Az első űrszonda a Plútóhoz

A legutóbbi jelentések szerint a NASA készen áll arra, hogy elindítsa New Horizons nevű űrszondáját a Plútóhoz - az egyedüli olyan, korábban nagybolygónak tartott égitesthez, ahová az emberiség még nem küldött űreszközt. A 9 éves utazás legkorábban január 17-én, hazai idő szerint 19.24-kor veheti kezdetét, egy Atlas 5 hordozórakéta indításával.

Forrás: NASA, JHUAPL, SWRIFantáziarajz a Plútó melletti elhaladásról

A New Horizons ("új horizontok") egy régóta tervezett, de számtalanszor elnapolt küldetés, amelynek fő feladata a Plútó és holdjainak űrszondás vizsgálata. Ezután a szonda továbbhalad a Kuiper-övben, ahol szerencsés esetben egyéb égitesteket is meglátogat.

A Kuiper-öv

A Neptunuszon túli térség, a Kuiper-öv kutatása az elmúlt évtizedekben került reflektorfénybe. Napjainkban már közel ezer Kuiper-objektumot ismerünk, amelyek közül a Plútó az egyik legnagyobb. A sokáig önálló nagybolygóként számon tartott égitest a Kuiper-öv jellegzetes és viszonylag könnyen elérhető képviselője, amely társairól sok érdekességet árulhat el.

A Naprendszer kialakulásának időszakából származó ősanyag a Kuiper-objektumok belsejében közel érintetlen állapotban maradt fenn. A zóna jellemzőiből, dinamikai fejlődéséből pedig az ősköd méretére, tömegére is következtethetünk. Az érdeklődés és a szonda indításának oka tehát nem a Plútó státusa körüli vita, sokkal inkább az, hogy ez a régió lehet a kulcs a Naprendszer keletkezésének pontosabb megértéséhez.

Az út ideje

A New Horizons egy Atlas V 551 hordozórakétán jut az űrbe, ahol a Star 48B jelzésű gyorsítófokozat adja meg a távoli célpont eléréséhez szükséges sebességet. Amennyiben a szonda idejében startol, 2007 tavaszán elhaladhat a Jupiter mellett. Az ekkor tervezett ún. hintamanőverrel további sebességet nyerhet, így valamivel lerövidülhet az utazási idő.

Egy későbbi starttal azonban már elkerüli a Jupitert - ebben az esetben néhány évvel nő az utazási idő, de ugyanúgy eléri célpontját. A Plútó és holdjai mellett legkorábban tehát 2015 nyarán, legkésőbb pedig 2019 és 2020 fordulóján haladhat el.

Apró űrszonda, specializált műszerpark

A szonda egy viszonylag apró űreszköz, átmérője 2,5 méter, tömege 465 kg, összköltsége pedig 675 millió dollár. Energiaellátását radioizotópos termoelektromos generátorok biztosítják, az úton a pályakorrekciókat 16 darab hidrazin-hajtóművel végzi. 

A cél a lehető legtöbb megfigyelés elvégzése a Plútó melletti gyors elrepüléskor. Hét érzékelőből álló műszerparkját a hatékony és gyors adatgyűjtésre specializálták. A mindössze néhány órán keresztül zajló megfigyelések eredményeit X-hullámsávú adóján, a Plútó távolságából kb. 300 bit/másodperc ütemben sugározza le majd a Földre. Ekkor egyetlen kép továbbításához 10-12 óra kell, és közel 40 nap szükséges a teljes, kb. 10 gigabit mennyiségű adathalmaz megérkezéséhez.

A szonda fő műszerei

• RALPH: 6 cm átmérőjű távcsőhöz kapcsolt vizuális és infravörös spektrométer, amely a Plútónak és holdjainak a felszínét fotózza.
• MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera): négy szűrővel 450-1000 nm közötti hullámhosszakon térképezi a felszínt a vizuális tartományban, és a fagyott metán eloszlását is vizsgálja.
• LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array): 1250 és 2500 nm hullámhossz között az infravörös tartományban vizsgálja a felszín összetételét, főleg metán, nitrogén, szén-monoxid és vízjég után kutat.
• ALICE: ultraibolya képrögzítő spektrométer, amely a Plútó ritka atmoszféráját elemzi.
• REX (Radio Science Experiment): 4,1 cm hullámhosszon üzemelő rádióadó, amely jeleit a 2,1 méteres parabolaantennával sugározza. A légkörön áthaladó hullámok alapján annak összetételére és hőmérsékletére is következtet.
• LORRI (Long Range Reconnaisance Experiment): 20,8 cm objektívátmérőjű kamera, a legnagyobb közelségkor kb. 100 méter felbontású fotókat készít a Plútóról.
• SWAP (Solar Wind Around Pluto): részecskedetektor, amely az áramló napszél és a Plútó légkörének kölcsönhatását elemzi.
• PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation): spektrométer, szintén a Plútó légköréből elszökő ionokat érzékeli.
• SDC (Student Dust Counter): diákok által tervezett pordetektor 10^-12  és 10^-9 g közötti tömegű porszemcsék észlelésére.

A találkozó menetrendje

A New Horizons a találkozó előtt 4 hónappal kezdi meg a részletes megfigyelést a Plútóról és holdjairól. Egy hónappal később kameráinak képei már meghaladják a Hubble-űrtávcső legjobb Plútó-fotóinak felbontását. A legnagyobb közelítéskor kb. 9600 km távolságban, 13,8 km/s sebességgel repül el a Plútó mellett. Közel egy óra múlva a Földről nézve elhalad a Plútó mögött, majd a szonda felől nézve a Nap is a Plútó mögé kerül, hátulsó megvilágításban mutatva meg légkörét. Másfél órával később a Földről nézve a Charon mögött is elhalad a szonda. A program további feladata, hogy a ma ismert három hold mellett újabb kísérők után kutasson.

A Plútó-Charon-randevú tervezett menetrendje. Az okkultációk esetében a szondáról nézve a Nap vagy a Föld látszólag a Plútó, illetve a Charon mögött takarásba kerül, ami a légkörének vizsgálatára nyújt ideális lehetőséget (ábra: NASA ESA STScI) 

A New Horizons ideális esetben nem csak a Plútót és holdját látogatja meg, hanem további Kuiper-objektumokat is útba ejthet. Nevéhez híven tehát mélyebb "rálátást" nyújthat a Kuiper-övre, amelynek sokáig csak egyetlen tagját ismertük: a Plútót.