To brzmi jak science fiction, a jednak to rzeczywistość: misja New Horizons zbadała system Plutona w tym roku – i na tym nie koniec! Przez najbliższy rok sonda New Horizons będzie praktycznie codziennie wysyłała na Ziemię dane zebrane podczas przelotu w pobliżu Plutona i jego księżyców. Będziemy także przygotowywać się do kolejnego przelotu w pobliżu średnich rozmiarów obiektu Pasa Kuipera (KBO) o nazwie 2014 MU69.
Gdy w 2003 roku badanie Plutona zostało przesunięte na czoło kolejki w budżecie NASA w ramach dziesięcioletniego przeglądu Narodowej Akademii Nauk wiadomo było, że misja musi obejmować znacznie więcej niż tylko przelot w pobliżu Plutona i powinna obejmować co najmniej jeden przelot w pobliżu KBO o średnicy 30-50 km. Istotnie nawet osoby tworzące przegląd dziesięcioletni wyraźnie zaznaczyły tą kwestię wstępnie nazywając misję „Kuiper Belt Pluto Flyby”. Menedżerowie NASA tak samo kładli nacisk na ten element wymagając od zespołu misji stworzenie sondy zdolnej do wykonywania zadań w odległości co najmniej 55 jednostek astronomicznych (8,25 mld km) od Słońca – i do zapewnienia zapasów paliwa niezbędnych do przelotu w pobliżu co najmniej jednego obiektu KBO daleko za Plutonem.
Motywy chęci badania małych obiektów Pasa Kuipera są bezpośrednie. Te ciała są niezwykle cenne dla zrozumienia akrecji odległych małych planet takich jak Pluton, Eris, Makemake, Haumea, Sedna i im podobne. Dlaczego? Ponieważ KBO tego rozmiaru uważane są za budulec większch ciał niebieskich. A z uwagi na fakt, że KBO średnich rozmiarów mają 1000 razy większą masę niż chociażby kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (którą aktualnie bada sonda Rosetta) i 1000-10 000 razy mniejszą masę niż Pluton, ich zbadanie pozwoli połączyć luki w rozumieniu akrecji do której dochodziło 4,5 mld lat temu.
Nasz obiekt docelowy 2014 MU69 (początkowo nazwany „PT1” od „Potential Target 1”) został odkryty w 2014 roku za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (HST) w ramach programu obserwacyjnego, którego celem było znalezienie nowego celu dla misji New Horizons. W rzeczywistości HST znalazł kilka potencjalnych celów, jednak PT1 został wybrany z kilku powodów. Przede wszystkim najłatwiej do niego dolecieć – sonda New Horizons będzie potrzebowała mniej paliwa i krótszego czasu, aby do niego dolecieć. Jednak 2014 MU69 jest także idealny pod względem naukowym. Jego średnica to ok. 45 km i należy on do „zimnej, klasycznej” populacji obiektów, które powstały w Pasie Kuipera bezpośrednio z pierwotnej mgławicy.
Po sierpniowym zatwierdzeniu przez NASA przelotu w pobliżu 2014 MU69 rozpoczęło się planowanie serii korekt trajektorii sondy mających na celu skierowanie sondy w stronę 2014 MU69. Silniki zostaną uruchomione między 22 października a 4 listopada. W ich wyniku rozpocznie się trwający lot trwający 1150 dni, w ciągu których sonda przemierzy około 1,6 mld km. Przejście sondy w pobliżu KBO zaplanowane zostało na 1 stycznia 2019 roku w odległości 44,2 jednostek astronomicznych od Słońca. W momencie przelotu sonda będzie poruszała się z prędkością 14,4 km/s.
Przelot zależy od zatwierdzenia i ufundowania przez NASA 4-letniego przedłużenia misji New Horizons – decyzja w tym zakresie planowana jest na koniec lata 2016 roku (kiedy to ostatnie dane z przejścia w pobliżu Plutona zostaną przesłane na Ziemię). Jeżeli zgoda zostanie wydana w trakcie podróży do 2014 MU69 sonda będzie obserwowała heliosferę za pomocą instrumentów SWAP oraz PEPSSI, licznika pyłu i spektrografu ultrafioletowego.
Po drodze zostaną wykonane zdjęcia około 20 innych obiektów KBO, które sonda minie w dużej odległości. Rozdzielczość nie umożliwi nam odkrycia ich kształtu jednak pozwoli na badanie w jaki sposób ich powierzchnie odbijają światło pod różnymi kątami Słońce-obiekt-kamera. Kamera zainstalowana na pokładzie sondy będzie w stanie także poszukiwać satelitów wokó tych obiektów KBO mogąc zauważyć więcej niż jakiekolwiek obserwatoria naziemne czy teleskop Hubble’a.
Oczywiście głównym celem naukowym misji do KBO będzie przelot w pobliżu 2014 MU69. Główne cele podczas przelotu to:
- stworzenie mapy powierzchni, która pozwoli zrozumieć proces formowania i ewolucji
- pomiar temperatury powierzchni
- stworzenie trójwymiarowej mapy topografii
- stworzenie map składu chemicznego powierzchni, co pozwoli na porównanie z kometami takimi jak 67P czy z Plutonem,
- poszukiwanie oznak aktywności np. komy,
- poszukiwanie (i badanie) satelitów i pierścieni
- pomiar lub ograniczenie masy obiektu
Zespół New Horizons już teraz stara się określić jak bardzo może się zbliżyć do 2014 MU69 i planują zbliżyć się do tego obiektu znacznie bardziej niż do Plutona, dzięki czemu zdjęcia i obserwacje spektroskopowe będą miały lepszą rozdzielczość niż w przypadku Plutona.
Rozpoczęcie obserwacji 2014 MU69 planowane jest na październik 2018 roku, kiedy to rozpocznie się poszukiwanie potencjalnych satelitów obiektu oraz korekty nawigacyjne do przelotu. Jednak dopiero kilka dni przed przelotem będzie można ujrzeć dysk (czy jakikolwiek kształt ten obiekt posiada) 2014 MU69.
Dlatego już teraz warto zaznaczyć 1 stycznia 2019 roku w swoich długofalowych planach. Chociaż ten przelot prawdopodobnie nie będzie tak dramatyczny jak przelot w pobliżu Plutona w tym roku, będzie to najdalszy zbadany obiekt w historii i prawdziwa uczta dla badaczy Pasa Kuipera, bowiem tego rodzaju misja nie doleci w te rejony przez kolejne dekady.
To co przeczytaliście to tłumaczenie artykułu autorstwa Alana Sterna (SwRI), głównego naukowca misji New Horizons, który ukazał się wczoraj w magazynie Sky and Telescope. Uważam, że warto przybliżyć przemyślenia i plany osoby znajdującej się w samym sercu tej misji, która zrewolucjonizowała nasze postrzeganie Plutona i zachwyciła miliony ludzi na świecie. Artykuł w oryginale znajdziecie tutaj.
Źródło: Alan Stern / Sky & Telescope