Nors marsaeigiai ir „Rosetta“ zondas antraštėse puikuosis ir 2015-aisiais, scena parengta kitai Saulės sistemos misijai – į Plutoną nusitaikiusiai „New Horizons“.

Atrastas 1930 m. Plutonas buvo laikomas planeta, kurios masė prilygsta Žemės. Taip manyta iš dalies dėl jo šviesumo ir klaidingos prielaidos, kad jis trikdo Neptūno ir Urano orbitas.

Slenkant dešimtmečiams ir tobulėjant Plutono stebėjimams, jo masė vis mažėjo: mažesnė, nei Marso, tada dar mažesnė – mažesnė nei mūsų Mėnulio. Galiausiai, 1978 metais atradus didžiausią Plutono palydovą Charoną, tapo įmanoma tiksliai nustatyti jo masę – vos daugiau nei 0,2 proc. Žemės masės.

Nepaisant mažutės masės ir dydžio (Plutonas daug mažesnis už Mėnulį), planeta jis laikytas iki 2006 rugpjūčio 24 d., kai Tarptautinė astronomijos sąjunga paskelbė oficialų termino „planeta“ apibrėžimą.

Plutonui, kaip ir anksčiau Cererai, buvo priskirtas nykštukinės planetos statusas ir jis tapo vienu iš nykštukinių planetų klasės narių.

Čia yra, čia nebe

Nepaisant „pareigų pažeminimo“, Plutonas vis vien lieka stulbinančiu objektu. Kadangi Plutono paviršiaus atspindinčioji geba labai aukšta, jis daug šviesesnis už kitus transneptūninius kūnus. Tai prisidėjo prie ankstyvo jo atradimo bei dydžio ir masės pervertinimo, todėl jis taip ilgai ir buvo laikomas planeta.

Plutonas apie Saulę skrieja 248 metus, iš kurių 20 metų jis būna arčiau Saulės nei Neptūnas. Tuo metu būdamas afelyje (tolimiausiame taške), Plutonas nuo Saulės skrieja beveik 49 kartus toliau nei Žemė.

Todėl Plutono paviršiaus temperatūra dramatiškai kinta – Plutono gaunamo Saulės spinduliavimo kiekis per jo metus skiriasi beveik tris kartus.

Čia, kaip manoma, ir glūdi Plutono neįprastai didelės atspindėjimo gebos paslaptis. Kai jis pastarąjį kartą pasiekė perihelį (tai nutiko 1989 metais), suledėjusios metano, azoto ir anglies dvideginio dujos jo paviršiuje ėmė sublimuotis, sudarydamos menkutę, tačiau išmatuojamą atmosferą.

Kai jis vis traukiasi į Saulės sistemos gelmes ir temperatūra nukrenta, ši atmosfera sušąla ir nukrenta atgal ant paviršiaus kaip šviežias sniegas.

Saulės sistemos šaldiklio kelionė

Efemeriška Plutono atmosferos prigimtis buvo vienas iš „New Horizons“ misijos kūrimą ir paleidimą paskatinusių faktorių.

2006 metais paleistam zondui priklauso didžiausio žmogaus sukurto objekto paleidimo greičio rekordas. Ir ne veltui – buvo siekiama pasiekti Plutoną anksčiau, nei jo atmosfera vėl nukris ant jo paviršiaus.

Po devynių su puse metų kelionės „New Horizons“ praskries Plutoną 2015-ųjų liepos 14 dieną. Kitaip nei „Rosetta“, kuri gali suktis apie savo taikinį rinkdama duomenis, Plutono ir „New Horizons“ susitikimas bus trumputis.

Visas zondas sukurtas taip, kad išspaustų kuo daugiau naudos iš siauro galimybės lango – tikimasi, kad, švilpdamas pro nykštukinę planetą mažne 14 km/s greičiu, prie Plutono paviršiaus jis priartės per 10 000 km. Lėkdamas tokiu greičiu „New Horizons“ milijono kilometrų nuo Plutono ruože praleis trumpiau, nei 40 valandų.

Pabusk, miegančioji gražuole

2007-ųjų vasarį „New Horizons“ praskriejo šalia Jupiterio, panaudodamas milžiniškos planetos trauką papildomam kelionės link Plutono pagreitinimui. Priartėjimas taip pat buvo panaudotas zondo instrumentams išbandyti ir pateikė įspūdingus didžiausios Saulės sistemos planetos ir jos palydovų vaizdus.

Po šio pagreitėjimo „New Horizons“ perėjo į ilgo „žiemos miego“ stadijas, taip taupydamas energiją pagrindiniam įvykiui. Kartkartėmis jis nubusdavo ir atsiųsdavo žinutes, kad viskas veikia.

Galutinis pabudimas įvyko gruodžio 6 d., ir dabar „New Horizons“ rengiasi pagrindinei savo misijai.

Ankstyvieji stebėjimai

Dabar, kai jis pabudęs, planuojama, kad „New Horizons“ pradės atidžiai stebėti Plutoną ateinantį sausį.

Gegužės pradžioje jis bus pakankamai priartėję prie Plutono sistemos, kad galėtų daryti aukštesnės kokybės vaizdus, nei „Hubble“ kosminis teleskopas. Tad misijos komanda galės ieškoti zondo kelyje skriejančių nežinomų palydovų ar planetos žiedų.

Artindamasis prie Plutono, zondas toliau fotografuos nykštukinę planetą ir jos palydovus. Svarbiausias periodas bus paskutinės kelios dienos prieš glaudžiausią prisiartinimą, kadangi zondas bandys išsaugoti kuo daugiau informacijos, kad per vėlesnius mėnesius galėtų parsiųsti ją Žemėn.

Dangiškas šešių dienų apsisukimo valsas

Plutono ir didžiausias jo palydovo Charono apsisukimo periodas trunka kiek daugiau nei šešias dienas ir devynias valandas – tiek pat trunka ir jų apsisukimas apie bendrą jų masės centrą.

Tai reiškia, kad viena Charono pusė visada žvelgia į Plutoną – lygiai kaip Mėnulio viena pusė atsukta į Žemę. Bet kitaip, nei Žemės ir Mėnulio sistemoje, Plutonas taip pat nenusisuka nuo Charono.

Skriedamas pro šią sistemą „New Horizons“ stengsis sudaryti Plutono žemėlapį – bet dėl labai greito praskridimo geriausi vaizdai atskleis tik vieną nykštukinės planetos pusrutulį. Iki priartėjimo ir vėliau daryti atvaizdai padės mokslininkams užpildyti trūkstamas Plutono paviršiaus vietas.

Ne vien vaizdai…

„New Horizons“ yra kur kas daugiau nei vien brangi, greitai skriejanti fotografavimo platforma. Iš viso zonde yra septyni moksliniai prietaisai – kiekvienas jų atliks vis kitą Plutono ir jo palydovų tyrimą.

Žinoma, kai zondas bus arčiausiai, jis darys įspūdingas nuotraukas ir tikriausiai būtent jos užvaldys publikos fantaziją drauge su spalvotais viso Plutono žemėlapiais, kur bus galima įžiūrėti 50–100 m skersmens objektus.

Kol „New Horizons“ kameros fiksuos Plutoną ir palydovus, kiti instrumentai atliks nykštukinės planetos atmosferos ir paviršiaus spektroskopinius matavimus, kurie leis nuodugniai ištirti jų cheminę sudėtį.

Tuo pat metu SWAP ir PEPSSI instrumentai šniukštinės itin retos Plutono atmosferos viršutinius sluoksnius, gaudys daleles ir nustatinės jų sudėtį bei matuos, kaip Saulės vėjas veikia dujinę medžiagą per besibaigiančią Plutono vasarą.

„New Horizons“ netgi pateiks žinių apie Plutono vidinę struktūrą. Matuodami smulkiausius zondo nuokrypius, šiam lekiant pro nykštukinę planetą, astronomai galės grubiai nustatyti masės pasiskirstymą joje.

Tai galėtų parodyti Plutono diferencijavimosi laipsnį – ar jis turi branduolį, mantiją ir plutą, kaip Žemė, ar yra homogeniškesnis, kaip mūsų Mėnulis.

Duomenys į Žemę keliaus apie 9 mėnesius

Duomenų perdavimas iš Plutono – nelengvas iššūkis. Kai „New Horizons“ labiausiai priartės prie Plutono, nuo Žemės jį skirs 5 milijardai kilometrų – arba daugiau nei pusantros šviesvalandės.

Būnant taip toli, zondo susisiekimas su Žeme bus labai ribotas – maždaug 1kbit/s. Tokie greičiai pažįstami menantiems telefonų linijų modemų erą – vaizdų gavimas iš „New Horizons“ primins naršymą internete dešimtojo dešimtmečio viduryje!

Dėl neįtikėtinai siauros linijos surinkti duomenys į Žemę keliaus apie 9 mėnesius, nors pagrindinė „New Horizons“ Plutono misija truks maždaug vieną dieną.

Tad, užuot apsiriję „New Horizons“ vaizdais didžiausio prisiartinimo metu, regėsime lėtą naujų, jaudinančių rezultatų srovelę, teikiančią džiaugsmą beveik metus.

Į begalybę ir toliau …

Kai Plutonas liks už „New Horizons“, misija toli gražu nebus baigta. Keletą pastarųjų metų astronomai didžiausiais antžeminiais teleskopais ir „Hubble“ kosminiu teleskopu ieškojo kitų objektų už Neptūno orbitos, kuriuos „New Horizons“ galėtų aplankyti per savo tarpžvaigždinę kelionę į vieną pusę.

Galutinis grafikas dar nenustatytas – bet „Hubble“ teleskopu padarytose nuotraukose „New Horizons“ komanda jau aptiko tris potencialius taikinius už Plutono, pavadintus PT1, PT2 ir PT3.

Tačiau kol kas dėmesys sutelktas į Plutoną ir žmonijos pirmąjį susitikimą su objektu už Neptūno orbitos.