Yeni üfüqlər

New Horizons kosmik aparatı üçün ilkin konseptual təsvir. Missiya Əlqoyma Fizikası Laboratoriyası (Applied Physics Laboratory – APL) və Alan Stern tərəfindən idarə olunurdu və nəticədə Plutona göndərilən ilk kosmik missiya oldu. 1992-ci ilin avqustunda JPL (Jet Propulsion Laboratory) əməkdaşı Robert Staehle, Plutonu kəşf etmiş Klayd Tomboya zəng edərək planetini "ziyarət etmək" üçün icazə istədi. Tombaugh daha sonra həmin söhbəti belə xatırlayırdı: "Mən dedim ki, buyur gəlsin, amma çox uzun və soyuq bir səfər olacaq."^[30] Bu danışıq sonradan New Horizons missiyasına gətirib çıxaran bir sıra Pluton missiyası təkliflərinin başlanğıc nöqtəsinə çevrildi. Stamatios "Tom" Krimigis — Əlqoyma Fizikası Laboratoriyasının (APL) kosmik bölməsinin rəhbəri və New Frontiers Proqramı müsabiqəsinin iştirakçılarından biri — 2000-ci ilin dekabrında Alan Stern ilə birlikdə New Horizons komandasını formalaşdırdı. Layihənin baş tədqiqatçısı (principal investigator) təyin olunan Sterni, Krimigis "Pluton missiyasının təcəssümü" kimi xarakterizə edirdi.^[31]New Horizons konsepti əsasən Sternin Pluto 350 layihəsi çərçivəsində gördüyü işlərə əsaslanırdı və Pluto Kuiper Express komandasının böyük hissəsini də əhatə edirdi.^[32]New Horizons NASA-ya rəsmi təqdim olunan beş təklifdən biri idi. 2001-ci ilin iyununda aparılacaq üç aylıq konseptual tədqiqat üçün iki finalçıdan biri seçildi. Digər finalçı POSSE (Pluto and Outer Solar System Explorer) layihəsi idi. Bu, Kolorado Universiteti (Boulder) tərəfindən hazırlanmış ayrı, lakin oxşar Pluton missiyası konsepti idi və baş tədqiqatçı Larry W. Esposito tərəfindən idarə olunurdu; layihə JPL, Lockheed Martin və Kaliforniya Universiteti tərəfindən dəstəklənirdi.^[33]APL, Goddard Kosmik Uçuş Mərkəzi və Stanford Universitetindəki Pluto Kuiper Express layihəsinin inkişaf etdiriciləri tərəfindən də dəstəklənməsinə baxmayaraq, əlavə üstünlüyə də malik idi — laboratoriya həmin il NASA üçün uğurla 433 Eros asteroidinin orbitinə daxil olan və daha sonra asteroiddə eniş edən NEAR Shoemaker kosmik aparatını hazırlamışdı^[34]2001-ci ilin noyabrında New Horizons layihəsi New Frontiers proqramı çərçivəsində rəsmi olaraq maliyyələşdirilmək üçün seçildi.^[35]Lakin Buş administrasiyası tərəfindən NASA administratoru təyin edilən Sean O'Keefe layihəni dəstəkləmirdi və 2003-cü il üzrə NASA büdcəsinə salmamaqla onu faktiki olaraq ləğv etdi. NASA-nın Elm Missiyaları Direktorluğunun assosiativ administratori Ed Weiler, Sterni New Horizons üçün lobbiçilik etməyə təşviq etdi ki, missiya ABŞ Milli Tədqiqat Şurası tərəfindən tərtib edilən və elmi ictimaiyyətin prioritetlərini əks etdirən Planetar Elmlər üzrə Dekadal Sorğuda yer alsın. Gərgin lobbiçilik kampaniyasından sonra 2003–2013-cü illər üçün Planetar Elmlər üzrə Dekadal Sorğu 2002-ci ilin yayında dərc olundu. New Horizons orta ölçülü missiyalar arasında elmi ictimaiyyətin ən yüksək prioritet hesab etdiyi layihələr siyahısında birinci yerə çıxdı — Ay və hətta Yupiter missiyalarını belə geridə qoyaraq. Weiler bildirdi ki, bu nəticə "onun administrasiyasının mübarizə aparmayacağı" bir qərardı. Hesabat dərc edildikdən sonra missiya üçün maliyyə nəhayət təsdiqləndi. Sternin komandası kosmik aparatı və onun alətlərini hazırlamağa başladı; başlanğıc 2006-cı ilin yanvarına, Plutoya çatma isə 2015-ci ilə planlaşdırılmışdı. Alice Bowman missiyanın əməliyyatlar üzrə meneceri (Mission Operations Manager — MOM) təyin edildi.^[36]

'''New Horizons''' NASA-nın New Frontiers missiya kateqoriyasına daxil olan ilk layihədir. Bu kateqoriyanadakı missiyalar Discovery proqramının missiyalarından daha böyük və daha bahalı, lakin Flagship proqramının missiyalarından daha kiçikdir. Kosmik aparatın və elmi alətlərin hazırlanması, buraxılış raketi, missiya əməliyyatları, məlumatların analizi və maarifləndirmə proqramları daxil olmaqla, missiyanın ümumi dəyəri 15 il ərzində (2001–2016) təxminən 700 milyon ABŞ dolları təşkil etmişdir.^[37]Kosmik aparat əsasən Southwest Research Institute (SwRI) və Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) tərəfindən hazırlanmışdır. Missiyanın baş tədqiqatçısı SwRI nümayəndəsi, NASA-nın keçmiş Assosiativ Administratori Alan Stern-dir. Buraxılış raketindən ayrıldıqdan sonra kosmik aparat üzərində ümumi nəzarət Merilend ştatının Howard County bölgəsində yerləşən Applied Physics Laboratory-dəki Missiya Əməliyyatları Mərkəzi (Mission Operations Center – MOC) tərəfindən həyata keçirilmişdir. Elmi alətlərin idarə olunması isə Kolorado ştatının Boulder şəhərindəki Clyde Tombaugh Elmi Əməliyyatlar Mərkəzində (T-SOC) həyata keçirilir.^[38]Naviqasiya müxtəlif podratçı təşkilatlarda aparılır, lakin naviqasiya mövqeləri və müvafiq səmavi istinad çərçivələri ABŞ Dəniz Rəsədxanasının Flagstaff Stansiyası tərəfindən NASA və JPL vasitəsilə təmin olunur. New Horizons naviqasiya komandasında əsas məsul qurum KinetX şirkətidir və kosmik aparat Günəş sisteminin kənarlarına doğru hərəkət edərkən trayektoriya düzəlişlərinin planlaşdırılmasına cavabdehdir. Qeyd etmək lazımdır ki, Pluto-nun peyki Xarona aid kəşf fotoqrafik lövhələri də məhz Dəniz Rəsədxanasının Flagstaff Stansiyasında çəkilmişdir. Rəsədxananın özü isə Pluto-nun kəşf edildiyi Lowell Rəsədxanasına yaxın yerləşir.'''New Horizons''' başlanğıcda Günəş sistemində tədqiq edilməmiş yeganə planetə — Pluto-ya səyahət kimi planlaşdırılmışdı. Kosmik aparat buraxıldığı dövrdə Pluto hələ də planet kimi təsnif edilirdi; sonradan Beynəlxalq Astronomiya İttifaqı (IAU) tərəfindən cırtdan planet kimi yenidən təsnif olundu. Missiya komandasının bəzi üzvləri, o cümlədən Alan Stern, IAU-nun bu qərarı ilə razılaşmır və Pluto-nu hələ də doqquzuncu planet adlandırırlar.^[39]Pluto-nun peykləri olan Niks və Hidra kosmik aparata simvolik bağlılığa da malikdir: onların adlarının ilk hərfləri (N və H) ''New Horizons'' adının baş hərflərini təşkil edir. Kəşf edən astronomlar bu adları həm bu səbəbdən, həm də Niks və Hidranın mifologiyada Pluto ilə əlaqəsinə görə seçmişdilər.^[40]

Elmi avadanlıqlara əlavə olaraq, kosmik aparatla birlikdə doqquz mədəni artefakt da səyahət edir.^[41]Bunlara 434.738 adın qeyd olunduğu kompakt-disk,^[42][43]New Horizons layihə heyətinin şəkillərinin yer aldığı başqa bir kompakt-disk, Scaled Composites şirkətinin SpaceShipOne aparatından götürülmüş bir hissə,^[44] ABŞ Poçt Xidmətinin "Not Yet Explored" ("Hələ araşdırılmayıb") markası,^[45][46]həmçinin iki ədəd ABŞ bayrağı daxildir.^[47][41]Təxminən 30 qram (1 unsiya) Clyde Tombaugh-un külü də kosmik aparatdadır — bu, onun 1930-cu ildə Pluto-nu kəşf etməsinin xatirəsinə hörmət olaraq aparılmışdır.^[48][49]Aparata əlavə edilmiş Florida ştatına aid 25 sentlik sikkə rəsmi olaraq balans tənzimləyicisi kimi istifadə olunur və dizaynı insanın kosmos araşdırmasına həsr edilmişdir.^[50] Həmçinin, cihazın istehsalçılarını şərəfləndirmək üçün Merilend ştatının 25 sentlik sikkəsi də əlavə edilmişdir.^[41]Kosmik aparatdakı elmi paketlərdən biri — toz detektoru — Pluto adını uşaqkən təklif etmiş Venetia Burney-in şərəfinə adlandırılmışdır.

Missiyanın əsas məqsədi Pluton sistemi, Kuiper kəməri və Günəş sisteminin ilkin dövrdəki təkamülünü anlamaqdır.^[51] Kosmik aparat Plutonun və onun peyklərinin atmosferi, səthi, daxili quruluşu və mühitləri haqqında məlumat toplayıb. O, həmçinin Kuiper kəmərindəki digər cisimləri də öyrənəcək.^[52]NASA-nın qeyd etdiyi kimi: "Müqayisə üçün, New Horizons Plutonda Mariner aparatının Qırmızı Planet (Mars) üçün topladığından 5 000 dəfə çox məlumat toplayıb."^[53]Missiyanın cavablandırmaq istədiyi əsas suallardan bəziləri bunlardır: Plutonun atmosferi nədən ibarətdir və necə davranır? Səthi necədir? Orada böyük geoloji strukturlar varmı? Günəş küləyi Plutonun atmosferi ilə necə qarşılıqlı təsir göstərir?^[54]

Missiyanın konkret elmi hədəfləri bunlardır:^[55]

• Pluton və Xaronun səthi tərkiblərini xəritələndirmək

• Pluton və Xaronun geologiyasını və morfologiyasını xarakterizə etmək
• Plutonun neytral atmosferini və onun qaçma (kütlə itkisi) sürətini ölçmək

• Xaron ətrafında atmosfer axtarışı aparmaq
• Pluton və Xaron üzərində səth temperaturunu xəritələndirmək
• Pluton ətrafında halqalar və əlavə peyklər axtarmaq
• Kuiper kəmərinin bir və ya bir neçə obyektində eyni tip araşdırmalar aparmaq

New Horizons aparatı ölçü və forma baxımından böyük bir royal pianoya bənzədilir. Konstruktorlar aparatı hazırlayarkən daha əvvəl Günəş sisteminin uzaq hissələrinə göndərilmiş Ulysses peykindən ilham alıblar. Aparatın bir çox komponentləri əvvəlki APL missiyalarından – CONTOUR və TIMED – götürülmüş etibarlı texnoloji irsə əsaslanır. Aparatın gövdəsi təxminən üçbucaq formadadır və 0.76 metr qalınlığındadır. Mərkəzdən keçən 7075 alüminium ərintili boru əsas dayaq sütunudur: bir ucunda raketə bağlanan adapter, digər ucunda isə 2.1 metrlik radio antenası yerləşir. Titanium yanacaq çəni də bu sütunun içindədir. RTG enerji generatoru aparata xüsusi dördtərəfli titan dayaq ilə birləşdirilib. Titan həm yüksək möhkəmlik verir, həm də istilik izolyasiyasını yaxşı təmin edir. Gövdənin qalan hissəsi nazik alüminium lövhələrdən və arı pətəyi şəkilli alüminium nüvədən ibarət "sandviç panel" quruluşudur. Aparatın içində əlavə boşluqlar var — bu həm kütlə balansını tənzimləmək, həm də RTG-nin yaratdığı radiasiyadan elektronikanı qorumaq üçündür. İç səthlərin qara rəngə boyanması istiliklərin bərabər paylanmasına kömək edir. Bütün aparat qalın izolyasiya örtükləri ilə bərk örtülüb.

• Günəşə yaxın uçuş zamanı aparatın həddindən artıq qızmaması üçün elektronika minimal işləyir, artıq enerji radiatorlara yönləndirilir, xüsusi "pəncərə tipli" lövərlər açılır.

• Günəş sisteminin soyuq, uzaq hissələrində isə lövərlər bağlanır və elektrik qızdırıcılar işə salınır ki, aparat donmasın.

New Horizons həm fırlanma ilə stabilləşən (spin-stabilized), həm də üçoxlu stabilləşən (3-axis stabilized) rejimdə işləyə bilir. Hər iki vəziyyətdə idarəetmə tamamilə hidrazin yanacağı ilə çalışan sistem vasitəsilə həyata keçirilir. Aparatın əlavə trayektoriya düzəlişləri üçün 290 m/s-dən çox delta-v təmin edən 77 kq-lıq daxili yanacaq çəni var. Yanacağın sistem üzrə ötürülməsi üçün helium təzyiq qazı kimi istifadə olunur.

• Yupiter mənzilli uçuş zamanı aparatın orbit kütləsi: 470 kq
• Birbaşa Plutona alternativ uçuş olsaydı: 445 kq (amma bu halda Kuiper kəməri üçün daha az yanacaq qalacaqdı)

Aparatda ümumilikdə 16 itələyici var:

• 4 ədəd – 4.4 N gücündə (əsasən trayektoriya düzəlişləri üçün)
• 12 ədəd – 0.9 N gücündə (əsasən aparatın oriyentasiyası və fırlanma/spin idarəsi üçün)

Bu kiçik itələyicilər daha əvvəl Cassini və Voyager aparatlarında da istifadə edilib.

Aparatın kosmosda hansı istiqamətdə olduğunu müəyyən etmək üçün bir neçə cihazdan istifadə olunur: 2 ulduz kamerası (star tracker). Aparatın fırlanan və ya 3-oxlu stabil rejimində olmasından asılı olmayaraq dəqiq mövqe məlumatı verir. Aparatın ön səthində yerləşir. İnerisial ölçmə blokları (IMU) – ikili ehtiyatlı. Hər birində: 3 bərk cisim giroskopu, 3 akselerometr var. Bu cihazlar ulduz kamerası ölçmələri arasındakı vaxtda oriyentasiyanı qoruyur. 2 Adcole Günəş sensoru. Biri Günəşin bucağını ölçür. Digəri aparatın fırlanma sürətini və dönmə fazasını müəyyən edir.

New Horizons kosmik aparatı enerji ehtiyacını radioizotop termoelektrik generatoru (RTG) vasitəsilə təmin edir. Aparatın gövdəsinin bir küncündən çıxıntı şəklində yerləşdirilən silindrik RTG, uçuş zamanı 245,7 vat güc istehsal edirdi. Güc ildə təxminən 3,5 vat azalmaqla 2015-ci ildə Pluton sisteminə yaxınlaşdığı vaxt 202 vat-a düşəcəyi proqnozlaşdırılmışdı. 2030-cu illərdə isə enerji azalması səbəbilə ötürücüləri işlətmək mümkün olmayacaq. 2019-cu ilin yanvarına olan məlumata görə RTG-nin gücü təxminən 190 vat idi. Aparatda akkumulyator yoxdur, çünki RTG sabit və proqnozlaşdırıla bilən enerji verir. Qısa müddətli enerji sıçrayışları kondensator blokları və sürətli avtomat açarları ilə qarşılanır.

• New Horizons-da istifadə edilən RTG, Cassini missiyasından qalmış ehtiyat model olan GPHS-RTG-dir.

• Generatorun içində 9,75 kq plutonium-238 oksid kapsulu yerləşir.
• Hər radioaktiv "pelet" əvvəlcə iridiumla örtülür, daha sonra qrafit örtük içində yerləşdirilir.
• RTG ABŞ Enerji Nazirliyi tərəfindən Idaho Milli Laboratoriyasında hazırlanıb.

İlkin layihə 10,9 kq plutonium nəzərdə tutsa da, ABŞ Enerji Nazirliyindəki təhlükəsizliklə bağlı gecikmələr səbəbilə daha az plutonium istehsal olunmuş və nəticədə RTG dizayn gücü tam əldə edilməmişdir. Buna görə, missiya səhnələri və müşahidə ardıcıllığı optimallaşdırılmış, lakin bütün cihazların eyni anda işlədilməsi mümkün deyil.

New Horizons-un RTG-sindəki plutonium miqdarı Cassini–Huygens aparatındakı miqdarın təxminən üçdə biri qədərdir. Cassini-nin 1997-ci ildə buraxılışı zamanı böyük miqdarda plutonium səbəbilə bir çox təşkilatlar etiraz etmişdi.

ABŞ Enerji Nazirliyinin hesablamalarına görə:

• Peykin qəzaya uğrayıb radioaktiv material yayması ehtimalı: 1/350
• Ən pis ssenaridə plutonium tamamilə atmosferə yayılsa, təxminən 105 km radiusda, Şimali Amerikada insanların bir ildə aldığı fon radiasiyasının 80%-i qədər şüalanma səviyyəsi yarada bilərdi.

New Horizons aparatının enerji mənbəyi, gövdənin bir küncündən çıxıntı şəklində yerləşən silindrik radioizotop termoelektrik generatorudur (RTG). Uçuş zamanı RTG 245,7 Vt güc təmin edirdi.^[56] Güc ildə təxminən 3,5 Vt azalaraq 2015-ci ildə Pluton sisteminə yaxınlaşdığı vaxt 202 Vt səviyyəsinə düşəcəyi proqnozlaşdırılmışdı. 2030-cu illərdə isə enerji azalması aparatın ötürücülərini işlətmək üçün kifayət etməyəcək. 2019-cu ilin yanvarına olan məlumata görə RTG-nin gücü təxminən 190 Vt idi. Aparatda akkumulyator yoxdur, çünki RTG stabil enerji verir. Qısa müddətli enerji dəyişmələri kondensator blokları və sürətli avtomatik açarlar vasitəsilə idarə olunur.^[57] RTG-nin quruluşu və mənşəyi — New Horizons-da istifadə edilən GPHS-RTG modeli, əslində Cassini missiyası üçün hazırlanmış, lakin ehtiyatda qalmış generator idi. RTG-nin içində 9,75 kq plutonium-238 oksid kapsulları yerləşir. Hər bir radioaktiv kapsul əvvəlcə iridiumla örtülür, sonra qrafit qabıq daxilinə yerləşdirilir.^[58] RTG ABŞ Enerji Nazirliyinin Idaho Milli Laboratoriyasındakı kompleksdə hazırlanmışdır. İlkin layihə 10,9 kq plutonium nəzərdə tutsa da, təchizatdakı gecikmələr və təhlükəsizliklə bağlı məhdudiyyətlər səbəbilə daha az plutonium əldə edilib. Buna görə generatorun gücü planlaşdırılandan bir qədər aşağı olub və missiyanın müşahidə planında dəyişikliklər edilməli olub.^[59]Buna baxmayaraq, bütün cihazları eyni anda işlətmək hələ də mümkün deyil. Təhlükəsizlik və risklər: — New Horizons-un RTG-sindəki plutonium miqdarı Cassini–Huygens aparatı ilə müqayisədə təxminən üç dəfə azdır. Cassini-nin 1997-ci ildə buraxılışı zamanı yüksək plutonium miqdarı səbəbilə etirazlar olmuşdu.^[60]

ABŞ Enerji Nazirliyinin hesablamalarına görə: RTG-nin qəzada radioaktiv material yayması ehtimalı: 1/350. Ən pis ssenaridə plutonium tamamilə atmosferə qarışsaydı, təxminən 105 km radiusda, Şimali Amerikada insanların bir ildə aldığı fon radiasiyasının 80%-i qədər doza səviyyəsi yarana bilərdi.^[61]

New Horizons aparatı həm fırlanma sabitləşdirməsi (cruise rejimi), həm də üçoxlu sabitləşdirmə (elm müşahidələri zamanı) rejimlərində işləyə bilir. Hər iki rejim tamamilə hidrazin təkkomponentli yanacağı ilə idarə olunur. Buraxılışdan sonra əlavə trayektoriya dəyişiklikləri üçün aparatın daxilindəki 77 kq-lıq yanacaq çəni sayəsində 290 m/s-dən artıq delta-v mümkündür. Sistem heliumla təzyiqləndirilir və elastomer diafraqma yanacağın çıxarılmasına kömək edir. Jupiter yaxın uçuş trayektoriyasında aparatın (yanacaqla birlikdə) kütləsi 470 kq-dan çoxdur. Əgər birbaşa Plutona uçuş ehtiyat variantı seçilsəydi, bu kütlə 445 kq olacaqdı, lakin bu halda Kuiper kəməri üçün sonrakı manevrlərə daha az yanacaq qalardı. İtkivericilər və orientasiya sistemi- Aparatda ümumilikdə 16 iticiverici var: 4 ədəd 4,4 N-luq mühərrik — əsasən trayektoriya düzəlişləri üçün, 12 ədəd 0,9 N-luq mühərrik — əsasən orientasiya və fırlanma rejimlərinin idarəsi üçün — Bu kiçik mühərriklər əvvəl Cassini və Voyager missiyalarında da istifadə olunmuşdur. Aparatın kosmosdakı istiqamətini müəyyən etmək üçün: Ulduz kameraları (2 ədəd) — Aparatın ön panelinə quraşdırılıb və həm fırlanma, həm də üçoxlu sabitləşdirmə rejimlərində dəqiq orientasiya məlumatı verir. kiqat ehtiyatlı inertial ölçü blokları (IMU) — Hər blokda: 3 bərk cisim jiroskopu, 3 akselerometr var. Star kameraları arasında olan vaxt boşluqlarında orientasiya IMU tərəfindən təmin edilir. Günəş sensorları (2 ədəd, Adcole). Biri Günəşə olan bucağı ölçür. Digəri aparatın fırlanma sürətini və fazasını (clocking) təyin edir.

New Horizons aparatının RTG-si Üçbucağın bir təpə nöqtəsindən üçbucağın düzləşən səthinə doğru silindrik radioizotop termoelektrik generatoru (RTG) uzanır. RTG buraxılış zamanı 245.7 Vt güc təmin edirdi və hər il təxminən 3.5 Vt azalacağı, 2015-ci ildə Pluton sisteminə yaxınlaşması zamanı 202 Vt-a düşəcəyi və 2030-cu illərdə ötürücüləri işlətmək üçün kifayət etməyəcək dərəcədə azalacağı proqnozlaşdırılmışdı.^[62] RTG-nin çıxışı proqnozlaşdırıla bildiyi üçün aparatın üzərində batareyalar yoxdur və yük dəyişkənlikləri kondensator bankı və sürətli avtomat açarları ilə idarə olunur. 2019-cu ilin yanvar ayına olan məlumata görə RTG-nin gücü təxminən 190 Vt idi.^[63]RTG, "GPHS-RTG" modeli, əvvəlcə Cassini missiyası üçün ehtiyat kimi hazırlanmışdı. RTG-nin tərkibində 9.75 kq (21.5 lb) plutonium-238 oksid qranulları var.^[64] Hər bir qranul iridiumla örtülüb və sonra qrafit qabıqla əhatə olunub. RTG ABŞ Enerji Nazirliyi tərəfindən Materials and Fuels Complex-də — Aydaho Milli Laboratoriyasının bir hissəsində hazırlanmışdı.^[65] RTG-nin ilkin dizaynı 10.9 kq (24 lb) plutonium nəzərdə tuturdu, lakin ABŞ Enerji Nazirliyindəki gecikmələr — o cümlədən təhlükəsizlik fəaliyyəti səbəbindən plutonium istehsalının ləngiməsi nəticəsində — layihədə nəzərdə tutulandan daha zəif gücə malik blok istehsal edildi.^[66]Missiya parametrləri və müşahidə ardıcıllığı azaldılmış enerji gücünə uyğunlaşdırılmalı oldu; buna baxmayaraq, bütün alətləri eyni anda işlətmək mümkün deyil. Təhlükəsizliklə bağlı narahatlıqlara görə 2002-ci ildə Enerji Nazirliyi kosmik batareya proqramını Ohayodan Arqonna köçürdü.^[67]RTG-dəki radioaktiv plutoniumun miqdarı Cassini–Huygens aparatının 1997-ci ildə buraxılışı zamanı daşıdığı miqdarın təxminən üçdə biri qədərdir. Cassini buraxılışı, qəza nəticəsində belə böyük miqdarda plutoniumun atmosferə yayılması riskinə görə, bir neçə təşkilat tərəfindən etirazla qarşılanmışdı. ABŞ Enerji Nazirliyi atmosferə radiasiya buraxacaq buraxılış qəzasının ehtimalını 350-də 1 olaraq qiymətləndirmiş və aparatın üzərində RTG olduğu üçün buraxılışı xüsusi nəzarətdə saxlamışdı. Hesablanmışdı ki, ən pis ssenari baş versə və RTG-dəki plutonium tamamilə səpələnsə, Şimali Amerikada təbii fon radiasiyasının orta illik dozunun 80%-inə bərabər radiasiya yükü 105 km (65 mil) radiuslu bir əraziyə yayılardı.

Kosmik aparat iki kompüter sistemini daşıyır: Komanda və məlumatların emalı sistemi və naviqasiya və idarəetmə prosessoru. Hər iki sistem ehtiyat üçün ikiqat yerləşdirilib, ümumilikdə dörd kompüterdən ibarətdir. Uçuş kompüterləri üçün istifadə olunan prosessor Mongoose-V-dir — 12 MHz tezlikli, radiasiyaya davamlılaşdırılmış MIPS R3000 CPU versiyasıdır.^[68] Nasazlıqların və dayanma hallarının qarşısını almaq üçün birdən çox ehtiyatlı saat və zamanlama rutinləri həm aparat, həm də proqram səviyyəsində tətbiq olunub. İsti və kütləni azaltmaq üçün aparat və alət elektronikası birlikdə IEM (inteqrasiya olunmuş elektronika modulları) daxilində yerləşdirilib. İki ehtiyatlı IEM mövcuddur. Alət və radio elektronikası kimi digər funksiyaları da daxil olmaqla, hər bir IEM-də 9 lövhə var. Zondun proqram təminatı Nucleus RTOS əməliyyat sistemi üzərində çalışır. Aparatı təhlükəsiz rejimə ("safe mode") keçirən iki "safing" hadisəsi baş vermişdir:

• 19 mart 2007-ci ildə Komanda və Məlumatların Emalı kompüteri düzəldilə bilməyən yaddaş xətası ilə qarşılaşdı və özünü yenidən işə saldı, bu isə aparatı təhlükəsiz rejimə keçirdi. Aparat iki gün ərzində tam bərpa olundu, Yupiterin maqnit quyruğu barədə bir qədər məlumat itkisi baş verdi. Sonrakı missiyaya hər hansı təsir gözlənilmirdi.
• 4 iyul 2015-ci ildə Plutona yaxınlaşma zamanı aparata həddindən artıq elmi əməliyyat tapşırılması səbəbindən CPU safing hadisəsi baş verdi. Xoşbəxtlikdən aparat iki gün ərzində ciddi təsir olmadan bərpa olundu. Buna görə NASA alimləri gələcəkdə Plutona yaxınlaşma zamanı baş verə biləcək oxşar hadisələrin qarşısını almaq üçün aparata verilən elmi əməliyyatların sayını azaltdılar.

New Horizons-un antenası, üzərində bəzi sınaq avadanlıqları ilə kosmik aparatla əlaqə X bandı vasitəsilə həyata keçirilir. Aparat Yupiterdə 38 kbit/s sürətində rabitə imkanına malik idi; Pluton məsafəsində isə hər verici üçün təxminən 1 kbit/s sürət gözlənilirdi. Məlumat ötürmə sürətinin aşağı olması ilə yanaşı, Plutonun məsafəsi həmçinin təxminən 4,5 saatlıq gecikmə (tək tərəfli) yaradır. Kosmik aparat Yupiterdən sonra komanda ötürülməsi üçün NASA Deep Space Network-un (DSN) 70 metrlik (230 ft) antenalarından istifadə edir. Aparat ikili modullu ehtiyatlı vericilər və qəbuledicilərdən, həmçinin sağ və ya sol əl dairəvi qütbləşmədən istifadə edir. Aşağı ötürmə siqnalı, qabın altında yerləşdirilmiş ikili ehtiyatlı 12-vat gücündə traveling-wave tube amplifier (TWTA) gücləndiriciləri tərəfindən artırılır. Qəbuledicilər aşağı güclə işləyən dizayndadır. Sistem, hər iki TWTA-nın eyni vaxtda işləməsinə və DSN-ə ikiqat qütbləşmiş siqnal ötürməsinə imkan verir ki, bu da ötürmə sürətini demək olar ki, iki dəfə artırır. Missiyanın əvvəlində bu ikiqat qütbləşmə birləşməsi üsulu ilə DSN testləri uğurlu oldu və aparatın enerji büdcəsi icazə verdikdə bu imkan operativ elan edildi. Yüksək qazanclı antenaya əlavə olaraq, iki ehtiyat aşağı qazanclı antena və bir orta qazanclı qab mövcuddur. Yüksək qazanclı qab Cassegrain reflektor quruluşuna malikdir, kompozit materialdan hazırlanıb, 2,1 metr (7 ft) diametrindədir və 42 dBi-dən çox qazancla, təxminən 1° yarım-güc şüa eninə sahibdir. Birincili fokuslu orta qazanclı antena isə 0,3 metr (1 ft) aperturaya və 10° yarım-güc şüa eninə malikdir və yüksək qazanclı antenanın ikincili reflektorunun ön tərəfinə quraşdırılıb. Ön aşağı qazanclı antena orta qazanclı antenanın qidalandırıcısının üstündə yerləşdirilib. Arxa aşağı qazanclı antena isə aparatın arxa tərəfindəki buraxılış adapterinin daxilində quraşdırılmışdır. Bu antenadan yalnız Yerə yaxın erkən missiya mərhələlərində, buraxılışdan dərhal sonra və aparatın mövqeyinə nəzarət itirilərsə fövqəladə hallarda istifadə olunurdu. New Horizons hər bir qarşılaşmada elmi alət məlumatlarını öz bərk yaddaş buferinə yazır, daha sonra onları Yerə ötürürdü. Məlumatın saxlanması hər biri 8 GB tutuma malik iki aşağı güclü bərk yaddaş yazıcısında (biri əsas, biri ehtiyat) həyata keçirilir. Pluton və Kuiper kəməri məsafələrinin çox uzaq olması səbəbindən bu qarşılaşmalarda yalnız bir bufer yükü saxlanıla bilərdi. Bunun səbəbi New Horizons-un Plutondan uzaqlaşdıqdan sonra həmin buferdəki məlumatları Yerə ötürməsi üçün təxminən 16 ay tələb olunmasıdır. Pluton məsafəsində kosmik zondun radio siqnallarının Yerə çatması üçün 4 saat 25 dəqiqə vaxt lazım idi və siqnallar 4,7 milyard km məsafəni qət edirdi. Məlumatın toplanması və ötürülməsi arasındakı gecikmənin səbəblərindən biri də odur ki, New Horizons-un bütün alətləri aparatın gövdəsinə sabitlənmişdir. Kameraların məlumat toplaması üçün aparat tam şəkildə dönməli olur və bu zaman yüksək qazanclı antenanın bir dərəcə enində olan şüası Yerə yönəlmiş olmur. Voyager proqramındakı aparatlarda demək olar ki, istənilən bucaqdan ölçmə etməyə imkan verən və bununla yanaşı Yer ilə radio əlaqəsini itmədən saxlayan fırlanan alət platforması ("scan platform") vardı. New Horizons isə çəkini azaltmaq, cədvəli qısaltmaq və 15 illik nəzərdə tutulan ömür dövründə etibarlılığı artırmaq üçün mexaniki olaraq sadələşdirilmişdir.

New Horizons yeddi alət daşıyır: üç optik alət, iki plazma aləti, bir toz sensoru və bir radio elmi qəbuledicisi/radiometr. Bu alətlər Pluton və onun peyklərinin qlobal geologiyasını, səth tərkibini, səth temperaturunu, atmosfer təzyiqini, atmosfer temperaturunu və atmosferdən qaçış sürətini araşdırmaq üçün istifadə olunacaq. Alətlərin nominal gücü 21 vatdır, lakin bütün alətlər eyni anda işləmirlər.^[69]Bundan əlavə, New Horizons aparatında Ultrastabil Osilator alt sistemi də mövcuddur. Bu alt sistem kosmik aparatın ömrünün sonlarına yaxın Pioner anomaliyəsini öyrənmək və sınaqdan keçirmək üçün istifadə oluna bilər.^[70]

Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) görünən dalğa uzunluqlarında yüksək ayırdetmə və həssaslıq üçün hazırlanmış uzun fokuslu təsvirqurğusudur. Alət 1024×1024 piksel, piksel başına 12 bit olan monoxrom CCD təsvirqurğusu ilə təchiz olunub və 5 mikroradian (~1 arcsec) ayırdetməyə malikdir. CCD aparatın Günəşə əks tərəfındə yerləşən passiv radiator vasitəsilə çox aşağı temperaturlara qədər soyudulur. Bu temperatur fərqi aparatın qalan konstruksiyasından izolyasiya və izolyasiya materialları tələb edir.^[71] 208.3 mm (8.20 in) aperturlu Ritchey–Chrétien güzgüləri və ölçüverən konstruksiya sərtliyi artırmaq, çəkini azaltmaq və aşağı temperaturlarda deformasiyanın qarşısını almaq üçün silisium karbid materialından hazırlanıb. Optik elementlər kompozit işıq qoruyucusunun içində yerləşdirilib və termal izolyasiya üçün titan və fiberglas dayaqlarla bərkidilib.^[72] LORRI alətinin ümumi kütləsi 8.6 kq (19 lb) təşkil edir; bunun 5.6 kq (12 lb)-ı optik boru yığımıdır (OTA). Bu, həmin dövrdə uçurulmuş ən böyük silisium-karbid teleskoplarından biri idi (sonradan Herschel tərəfindən keçilmişdir).^[73] İctimaiyyət üçün veb-saytlarda göstərilən LORRI şəkilləri, piksel başına 12 bit olan xam fayllardan 8 bit/piksel JPEG formatına çevrilir. Bu ictimai şəkillər xam LORRI təsvirlərində mövcud olan tam parlaqlıq dinamik diapazonunu ehtiva etmir.

Solar Wind Around Pluto (SWAP) — toroidal elektrostatik analizator və ləngidici potensial analizatorundan (RPA) ibarət olan cihazdır. O, New Horizons aparatının Plazma və yüksək enerjili hissəcik spektrometri (PAM) paketinin iki alətindən biridir. Digər alət isə PEPSSI-dir. SWAP 6,5 keV-ə qədər enerji daşıyan hissəcikləri ölçür və Plutonun məsafəsində Günəş küləyinin çox seyrək olması səbəbilə, cihaz indiyə qədər kosmosa göndərilmiş bu tip alətlər arasında ən böyük apertura malik olacaq şəkildə hazırlanmışdır.^[74]

Pluton enerjili hissəciklər spektrometrinin elmi-tədqiqatı (PEPSSI) — vaxt-of-flight üsulu ilə işləyən ion və elektron sensorudur. Bu cihaz New Horizons aparatının plazma və yüksək enerjili hissəcik spektrometri paketi (PAM) tərkibinə daxil olan iki alətdən biridir. Digər alət isə SWAP-dır. SWAP cihazı 6,5 keV-ə qədər hissəcikləri ölçdüyü halda, PEPSSI 1 MeV-ə qədər hissəcikləri qeydə ala bilir. PEPSSI sensoru Pluton ətrafında yüklü hissəciklərin kütləsini, enerjisini və paylanmasını ölçmək üçün hazırlanmışdır. Bundan əlavə, sensor protonları, elektronları və digər ağır ionları bir-birindən ayırd edə bilir.^[75]

Alice ultrabənövşəyi diapazonda görüntüləmə spektrometridir və New Horizons aparatının Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI) adlı uzaq məsafədən müşahidə paketini təşkil edən iki fotometrik alətdən biridir. Digər alət isə Ralph teleskopudur. Alice 1.024 dalğa uzunluğu zolağını — 50–180 nm aralığındakı uzaq və ekstremal ultrabənövşəyi diapazonda — 32 baxış sahəsi üzrə ayırd edə bilir. Onun əsas məqsədi Plutonun atmosferinin tərkibini müəyyənləşdirməkdir. Bu alət ESA-nın Rosetta kosmik aparatındakı Alice alətinin modifikasiyasıdır. Alətin kütləsi 4,4 kq, enerji sərfiyyatı isə 4,4 vatt təşkil edir. Onun başlıca funksiyası Pluton atmosferindəki müxtəlif element və izotopların nisbi konsentrasiyalarını müəyyənləşdirməkdir. Baş tədqiqatçı: Alan Stern, Southwest Research Institute. 2018-ci ilin avqustunda NASA New Horizons aparatındakı Alice alətindən əldə olunan nəticələrə əsaslanaraq Günəş sisteminin xarici sərhədlərində — 1992-ci ildə Voyager-1 və Voyager-2 tərəfindən ilk dəfə aşkar edilmiş — "hidrogen divarı" adlı strukturu təsdiqlədi.^[76]

Ralph teleskopu — aperturası 75 mm olan optik sistem — New Horizons aparatının Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI) adlı müşahidə kompleksini təşkil edən iki fotometrik alətdən biridir.^[77] Digər alət Alice spektrometridir. Ralph iki ayrı kanaldan ibarətdir:

• MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera) — genişzolaqlı və rəng kanalları olan görünən işıq CCD kamera;
• LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) — yaxın infraqırmızı diapazonda işləyən görüntüləyici spektrometr.

LEISA aləti Earth Observing-1 peykindəki oxşar cihaz əsasında hazırlanmışdır. Ralph alətinin adı isə The Honeymooners komediya serialındakı Alice obrazının həyat yoldaşı "Ralph"ın adından götürülmüşdür və cihazın dizaynı da Alice alətini əsas götürür.

2017-ci il iyunun 23-də NASA LEISA alətinin adını dəyişdirdiyini açıqladı.

Həmin gündən cihaz "Lisa Hardaway Infrared Mapping Spectrometer" adlanır — bu ad, 2017-ci ilin yanvarında 50 yaşında dünyasını dəyişmiş Ball Aerospace şirkətinin Ralph proqramının rəhbəri Lisa Hardawayın xatirəsinə verilib.

Kolorado Universiteti Boulder kampusunun tələbələri tərəfindən hazırlanmış tozölçən cihazdır və dövri olaraq kosmik tozun ölçülməsi üçün işləyir.^[78][79] Cihaz kosmik aparatın antisolar səthində (aparatın hərəkət istiqamətinə baxan tərəfdə) yerləşdirilmiş təxminən 460 × 300 mm ölçülü detektor panelindən və aparatın daxilində yerləşən elektronika blokundan ibarətdir. Detektorda polyvinylidene difluoride (PVDF) materialından hazırlanmış 14 panel (12-si elmi, 2-si istinad paneli) vardır; bu panellər toz hissəcikləri ilə toqquşma zamanı gərginlik yaradır. Cihazın effektiv toplayıcı sahəsi 0.125 m² təşkil edir. Uranın orbitindən kənarda heç bir tozölçən işləmədiyi üçün, xüsusilə Kuiper kəmərindəki toz haqqında mövcud modellər çox qeyri-müəyyəndir. VBSDC daim açıq saxlanılır və New Horizons aparatına quraşdırılmış PVDF panellərinə çarpan nanoqram və pikoqram miqyaslı planetlərarası və ulduzlararası toz hissəciklərinin kütləsini ölçür. Bu ölçmələrin Günəş Sisteminin toz spektrinin anlaşılmasına böyük töhfə verəcəyi gözlənilir. Sonradan bu spektrlər digər ulduz sistemlərindən əldə olunan müşahidələrlə müqayisə edilə bilər ki, bu da kainatda Yerəoxşar planetlərin tapıla biləcəyi yerlər barədə yeni məlumatlar verəcək. Tozölçən cihazının adı Pluton adını 11 yaşında ikən təklif edən Venetia Burneyin şərəfinə verilmişdir. VBSDC haqqında çəkilmiş 13 dəqiqəlik qısametrajlı film 2006-cı ildə tələbə kateqoriyasında Emmy mükafatı qazanmışdır.^[80]