Quelle: Universität Bern 15. April 2024.

15. April 2024 – Das Forschungsteam ist das erste, dem es gelungen ist, die ungewöhnliche Form mit numerischen Simulationen zu reproduzieren und sie auf einen riesigen und langsamen Einschlag aus einem schrägem Winkel zurückzuführen.

Seit die Kameras der NASA-Mission New Horizons im Jahr 2015 eine grosse herzförmige Struktur auf der Oberfläche des Zwergplaneten Pluto entdeckt haben, gibt dieses «Herz» Astrophysikerinnen und Astrophysikern aufgrund seiner einzigartigen Form, seiner geologischen Zusammensetzung und seiner Höhe Rätsel auf. Ein Team von Forschenden der Universität Bern, darunter mehrere Mitglieder des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS, und der University of Arizona in Tucson, hat mit numerischen Simulationen die Entstehung von Sputnik Planitia, dem westlichen, tropfenförmigen Teil von Plutos «Herz»-Oberfläche, untersucht. Ihren Untersuchungen zufolge wurde Plutos frühe Geschichte durch ein drastisches, plötzliches Ereignis geprägt, aus dem Sputnik Planitia hervorging: eine Kollision mit einem planetarischen Körper mit einem Durchmesser von etwa 700 Kilometern, was von Ost nach West ungefähr zweimal der Grösse der Schweiz entspricht. Die Ergebnisse des Teams, die soeben in Nature Astronomy veröffentlicht wurden, deuten auch darauf hin, dass die innere Struktur von Pluto anders ist als bisher angenommen, was darauf hindeutet, dass es keinen unterirdischen Ozean gibt.

Ein geteiltes Herz
Das «Herz», auch bekannt als Tombaugh Regio, erregte sofort nach seiner Entdeckung die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit. Es weckte aber auch sofort das Interesse von Forschenden, weil es mit einem Material mit hohem Rückstrahlvermögen bedeckt ist, das mehr Licht reflektiert als seine Umgebung, wodurch seine weissere Farbe entsteht. Das «Herz» besteht jedoch nicht aus einem einzelnen Element. Der westliche Teil wird Sputnik Planitia genannt und umfasst eine Fläche von 1.200 mal 2.000 Kilometer, was einem Viertel der Fläche Europas oder der Vereinigten Staaten entspricht. Auffallend ist jedoch, dass diese Region drei bis vier Kilometer tiefer liegt als der grösste Teil der Oberfläche des Plutos. «Das helle Erscheinungsbild von Sputnik Planitia ist darauf zurückzuführen, dass es überwiegend mit weissem Stickstoff-Eis gefüllt ist. Das Eis bewegt sich, und es findet ein Strömungstransport statt, so dass die Oberfläche ständig geglättet wird. Dieser Stickstoff hat sich höchstwahrscheinlich nach dem Einschlag aufgrund der geringeren Höhe schnell angesammelt», erklärt Dr. Harry Ballantyne von der Universität Bern, Hauptautor der Studie. Der östliche Teil des «Herzens» ist ebenfalls von einer ähnlichen, aber viel dünneren Schicht aus Stickstoffeis bedeckt, deren Ursprung den Forschenden noch unklar ist, die aber wahrscheinlich mit Sputnik Planitia zusammenhängt.

Ein schräger Einschlag
«Die längliche Form von Sputnik Planitia deutet stark darauf hin, dass es sich nicht um einen direkten Frontalaufprall, sondern um einen Schrägaufprall handelte», betont Dr. Martin Jutzi von der Universität Bern, der die Studie initiiert hat. Deshalb hat das Team, wie mehrere andere auf der ganzen Welt, die Berner SPH-Simulationssoftware (Smoothed Particle Hydrodynamics) verwendet, um solche Einschläge digital nachzubilden und dabei sowohl die Zusammensetzung von Pluto und des Einschlagkörpers als auch dessen Geschwindigkeit und seinen Einschlagswinkel zu variieren. Diese Simulationen bestätigten die Vermutungen über den schrägen Einschlagswinkel und bestimmten die Zusammensetzung des Einschlagkörpers.

«Plutos Kern ist so kalt, dass das Gestein sehr hart blieb und trotz der Hitze des Einschlags nicht schmolz. Und dank des schrägen Einschlagwinkels und der geringen Geschwindigkeit sank der Kern des Einschlagkörpers nicht in Plutos Kern ein, sondern blieb auf ihm liegen», erklärt Harry Ballantyne. «Irgendwo unter Sputnik befindet sich der Restkern eines anderen massiven Körpers, den Pluto nie ganz verdaut hat», ergänzt Mitautor Erik Asphaug von der University of Arizona. Diese Härte des Kerns von Pluto und die relativ niedrige Geschwindigkeit des Einschlagkörpers waren der Schlüssel zum Erfolg der Simulationen: Eine geringere Stärke würde zu einer sehr symmetrischen Oberflächenstruktur führen, die nicht wie die von New Horizons beobachtete Tropfenform aussieht. «Wir sind daran gewöhnt, uns Planetenkollisionen als unglaublich intensive Ereignisse vorzustellen, bei denen man die Details ignorieren kann, mit Ausnahme von Dingen wie Energie, Impuls und Dichte. Aber im fernen Sonnensystem sind die Geschwindigkeiten so viel langsamer und das feste Eis so stark, dass man bei seinen Berechnungen viel genauer sein muss. Da fängt der Spass an», sagt Erik Asphaug. Die beiden Teams arbeiten seit langem zusammen und erforschen bereits seit 2011 die Idee planetarer «Splats», um zum Beispiel Merkmale auf der Rückseite des Mondes zu erklären. Nach unserem Mond und Pluto plant das Team der Universität Bern, ähnliche Szenarien für andere Körper des äusseren Sonnensystems zu erforschen, wie zum Beispiel für den Zwergplaneten Haumea.

Kein unterirdischer Ozean auf Pluto
Die aktuelle Studie wirft auch ein neues Licht auf Plutos innere Struktur. Tatsächlich ist es sehr viel wahrscheinlicher, dass ein riesiger Einschlag wie der simulierte sehr früh in Plutos Geschichte stattgefunden hat. Dies wirft jedoch ein Problem auf: Es ist anzunehmen, dass sich eine riesige Vertiefung wie Sputnik Planitia im Laufe der Zeit aufgrund der physikalischen Gesetze langsam in Richtung des Pols des Zwergplaneten bewegen würde, da sie ein Massendefizit aufweist. Doch sie befindet sich in der Nähe des Äquators. Die bisherige Theorie besagt, dass Pluto, wie mehrere andere Planeten im äusseren Sonnensystem, einen unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser besitzt. Gemäss dieser Theorie wäre die Eiskruste des Pluto in der Region Sputnik Planitia dünner, so dass sich der Ozean dort ausbeult, und da flüssiges Wasser dichter ist als Eis, entstünde ein Massenüberschuss, der eine Wanderung von Sputnik Planitia in Richtung Äquator bewirken würde.

Die neue Studie bietet jedoch eine alternative Perspektive. «In unseren Simulationen wird der gesamte ursprüngliche Mantel des Pluto durch den Einschlag ausgehöhlt, und wenn das Kernmaterial des Einschlagkörpers auf dem Kern des Pluto angelagert wird, entsteht ein lokaler Massenüberschuss, der die Wanderung in Richtung Äquator ohne einen unterirdischen Ozean, oder höchstens einen sehr dünnen, erklären kann», sagt Martin Jutzi. Dr. Adeene Denton von der University of Arizona, ebenfalls Mitautorin der Studie, führt derzeit ein neues Forschungsprojekt durch, um die Geschwindigkeit dieser Wanderung zu bestimmen. «Dieser neuartige und kreative Ansatz, den Ursprung von Plutos herzförmiger Struktur zu erklären, könnte zu einem besseren Verständnis von Plutos Ursprung führen», bemerkt sie abschliessend.

Publikation:
Sputnik Planitia as an impactor remnant indicative of an ancient rocky mascon in an oceanless Pluto by H. Ballantyne et al. is published in Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-024-02248-1
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02248-1
pdf: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02248-1.pdf

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• Plutoid Pluto

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JHU/APL.

Seit ihrem Start am 19. Januar 2006 hat die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde New Horizons auf ihrem Weg zu dem Zwergplaneten Pluto, welcher am 14. Juli 2015 erreicht und im Rahmen eines Fly-By-Manövers passiert werden soll, mittlerweile eine Distanz von mehr als 4,976 Milliarden Kilometern zurückgelegt. Fast zwei Drittel dieser Zeit, nämlich 1.873 Tage, befand sich die Raumsonde dabei in einem Hibernations-Modus – einem speziellen ‚Schlafmodus‘, in dem sämtliche nicht für den Betrieb der Sonde zwingend benötigten Instrumente und Systeme deaktiviert waren.

Eine Ausnahme stellte dabei lediglich das „Venetia Burney Dust Counter“-Experiment dar. Hierbei handelt es sich um ein Instrument zur Untersuchung von kosmischen Staubpartikeln entlang der gesamten Flugroute der Raumsonde, welches die auftreffenden Partikel zählt und zugleich deren Masse bestimmen kann. Das Venetia-Experiment ist das einzige der sieben von New Horizons mitgeführten wissenschaftlichen Instrumente, welches während der meisten Zeit des Fluges aktiv ist und Daten sammelt.

Während der 18 einzelnen Hibernations-Phasen, welche jeweils zwischen 36 und 202 Tage andauerten, wurde von der Raumsonde lediglich einmal pro Woche ein kurzes Zustandssignal an das Deep Space Network (DSN) der NASA übermittelt, welches den für den Betrieb von New Horizons zuständigen Technikern und Ingenieuren vom Applied Physics Laboratory an der Johns Hopkins University (JHU/APL) in Laurel im US-Bundesstaat Maryland Aufschluss über den allgemeinen Gesamtzustand der Raumsonde gaben.

Zudem wurde die Raumsonde während der letzten Jahre in regelmäßigen Abständen für jeweils mehrere Wochen aus diesem Schlaf-Modus ‚aufgeweckt‘, um die Software der Raumsonde mit Updates zu versehen und eventuell notwendige Kurskorrekturmanöver durchzuführen. Zugleich wurden bei diesen als „Annual Checkouts“ (kurz „ACO“) bezeichneten Gelegenheiten die während der vorherigen Monate von dem Dust Counter Experiment gesammelten Daten sowie ausführliche Telemetriewerte der Sonde an das Kontrollzentrum übermittelt. Zusätzlich wurden diese Wachphasen dazu genutzt, um die wissenschaftlichen Instrumente und die verschiedenen Hardware-Komponenten von New Horizons einer eingehenden Überprüfung und Kalibrierung zu unterziehen. Der letzte dieser ACOs begann am 15. Juli 2014 und endete sechs Wochen später am 29. August. Seitdem befand sich New Horizons erneut in einem Schlafmodus.

Die letzte ‚Schlafphase‘ ist beendet
Diese Phasen des zeitweiligen ‚Tiefschlafs‘ sind jetzt jedoch beendet. Am Abend des 6. Dezember 2014 ‚erwachte‘ New Horizons zum letzten Mal vor dem Erreichen des Pluto um 21:00 MEZ aufgrund einer bereits im August 2014 an die Raumsonde übermittelten Kommandosequenz aus dem Hibernations-Modus. Rund 90 Minuten später wurde von der Raumsonde ein spezielles Signal in Richtung Erde abgesetzt, welches den erfolgten Aufwachvorgang und den damit verbundenen Übertritt in den aktiven Betriebsmodus bestätigte. Zu diesem Zeitpunkt befand sich New Horizons in einer Entfernung von mehr als 4,7 Milliarden Kilometern zur Erde. Bedingt durch diese Entfernung benötigte das entsprechende Signal etwa vier Stunden und 26 Minuten, um zunächst von der 70-Meter-Antenne DSS-43 des Deep Space Network bei Canberra/Australien empfangen zu werden. Um 03:53 MEZ am 7. Dezember wurde der Eingang dieses Signal dann auch von den Mitarbeiter des New Horizons-Kontrollzentrums am JHU/APL offiziell bestätigt.

Fünf Wochen ausführliche Tests
Obwohl sich New Horizons zu diesem Zeitpunkt immer noch rund 260 Millionen Kilometer von Pluto entfernt befand markierte dieses Ereignis zugleich auch den Beginn des eigentlichen Höhepunktes der Mission – den am 14. Juli 2015 erfolgenden Vorbeiflug der Raumsonde an dem Zwergplaneten. Die eigentliche wissenschaftliche Beobachtungskampagne des Pluto und seiner derzeit fünf bekannten Monde beginnt offiziell am 15. Januar 2015. Ab diesem Tag beginnen die sieben Instrumente der Raumsonde mit der systematischen Untersuchung des Pluto-Systems.

Zunächst sollen jedoch in den kommenden Tagen die aktuellen Navigations- und Telemetriedaten ausgewertet werden, wodurch sich für die an dieser Mission beteiligten Ingenieure ein Gesamteindruck über den allgemeinen Zustand der Raumsonde ergeben wird. Im Anschluss daran werden die verschiedenen Systeme und Instrumente der Raumsonde über mehrere Wochen hinweg weiteren ausführlichen Tests unterzogen. Im Rahmen dieser Überprüfungen wird unter auch erneut die komplette Kommandosequenz getestet, welche im kommenden Sommer während des Pluto-Vorbeifluges für die Steuerung der Raumsonde verantwortlich ist und die den Einsatz der Instrumente koordiniert.

Zudem soll in den kommenden Wochen ermittelt werden, ob New Horizons eventuell ein weiteres Kurskorrekturmanöver durchführen muss, um den Pluto am 14. Juli in der gewünschten Entfernung zu passieren. Die Auswertung der Daten über den gegenwärtigen Verlauf der Flugbahn führte im vergangenen Sommer zu dem Ergebnis, dass ein weiteres Korrekturmanöver – wenn überhaupt – wahrscheinlich frühestens im März 2015 notwendig sein wird.

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Der Beitrag New Horizons: Der Anflug an Pluto beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JHU/APL, The Planetary Society.

Die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde New Horizons soll am 14. Juli 2015 nach einem 9,5 Jahre dauernden Flug durch unser Sonnensystem den Zwergplaneten Pluto erreichen und dessen Oberfläche im Rahmen eines Vorbeifluges in einer Entfernung von rund 10.000 Kilometern passieren. Derzeit wird die Raumsonde einem ausführlichen „Annual Checkout“ – einer umfassenden Systemüberprüfung – unterzogen, welche noch bis zum 29. August 2014 andauern wird (Raumfahrer.net berichtete).

Ebenfalls während dieser ‚Wachphase‘ – die meiste Zeit ihres Fluges verbringt die Raumsonde in einem ‚Hibernationsmodus‘, in dem alle nicht zwingend für den Betrieb benötigten Instrumente und Systeme abgeschaltet sind – hat die Raumsonde in den Morgenstunden des 15. Juli 2014 ein Kurskorrekturmanöver durchgeführt, in dessen Rahmen die Geschwindigkeit von New Horizons noch einmal minimal verändert wurde. Ohne dieses Manöver, so die aktuellsten derzeit zur Verfügung stehenden Bahndaten des Pluto, hätte die Raumsonde diesen am inneren Rand des Kuiper-Gürtels beheimateten Zwergplaneten im nächsten Sommer rund 36 Minuten später erreicht als vorgesehen (Raumfahrer.net berichtete).

Optische Navigation
Zwecks der genauen Bestimmung des von der Raumsonde eingeschlagenen Kurses verfügt New Horizons über mehrere Sternsensoren und Sonnensensoren. Durch regelmäßig anzufertigende Aufnahmen kann durch die Auswertung der von diesen Systemen gewonnenen Bilddaten die exakte Flugbahn der Raumsonde sowie deren Orientierung im Raum ermittelt werden. Zusätzlich hat am 19. Juli 2014 eine erste von insgesamt vier „optischen Navigationskampagnen“ begonnen, für welche die LORRI-Kamera – eines der sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord von New Horizons – eingesetzt wird.

Zwischen dem 19. und dem 27. Juli fertigte die LORRI-Kamera hierzu pro Tag zwei Fotosätze von Pluto an, wobei jedes Bildset aus fünf Einzelaufnahmen bestand. Die dabei gewonnenen Aufnahmen sollen dem für den Flugbetrieb der Raumsonde verantwortlichen Team am Applied Physics Laboratory an der Johns Hopkins University (JHU/APL) in Laurel im US-Bundesstaat Maryland in erster Linie dazu dienen, den aktuellen Verlauf der Flugbahn noch weiter zu verfeinern.

Der Mond Charon
Aus 12 der dabei angefertigte Aufnahmen hat das Team des Applied Physics Laboratory zudem eine kurze Video-Sequenz erzeugt. Neben dem Zwergplaneten Pluto ist auf dieser Sequenz auch dessen größter ‚Begleiter‘, der rund 1.200 Kilometer durchmessende Mond Charon, deutlich erkennbar. Die entsprechenden Aufnahmen entstanden zwischen dem 19. und dem 24. Juli und dokumentieren somit zugleich einen fast kompletten Umlauf dieses Mondes um den Pluto – für einen Umlauf um den Zwergplaneten benötigt Charon etwa sechs Tage und neun Stunden.

Aus Entfernungen von zunächst 429 Millionen Kilometern und später von 422 Millionen Kilometern bedeckt der etwa 2.300 Kilometer durchmessende Zwergplanet Pluto auf den LORRI-Aufnahmen eine Fläche von vier Pixeln. Der in rund 19.500 Kilometern Entfernung umlaufende und nur etwa halb so große Charon nimmt dagegen eine Fläche von lediglich etwa zwei Bildpunkten ein. Die weiteren vier derzeit bekannten Monde des Pluto – die deutlich kleineren Monde Nix, Hydra, Kerberos und Styx – sind mit Durchmessern von mindestens zehn bis hin zu maximal 160 Kilometern dagegen deutlich zu klein, um von der LORRI aus dieser Entfernung ‚detektiert‘ zu werden.

Erst zu Beginn des Jahres 2015, so die Mitarbeiter des APL, wird sich New Horizons dem Pluto so weit genähert haben, dass auch diese Monde auf den Aufnahmen der LORRI-Kamera zu erkennen sein werden. Im Rahmen der während der zweiten optische Navigationskampagne, welche vom 25. Januar bis zum 6. März 2015 erfolgen soll, werden dabei zunächst Aufnahmen der Monde Nix und Hydra erwartet. Die dritte optische Navigationskampagne soll vom 5. April bis zum 15. Mai erfolgen und wird aufgrund der dann noch weiter verringerten Entfernung zum Pluto nochmals deutlich besser aufgelöste Bilder liefern. Die vierte Kampagne ist dann für den Zeitraum zwischen dem 27. Mai und dem 16. Juli angesetzt und beinhaltet auch erste Navigationsaufnahmen, welche erst nach dem Pluto-Vorbeiflug erzeugt werden.

Noch 404 Millionen Kilometer
Am 25. August 2014, lediglich vier Tage vor der Beendigung der derzeitigen ‚Wachphase‘, wird New Horizons die Umlaufbahn des Neptun, des am weitesten von der Sonne entfernt umlaufenden Planeten unseres Sonnensystems passieren. Gegenwärtig befindet sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 4,374 Milliarden Kilometern zur Erde. Bis zum Erreichen des Pluto müssen noch weitere 2,7 Astronomische Einheiten – dies entspricht in etwa 404 Millionen Kilometern – zurückgelegt werden.

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Der Beitrag Kamera von New Horizons zeigt den Plutomond Charon erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA / APL.

Updates für Software zur Steuerung der Sonde und für Software zur Steuerung von Datenerfassung und Speicherung, die auf einer der beiden Computeranlagen der Sonde läuft, wurden unter Verwendung des DSN (Deep Space Network) über eine Entfernung von mehr als 1,5 Milliarden Kilometern an New Horizons übertragen und in Betrieb genommen.

Das APL (Applied Physics Laboratory) an der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland, das die Softwareupdates angestoßen und kontrolliert hat, teilte mit, dass das Raumfahrzeug und seine Computer wie vorgesehen funktionieren. In den nächsten Tagen sollen weitere Updates stattfinden. Für die Systeme der Sonde, die die Autonomie des Raumfahrzeugs gewährleisten, und das Navigations- und Lagekontrollsystem sind ebenfalls Aktualisierungen vorgesehen. Die Software für diese Systeme läuft auf einer zweiten Computeranlage der Sonde.

Die Rechner der beiden Computeranlagen sind aus Gründen der Redundanz jeweils doppelt vorhanden, so dass es insgesamt vier unabhängige Rechenanlagen gibt. Die Updates sind Ergebnis der Erfahrungen, die man bisher beim Betrieb der Sonde auf Ihrem Flug seit dem Start am 19. Januar 2006 gemacht hat. Sie bereinigen einige Fehler in den Programmen und enthalten einige Funtionalitätserweiterungen.

Der Beginn der Mission: New Horizons unterwegs zum Pluto

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: ILS/Raumfahrer.net.

Die amerikanische Idee, eine Raumsonde zu dem äußersten Planeten des Sonnensystems und darüber hinaus in den so genannten Kuiper-Gürtel zu schicken, hat eine äußerst wechselvolle Geschichte hinter sich. Die ursprünglich vom Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickelte Mission Pluto-Kuiper Express wurde nach mehrjähriger Entwicklungsdauer von der NASA im Jahr 2000 wegen deutlicher Budgetüberschreitungen gestrichen. Daraufhin brach in der wissenschaftlichen Community ein Proteststurm los, auf Internetseiten wie beispielsweise PlutoMission wurde aktiv für die Unterstützung einer Pluto-Mission geworben. Darüber hinaus wurde auch bei politischen Entscheidungsträgern in den USA massive Lobby-Arbeit für eine Forschungsmission zum einzigen Planeten des Sonnensystems, den bis heute noch keine Raumsonde „besucht“ hat, geleistet.

Schließlich führten all diese Bemühungen zu dem Erfolg, dass ein konkurrierender Entwurf der Johns Hopkins University ausgewählt und die dafür notwendigen zusätzlichen Gelder Anfang 2003 endgültig bewilligt wurden: New Horizons war auf den Weg gebracht. Die Raumsonde soll ein Jahr nach dem Start im Januar 2006 mit einem so genannten Swing-by-Manöver an Jupiter vorbei Geschwindigkeit gewinnen und voraussichtlich im Sommer 2015 an Pluto und seinem Mond Charon vorbeifliegen. Danach wird die Raumsonde weiter in Richtung des Kuiper-Gürtels fliegen und versuchen, mehr über die Abermilliarden Mitglieder dieses Überrestes aus den Anfangszeiten des Sonnensystems herauszufinden.

Mit der nun bekanntgegebenen Entscheidung für ein Trägersystem ist die New Horizons-Mission wieder einen wichtigen Schritt in Richtung Realisierung vorangekommen. Der Start der Raumsonde soll mit der leistungsfähigsten Version der neu entwickelten Atlas V-Raketenfamilie stattfinden. Die so genannte Atlas V 551 ist mit fünf Feststoffboostern und einer Nutzlastverkleidung mit fünf Metern Durchmesser ausgestattet, die nicht nur die Raumsonde, sondern auch noch die komplette Centaur-Oberstufe umhüllt. Der erste Start einer Atlas V-Rakete in der 500er-Konfiguration hat erst vor wenigen Tagen erfolgreich stattgefunden (Raumfahrer.net berichtete).

Der Beitrag Trägerrakete für Pluto-Sonde gebucht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

8. Dezember 2001 – Schon lange existieren Pläne für eine Mission zum einzigen noch nicht von einer Raumsonde besuchten Planeten unseres Sonnensystems. Die Entwicklung einer solchen Mission lief bereits einige Jahre lang unter dem Namen „Pluto-Kuiper Express“ (PKE), federführend war das NASA-eigene „Jet Propulsion Laboratory“ (JPL). Es war geplant, eine Raumsonde am Planeten Pluto vorbeifliegen zu lassen, dabei Daten und Aufnahmen von ihm und seinem Mond Charon zu machen und schließlich im zweiten Teil der Mission Objekte im sogenannten „Kuiper-Gürtel“ zu untersuchen. Zusammen mit zwei weiteren Missionen bildete der PKE ein Programm zu Erforschung des äußeren Sonnensystems.

Die NASA stoppte jedoch im September 2000 alle drei Missionen dieses Programms, da die Kosten aus dem Ruder zu Laufen begannen. Die Vermutung liegt nahe, daß die seinerzeit schon virulenten Budgetüberschreitungen bei den amerikanischen Leistungen für die Internationale Raumstation die Entscheidung für diesen Schritt begünstigt haben.

Der Protest vieler Wissenschaftler nach Bekanntwerden des Stopps der PKE-Mission war sehr stark. Immer wieder wurde Unverständnis darüber geäußert, daß ausgerechnet diese sehr zeitkritische Mission gestoppt worden war: Einerseits tritt nur alle paar Jahre eine Planetenkonstallation auf die es erlaubt, die Anziehungskraft des Jupiter für einen Flug zum Pluto zu nutzen und so die Reisezeit für eine Raumsonde signifikant zu reduzieren; andererseits entfernt sich Pluto auf seiner stark elliptischen Umlaufbahn seit 1990 wieder von der Sonne, was etwa ab 2020 aufgrund der sinkenden Temperaturen auf dem Himmelskörper zu einem Gefrieren der Planetenatmosphäre führen wird, wodurch Untersuchungen zur Zusammensetzung dieser Atmosphäre für etwa zweihundert Jahre unmöglich werden (erst dann nähert sich Pluto wieder soweit der Sonne, daß sich erneut eine Atmosphäre bilden kann).

Nicht zuletzt aufgrund dieses starken Engagements für eine Pluto-Mission hat die NASA dann im Dezember 2000 verschiedene Universitäten und Organisationen aufgefordert, Vorschläge für eine neue Pluto-Mission zu unterbreiten. Im Sommer diesen Jahres wurden dann zwei Designstudien ausgewählt, die jeweils 450.000 US$ erhielten, um ihre Vorschläge in den folgenden Monaten weiter auszuarbeiten. Ende November wurde dann die Entscheidung für das „New Horizon“-Projekt bekanntgegeben. Die von verschiedenen amerikanischen Universitäten, Forschungsinstituten sowie dem JPL gemeinsam erarbeitete Missionsstudie sieht vor, entweder im Dezember 2004 oder im Januar 2006 eine Sonde unter Ausnutzung der Gravitationskraft des Jupiter zu Pluto und seinem Mond Charon zu schicken, wo sie je nach Startdatum und gewählter Flugroute zwischen 2014 und 2018 eintreffen soll. Wie schon bei der vormals geplanten PKE-Mission ist ein Vorbeiflug an diesen beiden Himmelskörpern mit eingehenden Untersuchungen geplant, bevor die Sonde weiter zum sich außerhalb der Pluto-Umlaufbahn anschließenden Kuiper-Gürtel fliegen soll, wo dann einige Jahre später einige der diesen Gürtel ausmachenden, asteroidenähnlichen Himmelskörper untersucht werden sollen.

Die nun bewilligten Geldmittel sind natürlich nur ein Teilbetrag der für diese Mission auf insgesamt 500 Mio US$ veranschlagten Kosten. Erst durch sie sind allerdings die anvisierten Starttermine überhaupt noch realisierbar, vorausgesetzt natürlich, daß die NASA auch nach Abschluß der nun begonnenen zweiten Projektphase die „New Horizon“-Mission immer noch befürwortet. Die Raumsonde soll über verschiedene Beobachtungsinstrumente verfügen, mit deren Hilfe die globale Geologie und Morphologie von Pluto und seinem Mond Charon charakterisiert, die Zusammensetzung ihrer Oberfläche ermittelt und die Pluto-Atmosphäre untersucht werden soll. Angesichts unserer immer noch sehr rudimentären Kenntnisse über diesen Planeten und seinen Mond – wobei viele Astronomen mittlerweile der Ansicht sind, daß Pluto eher als ein Bestandteil des Kuiper-Gürtels denn als ein Planet bezeichnet werden sollte – bleibt nur zu wünschen, daß die nun ausgewählte Mission auch tatsächlich und termingerecht umgesetzt werden wird.

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Quelle: InSpace / rk / DSi 29. Juni 2001.

„Wäre es nicht cool, zum Pluto zu fliegen?“, fragt eine neue Planetary Society Website, die Kindern hilft, dem amerikanischen Kongress ihre Gedanken über eine Pluto-Mission mitzuteilen.

Die Planetary Society setzt sich massiv für eine Mission zum „letzten Planeten“ unseres Sonnensystems ein, seit die Arbeit am NASA-Projekt Pluto-Kuiper-Express gestoppt im Herbst 2000 gestoppt wurde. Nun lädt die Society alle jungen Menschen dazu ein, ihre Sicht der Dinge über eine Pluto-Erforschung mitzuteilen.

Auch Erwachsene sind laut Planetary Society dazu eingeladen, sich an der Forderung einer Pluto-Mission zu beteiligen.

Der Grund, warum man dieses Unterfangen derzeit so massiv vorantreibe, sei die Problematik, dass die Atmosphäre des Pluto zunehmend bis zum Boden einfrieren werde, da sich sein Orbit derzeit weiter von der Sonne wegbewegt. Die nächste Gelegenheit zur Erforschung der Atmosphäre würde sich dann erst in ca. 200 Jahren wieder ergeben.

Mehr Informationen und die Möglichkeit, eine Nachricht an den US-Kongress zu schicken, findet man auf der Planetary-Homepage (https://www.planetary.org/).

Der Beitrag „Planetary Society“ befürwortet Pluto-Mission erschien zuerst auf Raumfahrer.net.