Второй непростой задачей, которую РИТЭГ поставил перед конструкторами космического аппарата, было то, что радиация, выделяемая плутонием, плохо влияет на электронику АМС. Поэтому все системы на борту «Новых горизонтов» должны были быть разработаны и проверены так, чтобы выдерживать эту радиацию, как это делалось в предыдущих экспедициях, где использовали РИТЭГ, таких как «Вояджер», «Галилео» и «Кассини». Это, в свою очередь, прибавляло сложности к разработке космического аппарата, а также увеличивало его стоимость, но выбора не было: без РИТЭГ не было никакой возможности обеспечить АМС электричеством, когда она будет находиться так далеко от Солнца.
Глаза, уши и даже орган обоняния для того, чтобы изучать Плутон
Как научный руководитель Алан отвечал за весь проект «Новые горизонты». Все команды ученых и инженеров, а также другие сотрудники из отдела по связям с общественностью и менеджеры проекта отчитывались перед ним.
Ключевой пост второго плана занимал научный сотрудник программы, должность которого предполагала сочетание экспертной квалификации и способности к дипломатии. Такая позиция существовала в каждой научной экспедиции NASA, а в более крупных проектах, таких как «Новые горизонты», были и заместители научного сотрудника. Эти ученые несли ответственность перед научным руководителем за переговоры, а также должны были представлять интересы научного руководителя и научной команды в казавшемся бесконечным потоке каждодневных встреч, которые были необходимы для организации сложного космического полета.
Должность научного сотрудника в проекте «Новые горизонты» занимал чрезвычайно талантливый, вежливый и дипломатичный ученый-планетолог Хол Уивер. Его выбрали, потому что он был очень известен в научных кругах и хорошо разбирался в профессиональной терминологии всех узких специалистов, которые занимались наукой «Новых горизонтов»: от геологии до химии поверхностных явлений, от науки об атмосфере до физики плазмы. Также отчасти выбор пал на Хола и потому, что он был опытным экспериментатором, разбирающимся в конструкции и эксплуатации многих научных приборов на «Новых горизонтах».
Изначально Хол не принадлежал к «Плутоновому андеграунду» — он занимался в основном изучением комет. Но его давно приводил в восторг пояс Койпера как район Солнечной системы, из которого ведут свое происхождение некоторые кометы. Уивер знал Стерна еще с 1980-х гг., и у них уже был опыт совместных исследований. Хол так описывал свою работу как научного сотрудника программы:
Моя роль состояла в том, чтобы быть правой рукой научного руководителя проекта, держать его в курсе по поводу того, что происходит «на земле», того, как идут разработки, проверки или другие дела, быть голосом науки, чтобы помочь инженерам понять, что от них требуется. Также я выступал в роли ученого, который понимает особенности инженерно-технических работ, чтобы, когда инженеры говорят мне: «Это очень трудно» или «Будет очень дорого, если попытаться это осуществить», я мог помочь им найти такой вариант конструкции, которая не только отвечала бы научным целям, но и соответствовала массе аппарата, его мощности, стоимости, а также требованиям расписания.
Когда люди посылают зонды с датчиками к далеким мирам, можно сказать, что мы запускаем в космос замену нашим глазам и другим органам чувств. Это сравнение особенно применимо к камерам, которые позволяют «увидеть» пейзажи планет, куда не ступала нога человека. Но это также верно и по отношению к приборам, которые позволяют «услышать» колебания далеких магнитных полей и «понюхать» газы инопланетной атмосферы, выяснить, из чего состоят эти ландшафты, что лежит под их поверхностью и какие скрытые силы, потоки и поля могут рассказать нам об истории и основных свойствах других миров.
Главным конструкторским решением, которое было принято, когда проект «Новые горизонты» только начинался, было решение о том, что в космическом аппарате не будет «гиростабилизированной платформы», то есть подвижного, вращающегося стенда, который нацеливает камеры и другие приборы в разных направлениях, не приводя в движение весь космический аппарат. Хотя такая платформа и увеличивает свободу действий при наблюдениях, которые могут быть сделаны во время пролета (иными словами, камеры могут быть нацелены на планету в то время, как антенна смотрит в другом направлении, на Землю), она добавляет аппарату вес, стоимость и усложняет его. «Вояджер» и другие межпланетные экспедиции с большим бюджетом использовали исследовательские платформы, но при том, что «Новые горизонты» были вынуждены уложиться в одну пятую стоимости «Вояджера», они просто не могли позволить себе такой роскоши. То, что такой платформы не будет, в свою очередь, означало, что все приборы на борту «Новых горизонтов» будут устанавливаться на корпус космического аппарата, поэтому придется поворачивать целиком весь зонд, чтобы направить приборы на их цель во время каждого наблюдения.
Все, кто занимался проектированием «Новых горизонтов», знали, что, в отличие от первых пролетов Венеры, Марса и Юпитера, не существует планов продолжить исследование Плутона с помощью орбитальных искусственных спутников или спускаемых аппаратов. Данных, которые они соберут, должно хватить на обозримое будущее, поскольку это будут все знания о Плутоне и его спутниках, которыми будет располагать человечество.
Но к моменту постройки «Новых горизонтов» в 2000-х техника сделала большой шаг вперед, и появилась возможность поместить на аппарат более продвинутые приборы, которые были просто недоступны командам «Маринера» и «Вояджера», работавшим в ХХ в.: в распоряжении «Новых горизонтов» имелись новые сенсоры, возможность быстрее собирать данные, кроме того, чувствительность научного инструментария была гораздо выше. Все семь приборов «Новых горизонтов» были значительно более совершенными по сравнению с теми, которые использовались в предыдущих первых пролетах мимо планет. Далее мы подробно опишем, какие приборы для исследования Плутона нес космический аппарат.
Начнем с ультрафиолетового спектрометра Alice. Представим себе ту часть спектра излучения, которую может видеть человеческий глаз, то есть свет, имеющий длину волны от красного до фиолетового. А что же находится за фиолетовым? Ультрафиолетовое излучение. Волны света этой длины, которые человек видеть не может, могут дать нам сведения о составе атмосферных газов. Некоторые особенности ультрафиолетового спектрометра Alice позволяют нам ощутить, насколько технология изготовления измерительных приборов продвинулась со времен «Вояджеров». На них тоже были ультрафиолетовые спектрометры, которые имели два пикселя — элемента изображения — и, таким образом, могли наблюдать две отдельные ультрафиолетовые волны одновременно. Это означало, что создание полноценной спектральной карты было медленным, требующим больших затрат времени процессом перемещения этих двух пикселей по необходимым длинам волн для построения спектра. Затем следовало тщательное нацеливание оси направленной антенны прибора на следующий объект, и этот процесс повторялся раз за разом, чтобы получить спектральные карты поперек диска каждого объекта, мимо которого пролетал аппарат. В отличие от устаревших спектрометров «Вояджеров», у Alice имеется 32 000 пикселей, таким образом, она может воспринимать 1024 спектра волн в каждом из 32 прилегающих друг к другу участков одновременно, что значительно ускоряет процесс сбора данных в ультрафиолетовых лучах.
