gov-civil-vilareal.ptNæsten 4,7 milliarder miles fra Solen er der mere i horisonten til New Horizons -missionen
>Alan Stern husker den nat, han første gang skimte Arrokoth. Det bizarre Kuiper -bælteobjekt, der ville fange millioner af nysgerrighed, lurede stadig et sted ukendt den juni nat i 2014, hvor sommervarmen i Houston var kølet af overalt, men missionskontrol.
Klokken var 3 om morgenen, hvor forskere med kaffe drev spændt på, at New Horizons skulle stråle noget tilbage til Jorden. Stern så nervøst den interplanetariske rumsonde, der allerede havde været på en farlig rejse til Pluto og videre, navigere i kanten af solsystemet. Værelset summer af koffein og forventning. Det søgte i solsystemets yderpunkter efter Kuiper-bælteobjekter, som tilsyneladende undgik det, indtil noget materialiserede sig på skærmen-en dobbeltlobet sten, der ikke lignede noget udenjordisk objekt, som han eller nogen andre nogensinde havde skimtet før.
Vi var sådan, hvad er det? Stern, hovedforsker for New Horizons og planetforsker ved Southwest Research Institute (SWRI), fortæller til SYFY WIRE. Det var bare utroligt. Denne ting, den kommer bare ud af himlen og viser sig at være spektakulær. Jeg kunne ikke have håbet på et større resultat end Arrokoth -flyby, og det havde ingen rigtig regnet med.
Objektet blev senere identificeret som planetesimalt 2014 MU69 omdøbt til Arrokoth efter Powhatan -ordet for 'himmel'. Dette møde ville fortsætte med at ændre, hvordan NASA ville udføre planetestimale flybys. I løbet af lørdag aften, syv år senere, New Horizons nået en sjælden milepælsafstand på 50 AU, eller næsten 4,7 milliarder miles fra Solen. Det, der adskiller New Horizons fra missioner som Juno eller Perseverance, er, at Pluto for det meste havde levet i skyggen af NASA -missioner med bedre kendte planeter som Jupiter og Mars. Missionen blev lanceret for at udforske de mysterier, som dette himmellegeme, som havde (nogle mener uretfærdigt) var degraderet fra planetarisk status , kunne have gemt sig.
Missionen har ikke været uden sine risici siden den blev lanceret i 2006. I modsætning til tidligere missioner NASA havde sendt til det ydre solsystem, var der ingen Voyager 2 til at sikkerhedskopiere rumfartøjet i tilfælde af at der skete noget. Stern og hans team måtte vente i ulidelige ni år, tættere på et årti, for at se det endelig nå Pluto uden at styrte og brænde i ingensteds bogstavelige kant.
10 ting, jeg hader ved dine sunde fornuftsmedier
Nye horisonter i dybt rum. Kredit: NASA
Med New Horizons havde vi bare ikke et budget til at bygge to som Voyagers, siger Stern. Så hvis der var sket noget, ville det være det, der var meget i mine tanker. Vi ville have det til at lykkes, fordi vi vidste, at Pluto ville være virkelig interessant, men ærligt talt overgik det langt mine forventninger, da vi faktisk så det tæt på. Det er bare et videnskabeligt vidunderland.
Da New Horizons blev bygget, var det yderst, hvor teknologien kunne vove sig dengang. Det, der hjemsøgte Stern, var, at det kunne ende som tidligere missioner fra 60'erne, 70'erne og 80'erne, med oplysninger om ukendte områder i rummet, der gik tabt og efterlod forskere intet andet valg end at samle de fragmenter af data, de havde venstre og sæt det sammen igen med de billeder, de havde.
Videnskaben om, hvordan fremmede planeter egentlig er, har vist sig at være endnu mere fascinerende, end hvad fiktion har drømt om dem. Selv videnskabelige forudsigelser landede ikke i nærheden af de vidundere, der ventede på at blive fundet. Inden missioner så avancerede som New Horizons var mulige, var der ingen, der forventede floder eller virkelig tegn på vand på Mars 'strålingsbombede ødemarker. Ingen kunne have gjort Merkur til at være en udsat jernkerne på en urplanet eller Jupiter for at få måner til at bryde ud med kryovulkaner, noget som Pluto ville ekko. Den ikke-helt-en-planet afslørede et fantastisk landskab med bjerge, kratere, kryovulkaniske oversvømmelser og ujævne istoppe, der skærer som knive ind i den mørke flade ovenover.
Vi er den første mission i det 21. århundrede, der gik til en anden planet, siger Stern. Med alt perspektivet fra tidligere missioner gjorde opgraderet teknologi meget, og vores forudsigelser blev bekræftet. Vi reagerede, fordi det var så spektakulært. Vi havde forsøgt at samle hele historien ud fra de data, vi havde, og mens vi får et A til udførelse, for den perfekte flyby, får vi et F for videnskabelig forudsigelighed. '
Hvad Stern og hans team opdagede om Pluto spillede næsten ud som en sci-fi-film. Det ser vildledende ud som en død iskugle. Satellitter og sonder, der er kommet tæt på andre objekter i solsystemet, havde tidligere afsløret, at jo mindre objektet er, desto færre geologiske træk, men det gjaldt naturligvis ikke for Pluto. Det var mere geologisk komplekst end New Horizons -teamet nogensinde kunne have forestillet sig. Mange store formationer på overfladen blev næppe født i går - i hvert fald i kosmologiske termer, når den igår er millioner af år.
Arrokoth. Kredit: NASA
Planetforsker Cathy Olkin, medforstander for New Horizons 'Ralph-instrument, var lige så overrasket. Ralph er et farvekamera og nær-infrarødt billeddannende spektrometer duo, der var i stand til at forestille Pluto i enestående detaljer.
Vi vidste, at det ville give detaljerede billeder af Plutos overflade og dets satellitter, der ikke var mulige fra Jorden, fortæller Olkin til SYFY WIRE. Som sådan forventede vi, at disse data ville transformere vores forståelse af Pluto -systemet. Men jeg var ikke klar over den kompleksitet og de aktive processer, som vi ville kunne se som et resultat af Ralph -dataene. Mødet med Pluto overskred mine undtagelser og forbløffede mig.
Ikke kun blev Pluto antaget at være lige så geologisk død, som den så ud, men uanset hvilke kræfter dens geologiske kræfter på en eller anden måde fortsat kører isoleret. De fleste små kroppe, såsom måner, drives af tidevandskræfter mellem dem og de massive planeter, de kredser om. Selvom Stern forventede, at ethvert lille tegn på geologisk aktivitet ville være et gennembrud, var hverken han eller hans kolleger klar til de enorme og overraskende unge kryovulkaner, de så på deres skærme gennem robotøjet New Horizons.
Pluto brød lige formen, siger han. Kryovulkanerne blæste os bare væk. Det omskrev virkelig alt, hvad vi troede, vi vidste, og vi er stadig ikke sikre på, hvordan Plutos geologiske motor fortsætter med at gøre det og ikke er løbet tør for damp.
For Olkin var en af de mest overraskende træk, New Horizons så på Pluto, en enorm gletscher, og Ralph -instrumentet brugte infrarød spektroskopi til at fortælle forskere tilbage ved missionskontrollen, at gletsjeren skyllede med frosset nitrogen, metan og kulilte.
Det var overraskende at se aktive geologiske processer, som tegn på konvektion i glacialiserne og strømmen af is fra terræn fra en højere højde til en lavere højde, sagde hun.
Ligesom vanddampe fra månerne Enceladus og Europa tyder på, at der er dybt vand langt under deres isskorpe, kan vulkansk aktivitet på Pluto betyde et hav under overfladen. Efter Pluto -flybyen indså Stern, at nedslagskrateret Sputnik Planitia gav potentielle beviser væk for et hav under miles af is og sten, der ville beskytte ethvert hypotetisk liv mod farerne i rummet. Pluto er for langt væk fra Solen til at blive ramt af de kosmiske stråler, solstorme og koronale masseudstødninger, der fortsætter med at torturere Mars, men det kan stadig uventet løbe ind i useriøse objekter eller endnu koldere molekylære skyer, når det kredser om solen.
Fordi Pluto har en tidevandsligevægt , hele dens skal bevæger sig med den ligevægt, som sandsynligvis nås fra et globalt indre hav. Selvom kun en sonde kunne bevise, at Pluto virkelig er en bizar havverden, der muligvis vrimler med liv, gjorde observationer af Sputnik Planitia det meget mere sandsynligt, og de organiske stoffer, der siver ud fra sine kryovolkaniske oversvømmelser ved overfladen, kunne være yderligere bevis på det.
På grund af Sputnik er der et meget stærkt omstændighedsargument om, at der er et hav inde i Pluto, siger Stern. Det er et meget langt skud, at vi bare fandt på det tilfældigt.
Sputnik Planitia, Plutos hvide 'hjerte'. Kredit: NASA
Plutons måner var endnu mere fremmed for os på Jorden end objektet, de kredsede om. Når man går ind i New Horizons, vidste alt, hvad Stern og hans team virkelig kendte til dem, deres relative lysstyrke og spektre, men intet om deres geologier eller formationer. De var også klar over, at den største måne, Charon , havde en overflade hovedsagelig lavet af vandis. Selvom Charon ikke er i nærheden af Pluto geologisk, er den stadig langt mere aktiv end nogen på missionen forventede. Flygtige stoffer, der undslap Plutos atmosfære, fortsætter med at tiltrække sig i de kolde fælder, der er dens usædvanligt mørke polare iskapper.
New Horizons ’plasmasensorer tog til sig gassernes flugtfrekvens i Plutos atmosfære, som var tusind gange lavere end forudsagt. Dens atmosfære forventedes også at ligne en komets mere, men det viste sig overraskende at være mere jordisk end noget andet. Det, der går ind i Charon og forvandler sig til sort is, kunne næsten være kommet fra vores egen planet.
Med Charon hører du ofte forskere sige: 'Vi ødelagde lærebogen med denne mission', forklarer Stern. Vi skrev virkelig lærebogen fra bunden. Vi vidste ikke noget om Charon, men det viser sig, at Charon er en spektakulært interessant verden. Der er også noget sci-fi ved dens iskapper, hvor gasser fra Plutos atmosfære bliver forarbejdet til mørke materialer.
Hydra er en plutonisk måne, der kunne fortælle os mere om Jordens fortid. Stern mener, at det er den nærmeste analogi til dannelsen af Jorden, da vores planet bare var en protoplanet, der stadig undergik kosmiske kollisioner og tilførte mere materiale i det kaos, der engang var vores solsystem. Satellitter som Hydra er rester fra dannelsen af større stenede planeter og måner (og hvad du nu vil kalde Pluto).
New Horizons fandt ud af, at Charons ting skabte alle Plutos måner, da de alle dannede sig på den samme protoplanetariske skive med objekter, der flyver overalt, som om de blev slynget rundt i en kosmisk flipperspiller. New Horizons ’LORRI- og NVIC -kameraer arbejdede sammen for at se, hvordan nogle af Plutos imponerende bjergkæder dannede sig. Nogle var eftervirkningen af påvirkninger, der efterlod kratere som Sputnik Planitia. Andre kunne have dannet tektonisk, hvilket kan forklare de kryovulkaner, der eksploderer i eksotiske is. Der er stadig andre formationer, der endnu ikke skal forstås.
Endnu et andet objekt, som Stern mener kunne sende os tilbage til det spirende solsystem, er Arrokoth. Efter mange års kontroverser om, hvilke modeller og teorier der var de mest levedygtige til at forklare, hvordan planeter dannede sig, da universet stadig var ungt og varmt og generet, har dette objekt, der dukkede op af ingenting, sandsynligvis svaret.
Arrokoth er en planetesimal; det kunne fortælle os, hvordan planetesimaler dannes, siger han. Det viser beviser for, at sådanne objekter kan dannes uden kollisioner, og det kan ske med binær tilvækst. Det er almindeligt accepteret, at Arrokoth mere eller mindre afgjorde sagen. Det viste stabilitet i det, der er kendt som a sammenbrudsmodel , der udelukker andre modeller for planetdannelse, og det var en kæmpe ting for New Horizons - det var noget, vi ikke havde regnet med.
At finde ud af dette ville ikke have været muligt uden Ralph -instrumentet, som observerede det primitive objekt for at forstå dets oprindelse og dannelse.
Fra Ralph -data ved vi, at de to lapper har lignende farver og overfladesammensætninger, bemærker Olkin. Dette hjælper os med at forstå, hvordan Arrokoth dannede sig - sandsynligvis på grund af en langsom fusion fra to objekter, der dannedes i det samme miljø, derfor den samme farve og sammensætning. Jeg ville elske [at] få New Horizons til at flyve nær et andet objekt i vores solsystems yderste rækkevidde for at lære endnu mere om dette gådefulde rumområde. '
Plutos største måne, Charon, og dens mørke iskapper. Kredit: NASA
Stern er også optimistisk med hensyn til at flyve efter et andet mystisk objekt fra Kuiperbæltet, så længe New Horizons ikke brænder alt sit brændstof på i forsøget på at finde et. Kuiperbæltet er en heterogen blanding af objekter. Fra støvpartikler til hulrende asteroider og planetesimaler som Arrokoth, dannede de sig oprindeligt i forskellige populationer, som er fra hele solsystemet. Nogle er måske endda blevet slynget dertil fra det interstellare rum.
For nu er New Horizons på udkig efter at finde et objekt fra en anden befolkning end Arrokoth, og det objekt kan have noget mere at fortælle os tilbage på Jorden om begivenheder, der kun kunne skrives på det underlige sprog i rumsten.
Dette er en mission med ren opdagelse, siger Stern. Vi vidste ikke nok om Pluto til at have mange videnskabelige spørgsmål, og selv når vi ved mere, overrasker tingene os stadig. Måske får vi endnu et Arrokoth -øjeblik.
