gov-civil-vilareal.ptFast 4,7 Milliarden Meilen von der Sonne entfernt ist mehr am Horizont für die New Horizons-Mission
>Alan Stern erinnert sich an die Nacht, als er Arrokoth zum ersten Mal sah. Das bizarre Kuiper-Gürtel-Objekt, das die Neugier von Millionen wecken würde, lauerte in jener Juninacht 2014, als die Sommerhitze von Houston überall außer der Missionskontrolle abgekühlt war, an einem unbekannten Ort.
Es war 3 Uhr morgens, und kaffeebetriebene Wissenschaftler warteten gespannt darauf, dass New Horizons etwas zur Erde zurückbeamen würde. Stern beobachtete nervös, wie die interplanetare Raumsonde, die sich bereits auf einer gefährlichen Reise nach Pluto und darüber hinaus befand, am Rand des Sonnensystems navigierte. Der Raum summte vor Koffein und Vorfreude. Es suchte die Weiten des Sonnensystems nach Objekten des Kuipergürtels ab, die sich ihm zu entziehen schienen, bis etwas auf dem Bildschirm materialisierte – ein zweilappiger Felsen, der wie kein außerirdisches Objekt war, das er oder irgendjemand sonst je zuvor gesehen hatte.
Wir dachten, was ist das? Stern, der Hauptforscher von New Horizons und Planetenwissenschaftler am Southwest Research Institute (SWRI), sagt gegenüber SYFY WIRE. Es war einfach unglaublich. Dieses Ding kommt einfach aus dem Himmel und entpuppt sich als spektakulär. Ich hätte mir kein größeres Ergebnis als den Vorbeiflug von Arrokoth erhoffen können, und damit hat niemand wirklich gerechnet.
Das Objekt wurde später als planetesimal 2014 MU69 identifiziert umbenannt in Arrokoth nach dem Powhatan-Wort für 'Himmel'. Diese Begegnung würde die Art und Weise verändern, wie die NASA planetesimale Vorbeiflüge durchführen würde. Am vergangenen Samstagabend, sieben Jahre später, New Horizons eine seltene Meilensteindistanz erreicht von 50 AE oder fast 4,7 Milliarden Meilen von der Sonne entfernt. Was New Horizons von Missionen wie Juno oder Perseverance unterscheidet, ist, dass Pluto meist im Schatten von NASA-Missionen mit bekannteren Planeten wie Jupiter und Mars gelebt hatte. Die Mission wurde ins Leben gerufen, um die Geheimnisse dieses Himmelskörpers zu erforschen, der (einige denken zu Unrecht) gewesen war vom planetarischen Status herabgestuft , könnte sich versteckt haben.
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Die Mission war seit ihrem Start im Jahr 2006 nicht ohne Risiken. Im Gegensatz zu früheren Missionen, die die NASA in das äußere Sonnensystem geschickt hatte, gab es keine Voyager 2, um das Raumschiff zu unterstützen, falls etwas ausfallen sollte. Stern und sein Team mussten qualvolle neun Jahre warten, fast ein Jahrzehnt, bis es endlich Pluto erreichte, ohne abzustürzen und im buchstäblichen Nirgendwo zu brennen.
Neue Horizonte im Weltraum. Bildnachweis: NASA
Bei New Horizons hatten wir einfach kein Budget, um zwei wie die Voyagers zu bauen, sagt Stern. Wenn also etwas passiert war, dann war es das, was mich sehr beschäftigte. Wir wollten, dass es gelingt, weil wir wussten, dass Pluto wirklich interessant sein würde, aber ehrlich gesagt hat es meine Erwartungen bei weitem übertroffen, als wir es aus der Nähe gesehen haben. Wissenschaftlich gesehen ist es nur ein Wunderland.
Als New Horizons gebaut wurde, war es an den Extremen, wo sich die Technologie damals wagen konnte. Was Stern verfolgte, war, dass es wie frühere Missionen aus den 60er, 70er und 80er Jahren enden konnte, wobei Informationen über unerforschte Regionen des Weltraums verloren gingen und den Wissenschaftlern keine andere Wahl blieb, als die Datenfragmente aufzunehmen, die sie hatten links und setzte es wieder zusammen mit den Bildern, die sie hatten.
Die Wissenschaft, wie fremde Planeten tatsächlich aussehen, hat sich als noch faszinierender erwiesen als die Fiktion, die sich über sie ausgedacht hat. Selbst wissenschaftliche Vorhersagen landeten bei weitem nicht in der Nähe der Wunder, die darauf warteten, entdeckt zu werden. Bevor Missionen so fortgeschritten wie New Horizons möglich waren, erwartete niemand Flüsse oder wirklich irgendwelche Anzeichen von Wasser auf den strahlenbombten Ödlanden des Mars. Niemand hätte Merkur als freigelegten Eisenkern eines Urplaneten darstellen können oder Jupiter als Monde, die mit Kryovulkanen ausbrechen, etwas, das Pluto widerhallen würde. Der nicht ganz Planet enthüllte eine fantastische Landschaft aus Bergen, Kratern, kryovulkanischen Überschwemmungen und zerklüfteten Eisspitzen, die wie Messer in die dunkle Weite oben einschneiden.
Wir sind die erste Mission des 21. Jahrhunderts, die zu einem anderen Planeten geht, sagt Stern. Bei all der Perspektive früherer Missionen hat die verbesserte Technologie viel bewirkt und unsere Vorhersagen wurden bestätigt. Wir haben reagiert, weil es so spektakulär war. Wir haben versucht, die ganze Geschichte aus den Daten, die wir hatten, zusammenzusetzen, und während wir ein A für die Ausführung erhalten, erhalten wir für diesen perfekten Vorbeiflug ein F für wissenschaftliche Vorhersagbarkeit.“
Was Stern und sein Team über Pluto herausfanden, spielte sich fast wie ein Science-Fiction-Film ab. Es erscheint täuschenderweise wie eine tote Eiskugel. Satelliten und Sonden, die anderen Objekten im Sonnensystem nahe gekommen sind, hatten zuvor gezeigt, dass je kleiner das Objekt, desto weniger geologische Merkmale, aber dies galt offensichtlich nicht für Pluto. Es war geologisch komplexer als sich das New Horizons-Team jemals hätte vorstellen können. Viele riesige Formationen auf seiner Oberfläche wurden kaum gestern geboren – zumindest in kosmologischer Hinsicht, wenn das Gestern Millionen von Jahren ist.
Arrokoth. Bildnachweis: NASA
Ebenso überrascht war die Planetenforscherin Cathy Olkin, leitende Ermittlerin des Ralph-Instruments von New Horizons. Ralph ist ein Duo aus Farbkamera und Nahinfrarot-Spektrometer, das Pluto in beispielloser Detailgenauigkeit abbilden konnte.
Wir wussten, dass es detaillierte Bilder der Oberfläche von Pluto und seinen Satelliten liefern würde, die von der Erde aus nicht möglich waren, sagt Olkin gegenüber SYFY WIRE. Daher erwarteten wir, dass diese Daten unser Verständnis des Pluto-Systems verändern würden. Aber mir war nicht bewusst, welche Komplexität und aktiven Prozesse wir aufgrund der Ralph-Daten sehen können. Die Begegnung mit Pluto übertraf meine Ausnahmen und verblüffte mich.
Es wurde nicht nur angenommen, dass Pluto geologisch so tot ist, wie es aussah, sondern was auch immer seine geologischen Kräfte antreibt, läuft irgendwie weiterhin isoliert. Die meisten kleinen Körper, wie Monde, werden von Gezeitenkräften zwischen ihnen und den massiven Planeten, die sie umkreisen, angetrieben. Obwohl Stern erwartete, dass jedes leichte Anzeichen geologischer Aktivität einen Durchbruch bedeuten würde, waren weder er noch seine Kollegen bereit für die riesigen und überraschend jungen Kryovulkane, die sie durch das Roboterauge von New Horizons auf ihren Bildschirmen betrachteten.
Pluto hat gerade die Form gebrochen, sagt er. Die Kryovulkane haben uns einfach umgehauen. Es hat wirklich alles neu geschrieben, was wir zu wissen glaubten, und wir sind uns immer noch nicht sicher, wie Plutos geologische Maschine das weiterhin tut und nicht die Puste ausgegangen ist.
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Für Olkin war eines der überraschendsten Merkmale, die New Horizons auf Pluto sah, ein riesiger Gletscher, und das Ralph-Instrument verwendete Infrarotspektroskopie, um den Wissenschaftlern der Missionskontrolle zu sagen, dass der Gletscher mit gefrorenem Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid sprudelte.
Es war überraschend, aktive geologische Prozesse zu sehen, wie zum Beispiel Konvektion im Gletschereis und den Fluss von Eis aus dem Gelände von einer höheren zu einer niedrigeren Höhe, sagte sie.
So wie Wasserdampfwolken der Monde Enceladus und Europa darauf hindeuten, dass sich tief unter ihren Gletscherkrusten tiefes Wasser befindet, könnte die vulkanische Aktivität auf Pluto einen unterirdischen Ozean bedeuten. Nach dem Vorbeiflug am Pluto erkannte Stern, dass der Einschlagskrater Sputnik Planitia lieferte potenzielle Beweise für einen Ozean unter kilometerlangen Eis- und Gesteinsschichten, der jedes hypothetische Leben vor den Gefahren des Weltraums schützen würde. Pluto ist zu weit von der Sonne entfernt, um von kosmischen Strahlen, Sonnenstürmen und koronalen Massenauswürfen getroffen zu werden, die den Mars weiterhin quälen, aber er könnte immer noch unerwartet auf Schurkenobjekte oder noch kältere Molekülwolken treffen, wenn er die Sonne umkreist.
Weil Pluto ein hat Gezeitengleichgewicht , seine gesamte Hülle bewegt sich mit diesem Gleichgewicht, das wahrscheinlich von einem globalen inneren Ozean erreicht wird. Obwohl nur eine Sonde beweisen könnte, dass Pluto wirklich eine bizarre Ozeanwelt ist, in der es möglicherweise vor Leben nur so wimmelt, machten Beobachtungen von Sputnik Planitia es viel wahrscheinlicher, und die organischen Stoffe, die aus seinen kryovulkanischen Fluten an der Oberfläche sickern, könnten ein weiterer Beweis dafür sein.
Wegen Sputnik gibt es ein sehr starkes Indiz dafür, dass es in Pluto einen Ozean gibt, sagt Stern. Es ist ein sehr langer Versuch, dass wir es nur zufällig erfunden haben.
Sputnik Planitia, das weiße „Herz“ von Pluto. Bildnachweis: NASA
Die Monde von Pluto waren denen von uns auf der Erde noch fremder als das Objekt, das sie umkreisten. Als sie New Horizons betraten, wussten Stern und sein Team wirklich nur ihre relative Helligkeit und Spektren, aber nichts über ihre Geologien oder Formationen. Sie waren sich auch bewusst, dass der größte Mond, Charon , hatte eine Oberfläche, die hauptsächlich aus Wassereis bestand. Obwohl Charon geologisch gesehen bei weitem nicht in der Nähe von Pluto ist, ist es immer noch weitaus aktiver als jeder andere auf der Mission erwartet hatte. Flüchtige Stoffe, die der Atmosphäre von Pluto entkommen sind, reichern sich weiterhin in den Kühlfallen an, die seine ungewöhnlich dunklen Polkappen darstellen.
Die Plasmasensoren von New Horizons erfassten die Austrittsrate von Gasen in Plutos Atmosphäre, die tausendmal niedriger war als vorhergesagt. Es wurde auch erwartet, dass seine Atmosphäre eher der eines Kometen ähnelt, aber es stellte sich überraschenderweise als erdähnlicher als alles andere heraus. Was in Charon eindringt und sich in Glatteis verwandelt, könnte fast von unserem eigenen Planeten stammen.
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Bei Charon hört man Wissenschaftler oft sagen: „Wir haben das Lehrbuch mit dieser Mission ruiniert“, erklärt Stern. Wir haben das Lehrbuch wirklich von Grund auf neu geschrieben. Wir wussten nichts über Charon, aber es stellte sich heraus, dass Charon eine spektakulär interessante Welt ist. Auch seine Eiskappen, in denen Gase aus der Atmosphäre von Pluto zu dunklen Materialien verarbeitet werden, haben etwas Science-Fiction.
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Hydra ist ein plutonischer Mond, der uns mehr über die Vergangenheit der Erde erzählen könnte. Stern glaubt, dass dies die engste Analogie zur Entstehung der Erde ist, als unser Planet nur ein Protoplanet war, der immer noch kosmische Kollisionen durchmachte und mehr Material in dem Chaos ansammelte, das einst unser Sonnensystem war. Satelliten wie Hydra sind Überbleibsel aus der Bildung größerer Gesteinsplaneten und Monde (und wie auch immer man Pluto nennen möchte).
New Horizons fand heraus, dass das Zeug von Charon alle Monde von Pluto erschuf, da sie sich alle in derselben protoplanetaren Scheibe bildeten, in der Objekte überall herumflog, als würden sie in einem kosmischen Flipperautomaten herumgeschleudert. Die LORRI- und NVIC-Kameras von New Horizons arbeiteten zusammen, um zu sehen, wie sich einige der beeindruckenden Bergketten von Pluto gebildet haben. Einige waren die Folgen von Einschlägen, die Krater wie Sputnik Planitia hinterließen. Andere könnten sich tektonisch gebildet haben, was die Kryovulkane erklären könnte, die in exotischem Eis explodieren. Es gibt noch andere Formationen, die noch verstanden werden müssen.
Ein weiteres Objekt, von dem Stern glaubt, dass es uns in das entstehende Sonnensystem zurückbringen könnte, ist Arrokoth. Nach Jahren der Kontroverse darüber, welche Modelle und Theorien am geeignetsten waren, um zu erklären, wie sich Planeten bildeten, als das Universum noch jung und heiß und gestört war, hat dieses Objekt, das aus dem Nichts auftauchte, wahrscheinlich die Antwort.
Arrokoth ist ein Planetesimal; es könnte uns sagen, wie sich Planetesimale bilden, sagt er. Es liefert Beweise dafür, dass sich solche Objekte ohne Kollisionen bilden können und dies mit binärer Akkretion geschehen kann. Es ist allgemein anerkannt, dass Arrokoth die Angelegenheit mehr oder weniger beigelegt hat. Es zeigte Stabilität in dem, was als a . bekannt ist Modell einklappen , was andere Modelle der Planetenentstehung ausschließt, und das war eine große Sache für New Horizons – damit hatten wir nicht gerechnet.
Dies herauszufinden wäre ohne das Ralph-Instrument, das das primitive Objekt beobachtete, um seinen Ursprung und seine Entstehung zu verstehen, nicht möglich gewesen.
Aus den Ralph-Daten wissen wir, dass die beiden Lappen ähnliche Farben und Oberflächenzusammensetzungen haben, stellt Olkin fest. Dies hilft uns zu verstehen, wie Arrokoth entstanden ist – wahrscheinlich aus einer langsamen Verschmelzung zweier Objekte, die sich in derselben Umgebung gebildet haben, daher die ähnliche Farbe und Zusammensetzung. Ich würde es lieben, New Horizons in der Nähe eines anderen Objekts in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems fliegen zu lassen, um noch mehr über diese rätselhafte Region des Weltraums zu erfahren.“
Plutos größter Mond Charon und seine dunklen Eiskappen. Bildnachweis: NASA
Stern ist auch optimistisch, an einem anderen mysteriösen Objekt aus dem Kuiper-Gürtel vorbeizufliegen, solange New Horizons nicht seinen ganzen Treibstoff verbrennt, um eines zu finden. Der Kuiper-Gürtel ist ein heterogenes Mashup von Objekten. Von Staubpartikeln bis hin zu riesigen Asteroiden und Planetesimalen wie Arrokoth bildeten sie sich zunächst in verschiedenen Populationen aus dem gesamten Sonnensystem. Einige wurden möglicherweise sogar aus dem interstellaren Raum dorthin geschleudert.
Im Moment ist New Horizons auf der Suche nach einem Objekt aus einer anderen Bevölkerung als Arrokoth, und dieses Objekt könnte uns auf der Erde mehr über Ereignisse erzählen, die nur in der seltsamen Sprache von Weltraumgesteinen geschrieben werden konnten.
Dies ist eine reine Entdeckungsmission, sagt Stern. Wir wussten nicht genug über Pluto, um viele wissenschaftliche Fragen zu stellen, und selbst jetzt, wo wir mehr wissen, überraschen uns die Dinge immer noch. Vielleicht haben wir einen weiteren Arrokoth-Moment.
