers and students from the California Institute of Technology and, later, Alan Stern and other scientists from the Pluto 350 project. While the project was initiated in 1992, the project's development phase was lengthy, spending nearly a decade in the proposal and funding stage. During planning, the mission was changed to include a Kuiper belt object flyby and re christened the Pluto Kuiper Express, after the discovery of numerous such objects beyond Neptune in the mid to late 1990s. NASA ultimately decided to cancel the mission in 2000, however, citing the project's expanding budget as the ultimate reason for the cancellation. After the mission's cancellation, most of the Pluto Fast Flyby team, including Stern, went on to develop New Horizons, a mission nearly identical to Pluto Kuiper Express, for NASA's New Frontiers program. The spacecraft was successfully launched in January 2006, after a financial standoff with NASA and additional delays, and went on to perform the first ever flyby of the Pluto Charon system in July 2015.
История
Как было предложено Лабораторией реактивного движения (JPL) в 1992 году, миссия «Плутон Fast Flyby» должна была состоять из двух аппаратов массой 150 кг каждый. Полёт от Земли до Плутона должен был занять семь или восемь лет, с возможным запуском уже в 1998 году. Два аппарата должны были быть синхронизированы для обзора разных сторон Плутона. Бюджет миссии, по оценкам, не должен был превышать 400 миллионов долларов, и администратор NASA Дэниел Голдин всецело поддерживал это предложение. К 1995 году предложенная миссия стала известна как «Плутон Экспресс», и руководитель проекта Роб Стейл из JPL предложил бюджет «в районе 300 миллионов долларов». На тот момент миссия всё ещё предполагала использование двух космических аппаратов, и надеялись, что запуск сможет состояться в 1998 году. NASA пыталось договориться с Россией об использовании ракет-носителей «Протон» для запуска аппаратов в обмен на доставку российских зондов «Drop Zond» к Плутону. Другая идея, выдвинутая Институтом Макса Планка, предусматривала вклад Германии в финансирование запуска в обмен на то, что «Плутон Экспресс» доставит немецкий зонд для сброса на Ио во время гравитационного манёвра у Юпитера. Сроки реализации миссии были важны, поскольку она должна была пройти мимо Плутона незадолго до того, как его атмосфера замерзнет, что, как предполагалось, происходит на протяжении значительной части его орбиты. Основными задачами миссии были картографирование поверхности Плутона, изучение геологии и геоморфологии двойной системы, а также определение состава атмосферы Плутона. Последняя задача стала бы значительно сложнее после начала замерзания атмосферы. Научное оборудование на борту включало системы визуализации в видимом свете, инфракрасные и ультрафиолетовые спектрометры, а также ультрастабильный генератор (USO) для использования в эксперименте радиооккультации. Космический аппарат должен был иметь простую шестигранную призматическую структуру массой около 220 кг, питаемую радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГами), аналогичными тем, что использовались в миссиях «Галилео» и «Кассини». Управление и сбор данных на борту осуществлялись с помощью компьютерной системы на базе RISC с производительностью 1,5 MIPS, способной обрабатывать данные со скоростью 5 Мбит/с. Это позволило бы передать более одного гигабайта данных в течение года. Связь осуществлялась через фиксированную антенну высокой направленности диаметром 1,47 м, с коррекцией направления с помощью широкоугольного звездного трекера. На ранних этапах планирования миссии рассматривалось объединение усилий с российским космическим агентством и включение зондов для изучения атмосферы Плутона. Позже от этого плана отказались. Запуск «Плутон Экспресс» планировался на 2001 год, но аппарат был готов только к концу 2004 года. Запуск космического аппарата должен был быть осуществлен либо с помощью ракеты-носителя Delta, либо с помощью космического шаттла, скорее всего, в декабре 2004 года. В случае реализации этого плана, единственным вариантом стал бы запуск с помощью ракеты Delta, поскольку парк шаттлов был выведен из эксплуатации после катастрофы «Колумбия». Траектория полёта изначально должна была проходить мимо Юпитера, гравитационное поле которого использовалось бы для увеличения скорости аппарата посредством гравитационного манёвра. Наименьшее расстояние до Плутона должно было составить около 15 000 км при скорости 17–18 км/с, что позволило бы получить картографические данные с разрешением 1 км. После прохождения Плутона космический аппарат использовал бы свою камеру для поиска объектов пояса Койпера. В сентябре 2000 года NASA приостановила работу над миссией «Плутон-Койпер Экспресс», хотя агентство заявило, что она «пересматривается и перепланируется», а не отменяется. По словам представителя NASA, стоимость миссии в то время составляла недоступные 500 миллионов долларов (по сравнению с первоначальным бюджетом в 350 миллионов долларов в 1999 году).