Wissenschaftliche Erkenntnisse über Pluto: Große Erwartungshaltung
Die Raumsonde New Horizons befindet sich jetzt in den allerletzten Phasen ihrer Annäherung an Pluto. Erstmals in der Geschichte der Menschheit wird dieser ferne Zwergplanet und seine Monde besucht. Das zweite Ziel dieser Mission ist die Erforschung des riesigen Gebietes am Rande unseres Sonnensystems, des sogenannten Kuiper-Gürtels. Es ist das eisige Reiche kleiner Körper, auch Eiszwerge genannt, die dies ferne Zone bevölkern.
Um diese Mission erfüllen zu können, ist New Horizons mit einigen der modernsten Instrumente ausgestattet, die je auf einer Planetenmission mitgeflogen sind. Dies schuf bei der wissenschaftlichen Gemeinschaft und in der Öffentlichkeit eine Aura großer Erwartungen. Alle wollen möglichst viel über die bis jetzt noch unerforschten Aussenbereiche unseres Sonnensystems in Erfahrung bringen.
Nachdem die Raumsonde seit dem Start im Jahr 2006 mehr als fünf Milliarden Kilometer im interplanetaren Raum zurückgelegt hat und nach den erfolgten, hoch produktiven sechs Monaten in denen der seit Jänner 2015 aktive Long Range Rexoannaissance Imager (LORRI) immer wieder Bilder und Daten zur Erde sandte, beginnen am 12. Juli die nahen wissenschaftlichen Beobachtungen Plutos. Dies ist zwei Tage vor der größten Annäherung. Seit die Mission ab 23. Juni die dritte Annäherungsphase an Pluto begann, gab es tägliche Beobachtungen des gesamten Pluto-Systems. Es kamen hunderte von interessanten Bildern des fernen Zwergplaneten zur Erde, die mit jedem Tag reicher an Details wurden.
Am 12. Juli, wenn sich die Raumsonde knapp vor ihrer größten Annäherung befindet, werden Daten die bereits gesammelt wurden zurück zur Erde gesendet; einschließlich optischer Navigations-Bilder und die meisten Nahaufnahmen die es zu diesem Zeitpunkt gibt. Der Zweck dieser Daten- Downlinks hat zwei Gründe. Einerseits um sicherzustellen, dass die meisten Bilder von Pluto und Charon, die bereits erstellt wurden, sicher auf der Erde gelandet sind und auf der anderen Seite kann so die Raumsonde den Daten-Recorder leeren, um für die intensive Zeit der größten Annäherung möglichst viel Speicherkapazität zu haben.
Am Tag der größten Annäherung und nachdem bereits alle zur Erde gesandten Daten aus dem Recorder gelöscht wurden, wird New Horizons Pluto im Abstand von nur 13 700 km passieren und Charon im Abstand von 29 500 km, so dass Aufnahmen der beiden Himmelskörper mit einer Auflösung von bis zu 0,4 km/Pixel möglich werden. Mit dieser Auflösung sind spektakuläre Bilder möglich, welche die wissenschaftlichen Ziele der Mission erfüllen können. Dazu gehören geologische Details und Farbaufnahmen von Pluto und seinen Monden, sowie detaillierte Oberflächenkartierungen; sowohl von Pluto als auch von Charon. Auch Untersuchungs-Ergebnisse von Plutos Atmosphäre und deren mögliche Wechselwirkung mit Charon werden erwartet. Darüber hinaus hofft das Wissenschaftsteam, eine Reihe langjähriger offener Fragen über den Aufbau beider Himmelskörper und ihrer dynamischen und geologischen Entwicklung beantworten zu können.
Die Zeit der größten Annäherung bedeutet aber nicht das Ende von Plutos Erforschung. Nach dem Vorbeiflug wird New Horizons so positioniert, dass die Sonde in der Lage ist zu beobachten, wie Pluto die ferne Sonne bedeckt, so dass die Forscher auf der Erde des Zwergplaneten Nachtseite und seine atmosphärischen Temperaturen untersuchen können und eine Suche nach eventuell vorhandenen Ringe starten.
Nach dem Abflug von New Horizons aus dem Pluto-System wird für den Rest des Jahres bis Dezember die Fernerkundung von Plutos Monden fortgeführt, bis die Grenzen der Auflösung für die bildgebenden Systeme erreicht sind.
Bemerkenswert ist, dass entgegen der landläufigen Meinung am Tag der größten Annäherung die Raumsonde nicht alle Daten zurück zur Erde sendet, weil sie vollauf damit beschäftigt ist, Daten während des Vorbeiflugs zu sammeln. Alles was die Sonde während dieser intensiven 24-stündigen Begegnung mit dem Plutosystem in der Lage sein wird zu tun, ist, dass die Sonde einen kurzen Ton sendet der anzeigt, dass sie erfolgreich das Pluto-System passiert. Da das Signal mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein wird, kann es am 14. Juli um 21:09 EDT, rund 4,5 Stunden nach der größten Annäherung, empfangen werden.
Selbst dann wird die Sonde noch bis in die Morgenstunden des 15. Juli warten, bevor sie mit der Übertragung der ersten Partie von Schwarz-Weiß-Bildern des Plutosystems beginnt. Die Daten werden quälend langsam mit 1 Kilobit pro Sekunde von der Raumsonde zur Erde übertragen. Dies liegt daran, dass bei dem gegenwärtigen Abstand von mehr als 5 Milliarden Kilometer von der Erde die Signale so schwach sind, dass sie nur von den 70-m großen Antennen des Deep Space Network in den USA, Spanien und Australien aufgefangen werden können.
Trotzdem plant das Wissenschaftsteam, die verfügbaren Bilder der Öffentlichkeit innerhalb der ersten 48 Stunden nach Empfang zu präsentieren, damit jeder an diesem historischen Ereignis, dem ersten nahen Vorbeiflug der Menschheit an Pluto, teilnehmen kann.
Obwohl New Horizons nur das Pluto-System passiert und aus technischen Gründen da nicht länger verweilen kann, wird die Sonde mehr als 60 Gigabit oder mehr als 7 Gigabyte an wissenschaftlichen Daten sammeln. Aufgrund der großen Entfernung von der Erde und den langsamen Datenraten, mit denen die Sonde mit den Boden-Controllern kommuniziert, wird es etwa 1½ Jahre dauern, bis alle Daten heruntergeladen sind.
Weit davon entfernt, nur eine Ein-Tages-Mission zu sein, werden sich New Horizons Wissenschaftler und die Öffentlichkeit gleichermaßen lange Zeit damit beschäftigen, da sich uns die fernen Welten zum ersten Mal und nur langsam offenbaren.
9. Juli 2015/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
