¿Qué potencia a New Horizons?

¿Qué usa New Horizons para seguir viajando (hasta ahora), mientras mantiene activos todos sus sistemas de monitoreo y comunicación?

Leí que aprovechó la fuerza de una honda de gravedad de Júpiter, pero ¿qué más contribuye? ¿Solar?

¿Está preguntando qué lo impulsa o qué utiliza para alimentar sus sistemas integrados ?
@Joe Originalmente estaba tratando de preguntar sobre ambos, pero mi pregunta y su título siguen siendo editados por otras personas, ¡quién sabe!
Siéntase libre de editar su pregunta para que su intención sea más clara.
Con respecto a la propulsión, piense en las naves espaciales más como bolas de billar que ruedan cuesta abajo que como automóviles. Obtienen una ráfaga de velocidad inicial de un cohete, luego pasan el resto de su tiempo simplemente navegando. Donde terminan depende de la forma del terreno. (Hay otras complicaciones, pero comience con este modelo mental).

Respuestas (2)

El espacio es básicamente un vacío, por lo que no hay resistencia del aire. Una sonda que ha sido lanzada viajará a la misma velocidad indefinidamente. Debido a que New Horizons se está alejando del Sol, pierde algo de velocidad para vencer la gravedad del Sol.

New Horizons se lanzó en el cohete más rápido que pudieron conseguir. Luego usó la asistencia de la gravedad de Júpiter para ganar algo más de velocidad. Desde entonces, ha estado flotando. New Horizons lleva pequeños propulsores que se utilizan para pequeños cambios de rumbo y actitud.

Para alimentar sus sistemas, New Horizons utiliza un generador termoeléctrico de radioisótopos . Los gránulos de plutonio generan calor a partir de la descomposición atómica, este calor se convierte en electricidad. Al comienzo de la misión, el RTG produjo 4500 W de calor, que se convirtió en 290 W de electricidad. Durante el encuentro con Plutón, ca. Se disponía de 200 W (debido a la descomposición del plutonio y al deterioro de los termopares).

La mayor parte del calor del RTG parece irradiarse a través de los paneles del radiador en el exterior del RTG. Parte del calor se conduce a través de la estructura de la nave espacial al tanque de combustible para evitar que se congele. La nave espacial está bien aislada. Cuando los componentes electrónicos a bordo consumen más de 150 W, el calor que producen es suficiente para mantener la nave espacial a su temperatura de funcionamiento (+10 a +30 °C). Cuando la nave espacial está en hibernación, se utilizan calentadores eléctricos.
NH contiene una serie de rejillas que se pueden abrir para irradiar el exceso de calor, estas fueron diseñadas para usarse principalmente durante las fases iniciales del vuelo (más cerca del Sol).

diagrama de bloques NH

Gracias. Supuse que tenía algo que ver con la falta de aire/atmósfera en el espacio. ¿Esta teoría escala? Es decir, ¿significa que podríamos lanzar naves mucho más grandes (quizás tripuladas) que viajen distancias/duraciones similares de la misma manera?
Sí. La excepción es cuando estás en órbita alrededor de la Tierra (u otro cuerpo con atmósfera). Las órbitas terrestres bajas (por debajo de los 1000 km aproximadamente) experimentan el arrastre de las capas superiores de la atmósfera, por lo que, por ejemplo, la ISS se ralentiza constantemente y tiene que ser reactivada varias veces al año.
Todavía estoy bastante impresionado de que obtengan 200 W completos de eso.
Menos impresionante si se tiene en cuenta que se desperdician 4 kW de calor para producir 200 W de electricidad. Los RTG no son realmente eficientes, pero son los mejores que tenemos disponibles para esta aplicación (es decir, sin partes móviles, por ejemplo).
Bueno, ¿al menos parte de esos 4kW probablemente se usa para evitar que los sistemas se congelen? Eso parece más efectivo que usar calefacción eléctrica. ¿Necesita usar radiadores ahora, estando tan lejos del sol?
He actualizado mi respuesta.
El Pu-238 utilizado en un RTG no es material fisionable. No hay forma de provocar una reacción en cadena. Pu-239 es el isótopo utilizado en las ojivas.
@Hobbes gracias. Eso lo llamo un buen aislamiento :)
De hecho, podría usar esos 4kW de calor residual para la propulsión, a partir de la pura presión de los fotones. Pero no sería mucho y, lo que es más problemático, sería muy difícil de apagar, por lo que el RTG en New Horizons está diseñado deliberadamente para irradiar simétricamente para evitar que esto suceda.

Propulsión

Hasta que alguien resuelva el problema de los N-cuerpos, toda nave espacial necesita algún tipo de propulsión para corregir su rumbo durante la misión. New Horizons utiliza un sistema de propulsión basado en hidracina que incluye cuatro propulsores principales de 4,4 N y doce propulsores de control de actitud de 0,9 N. Su tanque de combustible de 77 kg permite un delta-v total posterior al lanzamiento de algo más de 290 m/s (650 mph).

New Horizons ha realizado varias correcciones de rumbo desde su lanzamiento. El último en el momento de escribir este artículo fue hace solo unas pocas semanas .

Energía eléctrica

Debido a las grandes distancias desde el sol, New Horizons operará a la energía solar no es práctica. En la órbita elíptica de Plutón, la fuerza del sol varía de 0,0012 a 0,0004 veces la que tenemos en la Tierra.

En lugar de tratar de recolectar la pequeña cantidad de luz solar disponible, New Horizons utiliza un generador térmico de radioisótopos (RTG). Específicamente, una fuente de calor de uso general: generador termoeléctrico de radioisótopos (GPHS-RTG) fabricado por General Electric Space Division (ahora parte de Lockheed Martin).ingrese la descripción de la imagen aquí

El GPHS-RTG que lleva New Horizons es en realidad un repuesto de la misión Cassini . Proporcionó alrededor de 250 W en el lanzamiento, y la descomposición del plutonio hace que la potencia de salida caiga aproximadamente un 5 % cada cuatro años, lo que significa que ahora el RTG debería proporcionar alrededor de 200 W de potencia.

Este gráfico muestra la posición del RTG en New Horizons.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Para obtener más información sobre los sistemas de energía de New Horizons, consulte The Pluto-New Horizons RTG and Power System Early Mission Performance , Geffrey K. Ottman y Christopher B. Hersman. (fuente del gráfico anterior)

Esta es la respuesta correcta para '¿Qué potencia a Plutón?'. Desafortunadamente, OP estaba preguntando sobre la propulsión: P
@VedantChandra Estaba tratando de cubrir también el "¿manteniendo todos sus sistemas de monitoreo y comunicación activos?" parte de la pregunta
@VedantChandra Veo lo que quería hacer y reduje el alcance de esta pregunta y pedí otra como marcador de posición para migrar parte de la respuesta de ForgeMonkey allí, pero una cosa que queremos preservar con las ediciones es también la validez de las respuestas ya existentes. ForgeMonkey respondió ambas partes de la pregunta, tal como se hizo originalmente. Me temo que tengo que revertir la pregunta a su revisión anterior, por lo que la edición no invalida ninguna respuesta. Gracias de todos modos, ¡sé que querías ayudar!
La necesidad de propulsión no tiene nada que ver con resolver el problema de N-cuerpos. El problema de N-cuerpos se resuelve perfectamente con integración numérica. La propulsión es necesaria porque no podemos lanzar algo con el vector de velocidad increíblemente exacto y el tiempo exacto necesario para, por ejemplo, volar por Júpiter para encontrarse con Plutón y luego sobrevolar Plutón a 10,000 km de distancia en el lado frontal. Ni siquiera podemos determinar ese vector exacto con la suficiente exactitud porque no sabemos exactamente dónde estará Júpiter cuando lleguemos allí y dónde estará Plutón cuando lleguemos allí.
La integración numérica no resuelve perfectamente el problema de N-cuerpos. Lo resuelve a un cierto umbral de precisión. Por supuesto, siempre que la solución sea más precisa que la precisión de nuestros motores y navegación, es suficiente.
¿Qué potencia a New Horizons?
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