Nog nooit was Pluto zo scherp

Aan het lange wachten van de wetenschappers achter de Amerikaanse ruimtesonde New Horizons komt nu een einde. De missie bereikt na bijna tien jaar eindelijk zijn doel. Op 14 juli scheerde New Horizons op ongeveer tienduizend kilometer langs de dwergplaneet en zal hem in ongekend detail bestuderen. Ondertussen komen er elke dag betere foto’s van Pluto naar de aarde.

3 juli 2015

De Kennis van Nu: Pluto

Bijna tien jaar is ruimtesonde New Horizons onderweg geweest, op weg naar de laatste Grote Onbekende van het zonnestelsel: Pluto. Hoe ziet deze nieuwe wereld er uit? Zijn er bergen, rivieren en misschien wel leven? Of is het een koude dode dwergplaneet, vol kraters? Astronaut André Kuipers en planeetonderzoeker Sebastiaan de Vet nemen vanavond om 19:20 in De Kennis van Nu Elisabeth van Nimwegen mee op een reis naar dwergplaneet Pluto.

Jarenlang had het fotoboek van ons zonnestelsel een vrijwel lege bladzijde. Hoewel de meeste planeten tot in redelijk detail waren onderzocht moest Pluto het doen met opnames van de Hubble-telescoop, waarop het hemellichaam – inmiddels een dwergplaneet – nauwelijks meer is dan een lichtpuntje. Maar de beelden die New Horizons de afgelopen weken naar de aarde stuurde, verraden steeds meer detail. Inmiddels zien we een beige bolletje (met een paar details), met op enige afstand Pluto’s relatief grote maan, Charon.

Twee foto’s gemaakt door New Horizons rond 27 juni. — Twee foto’s van Pluto (beige) en Charon (grijs) gemaakt door New Horizons rond 27 juni.
NASA

Hoewel er op het eerste oog misschien nog niet zo heel veel te ontdekken valt op de foto’s zijn de betrokken wetenschappers natuurlijk al druk bezig om de beelden te interpreteren. Dat levert doorgaans alleen maar meer vragen op. “We weten niet wat de vlekken op Pluto zijn die we op de laatste foto’s zien en bovendien is het nog gissen waarom Charon veel grijzer lijkt te zijn dan Pluto”, laat hoofdonderzoeker Alan Stern op de website van NASA weten.

Het lijkt op deze foto alsof Pluto een gigantische krater heeft, maar het zou natuurlijk ook een speling van het licht kunnen zijn. — Een krater op Pluto?
NASA

Verder is er een foto gepubliceerd waarop Pluto (met een beetje goede wil) een gigantische krater lijkt te hebben. Of dat echt zo is, of dat het hier slechts een speling van het licht betreft, zal de komende week blijken.

Kosmisch schampschot

Deze maand komt al het werk van Stern en collega’s tot een hoogtepunt. Op 14 juli, om 13:50 uur, vliegt New Horizons op ruim 10.000 kilometer langs de planeet. Een kosmisch schampschot, want de sonde moest 4,76 miljard kilometer reizen om haar doel te bereiken. Met bijna 50.000 km per uur vliegt New Horizons dwars door de baan van Charon. Dat is overigens een bewuste keuze: deze plek is hoogstwaarschijnlijk vrij van ruimtepuin omdat het netjes door de maan is opgeveegd.

Sinds het begin van dit jaar maakt New Horizons regelmatig foto’s van haar doel. Eerst waren dat slechts lichtpuntjes aan de nachthemel, maar halverwege mei waren de foto’s al beter dan die van Hubble. En het gaat nog veel beter worden, want op de beste foto’s zijn straks details te zien van pakweg vijftig meter groot. Het lukt de sonde overigens niet om de volledige dwergplaneet in zoveel detail vast te leggen.

Op 14 juli komt ruimtesonde New Horizons bij dwergplaneet Pluto aan. Dit zijn de belangrijkste gebeurtenissen in Nederlandse tijd. — De belangrijkste gebeurtenissen (Nederlandse tijd) tijdens de *flyby* langs Pluto.
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Kennislink

De grote vraag is natuurlijk wat voor beelden New Horizons naar de aarde gaat sturen. Wetenschappers hebben wel ideeën. Ze verwachten een kleine en bevroren wereld, voor een groot deel bedenkt met stikstof- en methaanijs. Ook heeft Pluto een dunne atmosfeer bestaande uit voornamelijk stikstof.

Het zou ook kunnen dat er nieuwe manen worden ontdekt, waar Pluto met vijf stuks overigens al rijk in is bedeeld. Die manen hebben zeker niet het formaat van Charon (1200 kilometer), maar wellicht zijn er meer kleine maantjes zoals de recenter ontdekte Nix en Hydra. Zij hebben diameters van slechts enkele tientallen kilometers.

De wetenschappers hopen met New Horizons in ieder geval veel meer te leren over de regio waar Pluto huist: de zogenoemde Kuipergordel, vernoemd naar de van oorsprong Nederlandse astronoom Gerard Kuiper. Hier trekken ontelbare ijzige brokstukken tragen banen rondom de zon. Pluto is een van de grootste.

Er zijn inmiddels veel theorieën over het ontstaan van de Kuipergordel, maar die zijn vooral gestoeld op computersimulaties van bewegingen in het zonnestelsel. De gigantische afstand maakt het bestuderen van de objecten erg lastig. New Horizons gaat daar nu verandering in brengen.

Wetenschappelijke en symbolische bagage

Zoals gezegd heeft het even geduurd voordat de New Horizons haar doel bereikte. De sonde werd op 18 januari 2006 vanaf de Amerikaanse lanceerbasis Cape Canaveral gelanceerd met een recordsnelheid van ruim 58.000 km/h. Begin 2007 bereikte de sonde Jupiter, waar het waarnemingen deed en een stevige zet kreeg van de zwaartekracht van de grote planeet. Dat verkortte de rit naar Pluto met drie jaar naar een nog steeds respectabele 9,5 jaar.

New Horizons heeft zeven wetenschappelijke instrumenten aan boord:

Ralph: infrarood- en zichtbaar licht-camera. Fotografeert het oppervlak en verzamelt temperatuurinformatie.
Alice: ultravioletcamera. Analyseert bestanddelen van de atmosfeer van Pluto.
REX (Radio Science Experiment): analyseert de bestanddelen en temperatuur van de atmosfeer via radiogolven.
LORRI (Long Range Reconnaissance Imager): telescoopcamera. Fotografeert details op het oppervlak.
SWAP (Solar Wind Around Pluto): deeltjesdetector. Analyseert de zonnewind en de interactie met de Pluto-atmosfeer.
PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation): deeltjesdetector. Meet geladen deeltjes die de atmosfeer van Pluto ontsnappen.
SDC (Student Dust Counter): Vangt en analyseert stofdeeltjes die de sonde onderweg oppikt.

De verschillende instrumenten van de ruimtesonde New Horizons.
NASA

Energie haalt New Horizons uit een zogenoemde nucleaire batterij. Het gestage nucleaire verval van een voorraadje plutonium (erg toepasselijk natuurlijk) geeft warmte af dat kan worden omgezet in elektriciteit. De in de ruimtevaart gebruikelijke zonnepanelen zouden ter plekke veel te weinig energie produceren. De zon is daar ongeveer 1500 keer zwakker dan zij op aarde schijnt.

Naast wetenschappelijke instrumenten heeft New Horizons een flinke symbolische bagage. Onder andere een speciale munt van 25 dollarcent, een Amerikaanse vlag en een cd met daarop 434.738 namen die werden verzameld met het project Send your name to Pluto. Tot slot een kleine capsule met een deel van de gecremeerde resten van Clyde Tombaugh, de Amerikaan die Pluto in 1930 ontdekte.

Een leven na Pluto

Overigens is de sonde na 14 juli allerminst klaar. Ten eerste zal het nog maanden duren voordat alle data, die New Horizons in een paar dagen heeft verzameld, terug heeft gestuurd naar de aarde via de trage verbinding. Maar dan lonkt er wellicht nóg een doel.

De sonde heeft nog genoeg brandstof aan boord om haar koers te kunnen bijstellen naar een ander object in de Kuipergordel. De betrokken wetenschappers hebben hun zinnen gezet op het bezoeken van een van twee objecten van pakweg 50 kilometer groot, die een paar jaar na Pluto bezocht kunnen worden. In augustus zal in overleg met NASA worden bepaald waar New Horizons heen gaat.

Ook al zal deze ontmoeting misschien niet meer dan een ‘voetnoot’ in het fotoboek van het zonnestelsel zijn. Alle informatie is welkom over de regio die New Horizons nu voor het eerst van dichtbij fotografeert.