Vorschlag für eine Pluto-Orbiter-Mission

Ein Astronomen-Team vervollständigte das erste Design für einen Pluto-Orbiter.

Ein Team des Southwest Research Institute, das interne Forschungsgelder verwendete, beschäftigte sich mit der Frage zu einer möglichen künftigen Pluto-Orbiter-Mission. Den Durchbruch definierte eine Treibstoff sparende Orbital-Tour mit der ein Orbiter nach der Vermessung und Untersuchung des Pluto-Systems seine Erkundung im Kuipergürtel fortsetzen könnte. Über diese und andere Ergebnisse der Studie wurde vor kurzem in einem Workshop über die künftige Erkundung von Pluto und dem Kuipergürtel auf einer Konferenz der American Astronomical Society in Knoxville, Tennessee, berichtet.

Stellvertretender Vizepräsident und Planetenforscher Dr. Alan Stern leitete die SwRI-Studie. Das Team entdeckte vor allem, dass zahlreiche wichtige wissenschaftliche Ziele mit Hilfe von Gravitations-Verstärkung durch Plutos großen Mond Charon erreicht werden könnten, was Treibstoff sparen würde. Der Orbiter könnte seine Umlaufbahn wiederholt ändern, um verschiedene Aspekte von Pluto, seiner Atmosphäre, seinen fünf Monden und seiner Umgebung zu untersuchen. Eine zweite Erkenntnis zeigt, dass der Orbiter, nachdem er seine wissenschaftlichen Ziele im Pluto-System erreicht hat, Charons Gravitation nützen könnte, um ohne Treibstoff aus dem System zu entkommen um weiter hinein in den Kuipergürtel zu fliegen, wo die Sonde das gleiche elektrische Antriebssystem verwenden könnte, um andere Zwergplaneten und kleinere Kuipergürtel-Objekte zu erforschen.

„Das ist bahnbrechend“, sagte Stern. „Zuvor dachte die NASA und die planetare Wissenschaftsgemeinschaft, dass der nächste Schritt bei der Erkundung des Kuipergürtels darin bestehen würde, entweder Pluto und seine Monde intensiver zu studieren oder einen anderen Zwergplaneten und kleinere Objekte des Kuipergürtels zu untersuchen. Unsere Studien zeigen aber, dass wir beides in einer einzigen Mission tun könnten.“

Zum Team gehören außerdem der Raumfahrtexperte und Mission-Designer Dr. Mark Tapley und die Planetenwissenschaftlerin Dr. Amanda Zangari sowie der Projektmanager John Scherrer und die Leiterin der Software Tiffany Finley, alle von der Space Science Engineering Division vom SwRI.

Finley entwarf die Pluto Orbiter-Tour mit Dutzenden von Schwerkraft-Manövern um Charon. „Diese Tour ist weit davon entfernt, optimiert zu sein, aber sie ist in der Lage, fünf oder mehr Vorbeiflüge bei jedem der vier kleinen Monde von Pluto zu machen, während Plutos polare und äquatoriale Regionen mit Hilfe von Veränderungen der Flugbahn untersucht werden. Der Plan erlaubt auch umfangreiche hautnahe Begegnungen mit Charon, bevor der Orbiter in Plutos Atmosphäre für eine Probenentnahme eintaucht, ehe die Sonde Charon zum letzten Mal benutzt, um für neue Aufgaben in den Kuipergürtel zu entkommen“, sagte Finley.

Tapley´s Arbeit zeigt, dass ein elektrisches Antriebssystem, ähnlich jenem welches die Mission Dawn verwendete, den Orbiter antreiben könnte, um ihn zu anderen bekannten Objekten des Kuipergürtels zu fliegen. „Tatsächlich haben wir herausgefunden, dass es sogar möglich wäre, nach dem Studium von Pluto einen zweiten Zwergplaneten im Kuipergürtel zu erreichen und in dessen Umlaufbahn zu gelangen!“ sagte Tapley.

Darüber hinaus führte Zangari eine separate Studie durch, welche Missionen zu den 45 größten Kuipergürtel-Objekten und Zwergplaneten untersuchte, wobei Starts zwischen 2025 und 2040 möglich wären. Ihre Arbeit skizzierte mögliche Missionen mit einem Zeitrahmen von 25 Jahren oder auch weniger, um die Zwergplaneten Eris und Sedna über Jupiter-Neptun Swing bys, Quaoar, Makemake und Haumea über Jupiter-Saturn Swing bys und Varuna nach einem Jupiter-Uranus Swing by zu erreichen. Ein Artikel, der diese Arbeit beschreibt, wurde vom Journal of Spacecraft and Rockets angenommen.

31. Oktober 2018/SP
Verein Kuffner-Sternwarte