¿Por qué New Horizons no se quedó en la órbita de Plutón? [duplicar]

Como todos saben, New Horizons, que se envió hace algunas décadas, llegó a Plutón el 14 de julio de 2015 y permaneció allí solo 24 horas y luego se adentrará en el Cinturón de Kuiper y luego en el espacio interestelar como lo hicieron las sondas Pioneer y Voyager. antes de eso. Mi pregunta es, ¿por qué no se le permitió a New Horizons permanecer en la órbita de Plutón para recopilar información sobre el planeta enano, como lo está haciendo MOM (Mars Orbiter Mission) alrededor de Marte? ¿Se debe esto a que los científicos están menos interesados ​​en buscar vida en el sistema de Plutón, o hay otras razones?

Mire las preguntas etiquetadas como nuevos horizontes y verá al menos dos duplicados de esta pregunta. Es una buena idea hacer esa prueba simple (revisar las preguntas con la misma etiqueta) antes de publicar una nueva pregunta.
Es bastante difícil quedarse en un lugar donde nunca estuviste. No tengo idea de dónde vino tu cifra de 24 horas.

Respuestas (1)

New Horizons se lanzó hace aproximadamente 9 años y medio, el 19 de enero de 2006. Así que no hace décadas . Plutón está muy, muy lejos . De hecho, tan lejos, que tanto el Sol como la Tierra, junto con el resto de planetas del Sistema Solar interior (Mercurio, Venus y Marte) que están más cerca de nosotros, aparecen en esa pequeña elipse interior en esta imagen del Nuevo Trayectoria de sobrevuelo de Horizons:

Trayectoria de sobrevuelo de New Horizons

Y mientras logramos lanzar New Horizons a una velocidad récord de 16,26 kilómetros por segundo (58 536 km/h o 36 373 millas por hora) en su camino a Plutón y liberarlo del agarre gravitacional de la Tierra que lo mantiene bien sentado en su silla , todo su camino hasta allí todavía fue atraído por la gravedad del inmenso Sol hacia él y fue frenado por este en su camino a Plutón, por lo que también usó una asistencia de gravedad de Júpiter para obtener un impulso adicional, intercambiando parte del momento angular de Júpiter en su órbita alrededor del Sol para una mayor velocidad de salida hacia Plutón. Una pequeña cantidad de este impulso para el gigante gaseoso supermasivo Júpiter, pero un gran impulso para el diminuto New Horizons en comparación (casi 1/4 de una cuatrillonésima, o casi 4.000.000.000.000.000.000.000.000 de New Horizons equivaldrían a la masa de Júpiter). Y su ganancia de velocidad con respecto al Sol se veía así:

Velocidad heliocéntrica de la nave espacial New Horizons durante el vuelo de la Tierra a Plutón

Así que ahora que la sonda New Horizons va muy rápido, tan inmensamente alucinante que su viaje a la farmacia parece una tontería en comparación , logró llegar a Plutón a una velocidad relativa de 13,78 km/s (49.600 km/ h o 30.800 millas por hora). E incluso para una mísera sonda de 478 kg, detenerla hasta que se detuviera requeriría una tremenda cantidad de energía y alguna forma de masa de reacción para acelerar en la dirección opuesta, y bastante. Y eso es algo que New Horizons no tiene disponible, y si lo tuviera, aumentaría su masa, luego sería lanzado a una velocidad mucho más lenta hacia Plutón, y realmente tardaría décadas en llegar allí.

Entonces, en otras palabras, New Horizons iba demasiado rápido para detenerse casi por completo y permanecer en Plutón por más tiempo. No fue un viaje en autobús con paradas en el camino, sino una bala veloz (en realidad, unas 50 o 60 veces más rápida que eso) que se movía a través de la vasta nada del vacío del espacio. Y a menos que golpee algo en su camino, continuará haciéndolo durante muchos milenios y saldrá por completo de nuestro sistema solar.

Para obtener más información, consulte Requisitos para orbitar Plutón y otras preguntas respondidas etiquetadas como nuevos horizontes . Todas las imágenes en mi respuesta son de New Horizons Mission Design , Yanping Guo y Robert W. Farquhar, Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (PDF).

Una cosa que no entiendo del todo (tal vez la respuesta podría expandirse para incluirla): lógicamente, ¿no debería tomar casi la misma cantidad de combustible para reducir la velocidad que para acelerar? Así que tomas algo del tamaño aproximado del propulsor que usamos para lanzar NH (aunque eso tuvo que luchar contra la gravedad de la Tierra, así que tal vez necesites incluso menos) y simplemente lanzas NH + eso. ¿Eso no daría suficiente combustible para reducir la velocidad? Básicamente, ¿qué tamaño tendría que tener el lanzador para lanzar todo eso? Claro que necesitaríamos una TONELADA de combustible, pero aún así, ¿no podríamos hacerlo con unos pocos millones de dólares?
@Jez Eso ya se discutió en mi respuesta a la pregunta que vinculo (y parece que esta pregunta se cerrará como un duplicado). En teoría, asumiendo que nuestros cohetes tienen masa seca de nada (sin cuerpo de cohete, sin carga útil), lo cual es una buena aproximación de primer orden porque la relación de masa seca a húmeda realmente se mantiene lo más baja posible, necesitarías 1/e de la masa total lanzada de propulsores para desacelerar. Consulte la ecuación del cohete Tsiolkovsky y Google "The tyranny of the rocket equation"para obtener más información.
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