WIE ALAN STERN PLUTO AUF DIE ERDE BRACHTE INNOVATION | SMITHSONIAN - ARTIKEL, INNOVATION, INNOVATOREN, WISSENSCHAFT, RAUM

Alan Stern versprach seinen Mitarbeitern, dass ihr Pluto-Vorbeiflug die Titelseite der New York Times über der Falte bilden würde. Aber selbst Stern hatte nicht damit gerechnet, dass die Errungenschaft am 15. Juli in 450 Zeitungen an derselben prominenten Stelle erscheinen würde, am Morgen nachdem das Raumschiff New Horizons von Pluto flitzte und es für immer von einem bloßen Lichtpunkt in eine dreidimensionale Welt mit verwandelte seine eigene Identität. "Menschen graben Erforschung", sagte Stern, um die globale Faszination zu erklären.

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Die Menschen graben auch hart erkämpften Triumph, und was für ein Triumph es war, ein Gerät, das nicht schwerer als ein Smart-Auto ist, über das Sonnensystem zu schleudern und es sich mehr als neun Jahre und drei Milliarden Meilen später mit einer Eissphäre treffen zu lassen, die kleiner als unser Mond ist . Das Kunststück hat uns erneut gezeigt, dass vielleicht das einzige Wunderbarer als der Raum selbst der menschliche Verstand ist, der unerbittlich darauf besteht, ihn zu verstehen.

Stern, ein Planetologe, Luft- und Raumfahrtingenieur, stellvertretender Vizepräsident für Forschung und Entwicklung am Southwest Research Institute und Hauptforscher der New Horizons-Mission, hat Pluto vor Jahrzehnten ins Visier genommen und Raumschiffe entworfen, um ihn mehrere Male zuvor zu untersuchen Seine Pläne zu verwirren, lange bevor sie die Startrampe erreichten. Seine beharrliche Entschlossenheit ist einer der Gründe für den glänzenden Erfolg dieser Mission, aber Entschlossenheit ist auch eine Eigenschaft, die viele Hunderte von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern teilen, die im Laufe der Jahre an dem Projekt gearbeitet haben. Sterns einzigartiger Beitrag war sein geschickter Pragmatismus bei der Bewältigung der Finanzierungshindernisse der NASA und des Missionsgenehmigungsprozesses, einer Welt voller traumtötender Gefahren (siehe „Plutonic Love“, Juni 2015). Als NASA-Veteran setzte Stern eine Idee in die Tat um, die über die klassische technische Ästhetik „Weniger ist mehr“ hinausgeht. Stellen Sie sich vor, weniger ist das Meiste.

Um schnell nach Pluto zu gelangen, musste das Raumschiff leicht sein. Es wog nur 1.054 Pfund beim Start. Die sieben an Bord befindlichen wissenschaftlichen Instrumente, die eine lange Liste von Aufgaben hatten, einschließlich der Kartierung von Pluto und seines größten Mondes, der Aufnahme von hochauflösenden und farbigen Bildern, der Untersuchung seiner Geologie und Zusammensetzung, der Messung des Sonnenwinds und der Erkennung von Staub, sind nur 66 Pfund schwer. Damit das Raumschiff leicht sein konnte, musste die Instrumentierung effizient sein. Alle Instrumente arbeiten mit nur 28 Watt, was nicht ausreicht, um eine Glühbirne mit Strom zu versorgen.

Aufgenommen am 14. Juli 2015, zeigt dieses hochauflösende, farbverbesserte Bild Plutos Landformen. Viele der Landformen haben ihre eigenen Farben. (SWRI / JHUAPL / NASA)

Das Konzept eines Künstlers der New Horizons-Sonde, die sich im Juli 2015 Pluto nähert. Die kleine Kugel ist Charon, der größte der fünf bekannten Monde von Pluto. (SWRI / JHUAPL)

Dieses Bild zeigt Plutos hochgelegene Dunstschicht (blau), die vermutlich durch vom Sonnenlicht initiierte chemische Reaktionen von Stickstoff und Methan verursacht wurde. (SWRI / JHUAPL / NASA)

Der große weiße Bereich auf diesem hochauflösenden Bild ist Plutos „Herz“. Er wird Sputnik Plunum genannt und ist reich an Stickstoff, Kohlenmonoxid und Methaneis. (SWRI / JHUAPL / NASA)

Dieses Foto wurde am 14. Juli 2015 in der Nähe des Sonnenuntergangs aufgenommen, als sich das Raumschiff Pluto am nächsten näherte. Es zeigt eine weite, eisige Ebene, das Sputnik-Planum, das im Westen von zerklüfteten 11.000 Fuß hohen Bergen und im Osten von Geländeschnitten flankiert wird von scheinbaren Gletschern. Am Horizont sind auch mehr als ein Dutzend Staubschichten zu sehen, die Plutos Atmosphäre ausmachen. (SWRI / JHUAPL / NASA)

Das Raumschiff New Horizons steht am Kennedy Space Center, bevor es im Januar 2006 auf seiner neunjährigen Mission nach Pluto gestartet wird. (NASA)

Der Ermittlungsleiter von New Horizons, Alan Stern (zweiter von links), steht mit vier Mitgliedern seines Teams kurz nach der Enthüllung des Pluto-Nahaufnahmebildes. (© Michael Soluri)

Das New Horizons Pluto-Team, angeführt (im Vordergrund von links) von Glen Fountain, Alice Bowman, Alan Stern und Harold Weaver (© Michael Soluri)

"Mein Gott, die verdammte Maschine hat funktioniert - es hat wirklich funktioniert", berichtet David DeVorkin, leitender Kurator am Nationalen Luft- und Raumfahrtmuseum von Smithsonian, über den Erfolg der Mission. „Wie hat er es geschafft? Ich meine, es ist eine Art Zen-Sache ... Diese Art von Konzentration und intensive Aufmerksamkeit für jeden möglichen Notfallplan für alles, was schief gehen könnte. “Trotz oder wahrscheinlicher aufgrund seines optimierten Designs schaffte es New Horizons, dies zu tun Sammeln Sie 50 Gigabit an Daten, 5.000-mal so viele wie die Mariner 4-Sonde, die 1965 vom Mars geflogen wurde, und geben Sie die erste Nahansicht dieses Planeten wieder.

Bereits in den 1990er Jahren, als Stern für eine weitere Mission von Pluto plante, bei der es zu keinem Start kam, entwickelte er die clevere Strategie, ein Raumschiff über einen längeren Zeitraum in den Schlafzustand zu versetzen, um die Anzahl der zum Steuern und Überwachen des Fahrzeugs erforderlichen Personen zu verringern Einsparung von Betriebskosten. New Horizons hat diese Strategie übernommen. Nach einem erfolgreichen Schub durch Jupiters Schwerkraft verbrachte New Horizons 1.892 von 3.058 Tagen im Winterschlaf. Ebenso beschloss Stern, das Raumschiff während des Vorbeiflugs nur auf sein Ziel zu fokussieren, um so viele wertvolle Daten wie möglich zu erhalten, und das Raumschiff erst später wieder auf die Erde zu richten, um diese Daten nach Hause zu senden. Es bedeutete keine sofortige Belohnung, und selbst jetzt fließen die Informationen schnell ein, da er einen weniger leistungsstarken Sender und eine kleinere Antenne verpackte, um Kosten und Gewicht zu sparen.

Das atemberaubende erste Foto von Plutos Oberfläche zeigt Berge, die sich über 300 Meter erheben - eine wunderbare Überraschung für Astronomen, denn Stickstoff-Eis, das den größten Teil von Plutos Oberfläche bedeckt, sollte unter seinem eigenen Gewicht zusammenbrechen. Lange acht Wochen später, nach dem Labor Day-Wochenende, deckten New Horizons die alten Krater von Pluto auf, glatte, helle Ebenen, geballte Hügel und Dünen, eine unerwartete Verschmelzung von Landschaften, die an anderer Stelle im Sonnensystem zu finden waren, einschließlich auf Mars und Jupiters Mond Europa. Es gibt Anzeichen von fließenden Gletschern und sich kreuzenden Kanälen, die möglicherweise durch Flüssigkeit oder Matsch auf dem „Planeten“ verursacht wurden. (Pluto wird offiziell als „Zwerg“ -Planet eingestuft, aber Stern nennt es immer noch einen Planeten - und wer wird ihn aufhalten? "Astronomen haben keine Polizei", sagt er.) Daten von einem Instrument namens Alice - sein Partnerinstrument ist Ralph - fanden eine stickstoffreiche Atmosphäre, die sich tausend Meilen über Plutos Oberfläche erstreckte. In Sterns Lieblingsbild ragen bisher, 15 Minuten nach der nächsten Annäherung aufgenommen, separate, ausgeprägte Spitzen in den Dunst darüber, die selbst aus ausgeprägten konzentrischen Ringen bestehen. Die letzten Daten werden erst Ende nächsten Jahres eintreffen. Aber nachdem Sie lange gewartet haben - 14 Jahre, um die Mission zu planen und die Genehmigung zu erhalten, 4 Jahre, um das Fahrzeug und die dazugehörigen Systeme zu konstruieren und zu testen sowie mehr als 9 Jahre auf dem Transportweg -, was ist noch für ein Jahr? "Sie müssen mit verzögerter Befriedigung in Ordnung sein", sagt Stern.

In jenen frühen Tagen vor der Mission, als Pluto noch als Planet eingestuft wurde, hatte Stern eine andere kluge Idee. Die Sonde hätte ihre wissenschaftlichen Ziele mit nur sechs Instrumenten erreichen können. Aber Stern war nicht zufrieden - es muss noch Platz für einen geben. Und so fügten sie ein hochauflösendes Fernrohr hinzu, mit dem die Beobachtungen sechs Monate früher beginnen konnten, indem sie Pluto während des Anflugs fotografierten, was die wissenschaftliche Rendite erheblich steigerte, ohne die Kosten zu erhöhen. Diese frühen Bilder waren auch ein Anziehungspunkt, der die Mission umso verlockender für die neuen und alten Plutophilen hier auf der Erde machte. Stern hat unsere Aufmerksamkeit erregt und uns dazu gebracht, mehr zu wollen. Jetzt sind auch wir bereit, darauf zu warten.

Seine Weltraummission New Horizons zeigt uns erstmals Pluto aus der Nähe