New Horizons – de missie naar Pluto en de Kuiper gordel

Pluto gefotografeerd door de New Horizons

Pluto gefotografeerd door de New Horizons tijdens de scheervlucht in juli 2015. Credit: NASA

De New Horizons is een ruimtesonde van de NASA. Het was de eerste ruimtesonde die in juli 2015 een bezoek bracht aan de dwergplaneet Pluto. De opnames van het ijsachtige oppervlak maar ook de waarnemingen van de maan Charon hebben onze kennis over de objecten ver van de Zon drastisch doen toenemen.

De New Horizons is nu onderweg naar het object 2014 MU69, dit object bevindt zich verder in de Kuiper gordel en de New Horizons zal daar op 1 januari 2019 aankomen.

De New Horizons was de vijfde ruimtesonde die zo ver van de Zon is gekomen. Pioneer 10 en 11 en de Voyagers 1 en 2 gingen de verkenner voor. De grote afstand tot Pluto leidde tot grote uitdagingen bij het ontwerp van de ruimtesonde. De straling van de Zon is er veel te zwak om voldoende energie op te wekken. Maar de grote afstand leidt ook tot grote vertragingen in de communicatie. Een bericht van de New Horizons bij Pluto naar de Aarde had er ongeveer 4,5 uur voor nodig om ons te bereiken.

Ook blijft onze kennis over het Pluto systeem veranderen. De dwergplaneet werd in 1930 ontdekt door de astronoom Clyde Tombaugh. De New Horizons heeft overigens een beetje as van Tombaugh bij zich. Sindsdien zijn er nieuwe manen ontdekt bij Pluto en die manen zijn, als je ze niet kent, ook een gevaar voor een passerende ruimtesonde.

New Horizons

De New Horizons maakte in juli 2015 een scheervlucht langs Pluto en is nu op weg naar 2014 MU69

Er zijn ook nog steeds discussies of Pluto nu een planeet is of niet. In 2006 stemde de Internationale Astronomische Unie in met een voorstel om dwergplaneten te definiëren en volgens die definitie werd Pluto tot dwergplaneet gedegradeerd.

De hoofdonderzoeker van het New Horizons project, Allen Stern, is het bepaald niet eens met deze beslissing. Zeker na de scheervlucht weten we dat de ontstaansgeschiedenis van Pluto veel complexer is dan eerder aangenomen. Hij en vele anderen menen dat het beeld dat we nu van Pluto hebben veel beter past bij een planeet dan bij een dwergplaneet. Stern en anderen willen dan ook in de loop van 2017 een nieuwe, betere definitie over wat een planeet is, voorleggen aan de algemene vergadering van de Internationale Astronomische Unie.

Scheervlucht langs Jupiter

Net zoals auto’s en elektronica worden ruimtesondes ontworpen met een bepaalde minimale levensduur. Na jaren zullen geladen deeltjes van de Zon, kosmische straling en andere fenomenen de ruimtesonde aantasten of ontstaan er problemen met de elektronica. Dit zorgt er voor dat langdurige missie zorgvuldig ontworpen worden als het gaat over o.a. de energiebron en backupsystemen voor essentiële functies

De New Horizons werd op 16 januari 2006 met behulp van een Atlas V raket vanaf de lanceerbasis Cape Canaveral gelanceerd. Twee eerste lanceerpogingen werden uitgesteld vanwege slecht weer en problemen met de energievoorziening.

In februari en maart 2007 werd er een bezoek gebracht aan Jupiter. De New Horizons scheerde op minder dan 2,4 miljoen kilometer afstand van de reuzenplaneet. Het was de eerste verkenner sinds de Galileo in 2003 zijn missie einde bij de planeet, die een bezoek bracht aan Jupiter.

Oder de eerste foto’s die de New Horizons maakte waren er enkele van de vulkanische maan Io. De ruimtesonde maakte de beste foto’s van de Tvashtar vulkaan die we kennen. Deze foto liet zien dat de uitstoot van de vulkaan groter was dan de Amerikaanse staat Texas. De verkenner vloog ook door een stroom van geladen deeltjes heen. Er werden grote bellen van geladen deeltjes, of plasma, gevonden en er worden ook variaties in de stroom deeltjes om Jupiter gemeten. Volgens astronomen zouden de waarnemingen een bijdrage leveren om de omgeving van “hete Jupiters” bij andere sterren beter te begrijpen.

Om energie te sparen en om te voorkomen dat er iets kapot zou gaan werd de New Horizons in een winterslaap geplaatst en alleen af en toe wakker gemaakt voor navigatie en systeemcontroles. De winterslaap duurde tot december 2014 toen alles in gereedheid werd gebracht voor de ontmoeting met Pluto en het wetenschappeliijke programma startte.

Ontmoeting met Pluto

Nieuwe close-up van Pluto

Deze close-up is samengesteld uit de laatste hoge resolutie opnames van de New Horizons. Ze laten Pluto zien vanaf een afstand van 1800 kilometer. In het noordoosten het donkere bekraterde gebied Cthulhu Regio. De heldere, gladde ijsvlaktes worden Sputnik Platinum genoemd. Het gebied heeft een doorsnede van 1800 kilometer. De opnames zijn gemaakt tijdens de scheervlucht op 14 juli 2015 vanaf een afstand van 80.000 kilometer (credit: NASA)

Tijdens de ontmoeting met Pluto in Juli 2015 was de New Horizons zo druk met het verzamelen van data dat er geen communicatie met de Aarde mogelijk was. Na de scheervlucht meldde de New Horizons zich bij de vluchtleiding en wist men daar dat de gegevens onderweg waren.

De eerste foto’s van de New Horizons lieten een verrassend jong oppervlak zien en een bergketen met toppen tot 3500 kilometer. Geologen schatten de leeftijd op maximaal 100 miljoen jaar en dit duidt dan weer op recente geologische activiteit aan het oppervlak maar wetenschappers weten nog steeds niet precies hoe dan.

Op foto’s die midden juli 2015 terug werden gestuurd naar de Aarde is nog meer jong terrein te zien waar nauwelijks kraters voorkomen. Deze regio word informeel Spoetnik Planum genoemd. Geologen weten nog steeds niet waarom dit gebied zo vlak en kraterloos is.

Er is bewijs gevonden van geïoniseerd gas op tienduizenden kilometers afstand van Pluto. Dit duidt op het verdwijnen van de atmosfeer de ruimte in als gevolg van de sterke zonnewind. Ook is er een soort van mist aangetroffen vlak boven het oppervlak. Deze mist wordt vermoedelijk veroorzaakt door de afbraak van methaan door de zonnewind.

Van tijd tot tijd stuurt de New Horizons nog steeds gegevens terug naar de Aarde die nog steeds nieuwe inzichten geven over Pluto en Charon. Zo is er bewijs gevonden dat Charon in een ver verleden een ondergrondse oceaan had en dat er op Pluto vreemde heuvels wat waterijs voorkwamen die uitstroomden in vloeibare stikstof. Er zijn wetenschappers die beweren dat Pluto vroeger, ondanks deze erg grote afstand tot de Zon, bouwstenen voor leven had.

De status van Pluto is veranderd

in tien jaar kan er in de planeetwetenschap veel veranderen en dat geldt zeker voor Pluto. Sinds de lancering van de New Horizons in 2006 zijn er nieuwe manen ontdekt bij Pluto en werden er koerscorrecties in geprogrammeerd om de verkenner uit de buurt van de manen te houden.

Op een vergadering van de Internationale Astronomische Unie in 2006 werd een nieuwe definitie aangenomen van wat een planeet nu precies is. Deze nieuwe definitie werd opgesteld omdat er voorbij de baan van Neptunus steeds meer grote objecten werden gevonden.

Op 24 augustus 2006 publiceerde de IAU drie regels waaraan alle planeten moeten voldoen:

  • Ze moeten om de Zon draaien (en niet om een ander hemellichaam zoals een maan om een planeet draait).
  • Ze moeten voldoende massa hebben om een ronde vorm aan te nemen.
  • Ze moeten groot genoeg zijn om hun baan te ontdoen van gesteente en andere materie.

Pluto voldeed niet aan alle drie de regels en werd dan ook als dwergplaneet geclassificeerd.

Heel veel wetenschappers waren het hier niet mee eens. Zo werd gesteld dat minder dan 5% van de astronomen wereldwijd een stem uit had kunnen brengen maar er werden ook vraagtekens gezet bij de definities zelf.

Na Pluto

In de zomer van 2014 werd er m.b.v. de Hubble Space Telescope een onderzoek ingesteld naar mogelijke objecten die de New Horizons na Pluto zou kunnen bezoeken. Er werden drie kandidaten gevonden die zich allemaal binnen een afstand van 1,6 miljard kilometer van Pluto bevinden.

In 2016 werd de Pluto missie verlengd en nu is de New Horizons op weg naar het Kuipergordel object 2014 MU69 en ondertussen zijn de onderzoekers druk bezig om alle waarnemingen aan dit object in te plannen. De precieze afstand tijdens de scheervlucht tot 2014 MU69 is nog niet bekend maar ligt ergens tussen 3000 en 20.000 kilometer.

Ook wordt er al nagedacht wat er moet gebeuren met de New Horizons na het bezoek aan 2014 MU69. Misschien wordt er namens de mensheid een boodschap geplaatst op de harde schijf van de New Horizons want na dit bezoek zal de verkenner langzaam door de heliopauze (de grens tussen ons zonnestelsel en de interstellaire ruimte) reizen om uiteindelijk het zonnestelsel te verlaten. Er is ongeveer 100 Mb schijfruimte vrij voor het plaatsen van informatie over de Aarde die niet is samengesteld door een klein team van wetenschappers maar door het grote publiek, aldus Jill Tarter van het SETI-Instituut ( Search for Extra Terrestrial Intelligence).

Eerste publicatie: 17 juni 2017
Bron: space.com