Die Erforschung des Weltraums ist oft eine Übung zur verzögerten Befriedigung. Als das Raumschiff New Horizons 2006 seine Reise nach Pluto antrat, hatte Twitter gerade sein öffentliches Debüt gegeben. Jetzt, fast ein Jahrzehnt später, sind die sozialen Medien voll von großartigen Nahaufnahmen des Pluto-Systems, das sich als strukturierter und komplexer herausstellt, als man es sich nur vorstellen kann.
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Der nächste Teil des Besuchs des Raumschiffs war kurz, nur ein Sturzflug an Plutos sonnenbeschienenen Gesicht vorbei, der nur Stunden dauerte. Mit Instrumenten an Bord gelang es jedoch, einen Berg von Daten zu erfassen, die die Wissenschaftler jahrelang durchforsten werden, darunter Anzeichen großer Einschlagskrater, mehrfarbiges Terrain und eine Bestäubung der plutonischen Atmosphäre auf den Polen des großen Mondes Charon. Der erste Vorgeschmack auf hochauflösende Daten aus dem Vorbeiflug wird voraussichtlich heute Nachmittag veröffentlicht.
"New Horizons hat die detailliertesten Messungen, die jemals an Pluto und seinem System vorgenommen wurden, zurückgesandt und wird diese auch weiterhin zurückgeben", sagte NASA-Administrator Charlie Bolden in den euphorischen Augenblicken, nachdem das Team die Nachricht erhalten hatte, dass New Horizons seinen Vorbeiflug sicher abgeschlossen hatte. "Es ist ein historischer Gewinn für die Wissenschaft und für die Erforschung." Was wird New Horizons nun tun, wenn die Missionswissenschaftler hart auf der Erde arbeiten und sich Pluto im Rückspiegel befindet?
Für den Rest seiner Betriebsdauer wird das Raumschiff durch eine Region des Weltraums, den Kuiper-Gürtel, ein Reservoir kalter, eisiger Körper am Rande des Sonnensystems rasen. Ende August werden die Missionsmanager ein mögliches Nachfolgeziel auswählen: ein kleines Kuiper-Gürtel-Objekt (KB) am rechten Umlaufbahnpunkt für ein mögliches Rendezvous. Diese Objekte gehören zu den ältesten und ursprünglichsten Eis- und Gesteinsbrocken des Sonnensystems - Überreste des Prozesses, der vor etwa 4, 6 Milliarden Jahren unsere kosmische Nachbarschaft geprägt hat.
"Dies wäre völlig unerforschtes Gebiet. Wir waren noch nie in der Nähe eines dieser kleineren Objekte im Kuipergürtel", sagt der Missionswissenschaftler John Spencer vom Southwest Research Institute. "Im Kuipergürtel sind die ursprünglichen Bausteine des Sonnensystems noch vorhanden, viele an den Orten, an denen sie sich gebildet haben. Wir können diese Aufzeichnung in diesen kleineren Objekten sehen."
Pluto ist auch ein KBO - das größte bekannte - und aus diesem Grund ist es nicht so gut wie eine Aufzeichnung der Vergangenheit des Sonnensystems, sagt Casey Lisse, Missionswissenschaftler am Applied Physics Laboratory (APL) der Johns Hopkins University. "Pluto ist so groß, dass es sich seit seiner Entstehung verändert, verdichtet und zusammengezogen hat", sagt er. "Wir sehen das, weil es rund ist - es ist groß genug, um durch seine eigene Schwerkraft zusammengewachsen zu sein, um die rauen Kanten abzurunden." Wenn wir die ursprünglichsten Dinge im äußeren Sonnensystem untersuchen wollen, müssen wir viel kleinere Körper aufsuchen.
Die richtigen Ziele für eine längere Mission zu finden, erforderte eine Kombination aus Glück und Pech. "Wir würden nicht zufällig in die Nähe von einem kommen - wir brauchten definitiv ein Ziel", sagt Spencer. Aber wenn Pluto selbst für das mächtige Auge des Hubble-Weltraumteleskops nur eine pixelige Lichtkugel war, wie könnte man dann hoffen, Bilder von weiter entfernten Objekten zu finden, die nur einen Bruchteil seiner Größe haben?
Zur Erleichterung der Wissenschaftler gab das Suchteam im Oktober 2014 bekannt, dass drei vielversprechende Optionen etwa eine Milliarde Meilen hinter dem Pluto-System gefunden wurden. Zwei der Objekte sind heller und daher wahrscheinlich größer. Frühe Schätzungen gehen von einer Breite von 34 Meilen aus. Die dritte Option ist kleiner, vielleicht 15 Meilen breit, aber nach der Pluto-Begegnung wäre sie leichter zu erreichen.
"Ein Kriterium für die Auswahl des Ziels ist der Treibstoff", sagt Curt Niebur, leitender Programmwissenschaftler des New Frontiers-Programms der NASA, das die Mission New Horizons finanzierte. Eine Kurskorrektur erfordert einen hohen Kraftstoffverbrauch. Das Team muss sich daher für ein Ziel entscheiden und das Raumschiff bis Ende Oktober oder Anfang November ausrichten, um eine sichere Ankunft im Jahr 2018 zu gewährleisten.
Egal, welches KBO den Schnitt macht, New Horizons würde uns dann einen beispiellosen Blick auf die Landschaft in dieser kalten Grenze gewähren. "Wir werden nur in der Nähe eines KBO fliegen, aber wir werden vielleicht ein Dutzend aus der Ferne beobachten", sagt Spencer. "Wir werden nach Monden suchen und die Helligkeit aus verschiedenen Winkeln betrachten, also werden wir andere Objekte untersuchen, aber nicht im Detail als Hauptziel."
Diese Nachfolge-Mission ist noch keine Selbstverständlichkeit: Der Pluto-Vorbeiflug war der Hauptpunkt von New Horizons, und das Team muss mehr Mittel beantragen, um seine Wissenschaft auf ein kleines KBO auszudehnen. Sollte die Erweiterung nicht möglich sein, wird das New Horizons-Wissenschaftsteam weiterhin Informationen über die abnehmende Brise des Sonnenwinds in dieser fernen Region des Weltraums sammeln, ähnlich den Magnet- und Plasmadaten, die noch gesammelt werden von den beiden Voyager-Sonden. Voyager 2 kann sogar als Leitfaden für New Horizons dienen, wenn es die Heliosphäre erforscht, die Blase aus Sonnenmaterial, die unser Sonnensystem kokoniert, während wir durch die Galaxie rasen.
Die im August 1977 gestartete Voyager 2 raste an Uranus und Neptun vorbei, bevor sie tiefer in die Heliosphäre vordrang. Sie kreuzte 1989 sogar in der Nähe von Plutos Umlaufbahn, aber ein Besuch hätte bedeuten müssen, durch Neptun zu fliegen - offensichtlich keine Option. Jetzt ist Voyager 2 ungefähr 9, 9 Milliarden Meilen von der Erde entfernt, im äußeren Teil der Sonnenblase, der sogenannten Heliosheath, und überträgt immer noch Daten. New Horizons wird einen ähnlichen Weg in die mysteriösen Ränder des Sonnensystems einschlagen.
"Es ist ein großer Zufall, dass New Horizons in etwa dieselbe heliosphärische Länge hat wie Voyager 2", sagt der Missionswissenschaftler Ralph McNutt von APL. "Obwohl Voyager 2 viel weiter entfernt ist, haben wir einen vorgeschalteten Monitor." Wie bei den Voyager-Sonden sollten die von New Horizons zurückgegebenen Daten den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, was passiert, wenn der Sonnenwind verblasst und der interstellare Raum überhand nimmt - wichtige Hinweise, wie die Heliosphäre uns vor der Beschädigung von als galaktischer Kosmos bekannten Hochenergieteilchen schützt Strahlen. New Horizons wird es wahrscheinlich nicht bis zum äußersten Rand der Blase schaffen, bevor der Treibstoff aufgebraucht ist, aber es wird für Jahrzehnte wertvolle wissenschaftliche Beiträge leisten.
"Wir sollten bis in die 2030er Jahre Strom haben, damit wir in den äußeren Teil der Heliosphäre vordringen können", sagt Spencer. "Solange wir weiterhin gute Daten erhalten - und die NASA davon überzeugen können, dafür zu zahlen -, werden wir die Daten weiterhin erhalten, da wir uns in einer einzigartigen Umgebung befinden, in der wir noch nie zuvor waren."
