Je leest:

Aards bezoek voor het allerverste, allerkoudste planeetje

Aards bezoek voor het allerverste, allerkoudste planeetje

Auteur: | 14 januari 2006

In januari 2006 lanceert NASA de sonde New Horizons naar de negende planeet van ons zonnestelsel. Pluto en zijn maan Charon zijn nog nooit van dichtbij bekeken.

Alan Stern beantwoordt op de krankzinnigste momenten zijn e-mail. Twee uur ’s nachts; half vijf ’s morgens. Een telefonisch interview? Bel maar om elf uur ’s avonds, dan is het relatief rustig. Of hij ooit wel eens slaapt? Na 17 januari weer. Hopelijk. Als New Horizons veilig op weg is naar de rand van het zonnestelsel.

Artist’s concept van New Horizons tijdens zijn passage door het Pluto-stelsel. bron: NASA / JPL.

‘Mr. Pluto’ wordt de wetenschappelijk directeur van het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, gekscherend wel genoemd. Onterecht, vindt hijzelf: “De New Horizons-vlucht naar Pluto was onmogelijk geweest zonder de inzet en het doorzettingsvermogen van tientallen toegewijde wetenschappers en technici. Er moet niet de indruk ontstaan dat alles om Alan Stern draait.”

Aan de andere kant, hij is er wel al ruim vijftien jaar mee bezig. Sinds 1989 zijn er maar liefst vijf voorstellen voor een ruimtevlucht naar de verste planeet bij NASA ingediend. En weer van tafel geveegd. Te duur, te ingewikkeld, te onbelangrijk. Totdat een gezaghebbend rapport van de National Research Council in 2002 met een krachtige aanbeveling kwam. NASA en het Amerikaanse Congres gaven eindelijk groen licht.

In recordtijd werd de New Horizons-ruimtesonde ontworpen en gebouwd. Dinsdag moet hij gelanceerd worden, met een krachtige Atlas V-raket. En dan begint het grote wachten, want Pluto is ver weg – zes miljard kilometer om precies te zijn. Pas in juli 2015 worden de inspanningen beloond met de eerste closeups van de kleinste en verste planeet. En de enige die nog nooit eerder van nabij is bekeken. “Met New Horizons wordt de verkenningsfase van het planeetonderzoek voltooid,” aldus wetenschappelijk projectleider Stern.

Vluchtplan van New Horizons. De sonde is de allersnelste die NASA ooit heeft ontworpen. Na de lancering racet New Horizons in 9 uur naar de maan (de Apollo-vluchten deden daar een paar dagen over). In 2007 kan de sonde extra snelheid oppikken door een gravity assist van Jupiter. Met dat zetje komt New Horizons in 2015 aan bij Pluto, om daar met 14 km/s langs te zoeven. Daarna kan de sonde misschien nog onderzoek doen naar ijsdwergen in de Kuiper Gordel. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Hoewel, ‘planeet’ is misschien een groot woord voor de ijsbal die in 1930 min of meer toevallig werd ontdekt. Met een middellijn van 2274 kilometer is Pluto een stuk kleiner dan de maan. Hij zwalkt in een langgerekte, scheve baan om de zon, en de laatste jaren zijn er honderden soortgelijke ‘ijsdwergen’ ontdekt in de koude buitendelen van het zonnestelsel. Een daarvan blijkt zelfs een slagje groter te zijn dan Pluto.

Stern kan er niet mee zitten. Dan is het maar geen echte planeet, wat maakt het uit. Pluto is in elk geval een van de grootste vertegenwoordigers van een nieuwe, belangrijke klasse van hemellichamen. Want de ijsdwergen in de Kuipergordel zijn de stijfbevroren overblijfselen uit de ontstaansperiode van het zonnestelsel. Stern: “De ruimtereis naar Pluto is ook een reis terug in de tijd.”

Lange tijd was er weinig méér bekend over Pluto dan waar hij zich bevond en hoe hij heette. Daar kwam in 1978 verandering in, toen James Christy van het U.S. Naval Observatory een grote maan (Charon) ontdekte in een baan rond het ijsplaneetje. Dat leverde informatie op over de massa, de dichtheid en de samenstelling van het duo. En uit nauwkeurige helderheidsmetingen tijdens onderlinge bedekkingen van Pluto en Charon konden zelfs heel ruwe kaarten van de twee hemellichamen worden samengesteld.

Ruwe kaart van Pluto, gemaakt met de Hubble Space Telescope. bron: StScI.

De laatste maanden mag de verre planeet zich in een hernieuwde belangstelling verheugen. Afgelopen zomer schoof Charon voor een zwak sterretje langs, en daaruit kon de middellijn van de satelliet heel nauwkeurig bepaald worden op 1208 kilometer. Met een netwerk van submillimeter-telescopen op Hawaii werd de temperatuur van het Pluto-oppervlak onlangs vastgesteld op 230 graden onder nul – slechts 43 graden boven het absolute nulpunt. En vorig jaar bracht de Hubble Space Telescope het bestaan van twee nieuwe, kleine Plutomaantjes aan het licht.

“Een bonus,” volgens Stern. “Wie weet worden er de komende jaren nog meer kleine maantjes ontdekt, dat zou me niet verbazen.” New Horizons weet er straks wel raad mee, zegt hij: het toestel is uit voorzorg al zo ontworpen dat het meerdere objecten tegelijkertijd kan volgen. Al die waarnemingen moeten in korte tijd plaatsvinden, want de ruimtesonde vliegt straks met een snelheid van 14 kilometer per seconde door het Pluto-stelsel.

Tijdens die scheervlucht, op 15.000 kilometer afstand, worden closeups gemaakt waarop details van honderd meter groot zichtbaar zijn. “De sluier van geheimzinnigheid zal in één klap worden weggenomen,” aldus Charon-ontdekker Christy. Op de ijzige oppervlakken van Pluto en Charon hoopt Christy de geologische littekens te ontwaren van de sterke getijdenkrachten tussen de twee hemellichamen, die in slechts 6,5 dag om elkaar heen draaien. Maar, zegt hij, “onze verwachtingen zullen ongetwijfeld overtroffen worden door de verrassende realiteit.”

Pluto en Charon gezien door telescoop op de grond (links) en met de Hubble-telescoop (rechts). Zelfs de ruimtetelescoop kan het stelsel niet scherper in beeld brengen – daar is een ruimtesonde als New Horizons voor nodig.

De recente sterbedekking door Charon liet ook zien dat de grote Pluto-maan geen dampkring van betekenis heeft. Pluto zelf is daarentegen gehuld in een ijle stikstofatmosfeer, met een druk aan het oppervlak die honderdduizend keer zo klein is als de luchtdruk op aarde. Tenminste, zo lang het duurt. In zijn elliptische omloopbaan beweegt Pluto momenteel steeds verder van de zon af, en binnen een jaar of twintig koelt hij zo sterk af dat de stikstofmoleculen op het oppervlak neerslaan in de vorm van ijskristallen.

“We hebben eigenlijk geen idee wanneer de dampkring verdwijnt,” zegt Stern. “Hopelijk komen we op tijd aan om er nog metingen aan te verrichten.” Enige haast is dus wel geboden, vandaar dat planeetonderzoekers hopen op een geslaagde lancering vóór het einde van deze maand. Dan is het namelijk mogelijk om op weg naar Pluto dicht langs de reuzenplaneet Jupiter te vliegen, en zo wat extra vaart te maken. Vindt de lancering ná 28 januari plaats, dan komt New Horizons nog eens een paar jaar later bij Pluto aan.

Overigens is niet iedereen blij met de Pluto-vlucht. Actiegroepen hebben op Cape Canaveral al gedemonstreerd tegen de lancering, omdat New Horizons (eigenlijk heel toepasselijk) plutonium aan boord heeft voor de energievoorziening – zonnepanelen hebben op zes miljard kilometer afstand van de zon niet zo veel nut. De vervalwarmte van het radioactieve plutonium wordt omgezet in elektriciteit: in 2015 moeten de generatoren 200 watt aan vermogen leveren, genoeg voor de zeven wetenschappelijke instrumenten van de ruimtesonde, die ongeveer zo groot en zo zwaar is als een lelijke eend.

En na 2015? Dan vliegt New Horizons het zonnestelsel uit, de interstellaire ruimte in. Maar wel in een zorgvuldig uitgekiende baan, die hem tussen 2016 en 2020 langs nog twee kleinere ijsdwergen voert. “Tenminste,” zegt Stern, “als we tegen die tijd extra geld los kunnen krijgen bij NASA.”

Dit artikel verscheen op 14 januari 2006 in de Volkskrant.

Dit artikel is een publicatie van Allesoversterrenkunde.nl.
© Allesoversterrenkunde.nl, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 14 januari 2006

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.