Z prędkością ponad miliona kilometrów na dobę międzyplanetarna sonda New Horizons, która wcześniej badała Plutona, zbliża się do obiektu z Pasa Kuipera 2014 MU 69 nazwanego Ultima Thule. Gdy większość ludzi na Ziemi będzie świętować Nowy Rok lub odsypiać sylwestrową zabawę, ziemski statek kosmiczny dokona bliskiej eksploracji niewielkiego świata położonego na odległych rubieżach Układu Słonecznego. Z każdą chwilą narasta podekscytowanie tym wydarzeniem, Nowe Horyzonty i NASA tworzą historię dzięki tej epickiej eksploracji. 1 stycznia 2019 roku, o godzinie 6.33 naszego czasu, New Horizons przeleci zaledwie 3500 km ponad powierzchnią małego obiektu z Pasa Kuipera (KBO) oddalonego wówczas od Ziemi aż o ponad 6 miliardów 600 milionów km . Będzie to najdalszy obiekt w kosmosie, jaki kiedykolwiek odwiedził ziemski statek kosmiczny.
Wizja artystyczna przelotu New Horizons obok Ultima Thule. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
Głównym celem misji New Horizons był Pluton. Po niezwykle udanych i przełomowych badaniach tej planety karłowatej w 2015 roku, zespół misji użył Teleskopu Kosmicznego Hubble’a, by wyszukać następny obiekt Pasa Kuipera, który mógłby zostać zbadany przez sondę. Korzystając z obserwacji wykonanych za pomocą teleskopu Hubble w dniu 26 czerwca 2014 r., zespół naukowców odkrył obiekt, który Nowe Horyzonty mogłyby osiągnąć dzięki dostępnemu paliwu. Obiekt został następnie oznaczony jako 2014 MU69. W wyniku głosowania tysięcy internautów wybrano dla niego bardziej przyjazną nazwę „Ultima Thule”, co oznacza „Kraniec poznanego świata”. Nazwa doskonale reprezentuje to, co NASA i New Horizons robi: badanie najdalszego i prawdopodobnie najbardziej pierwotnego obiektu, jaki kiedykolwiek odwiedzono w kosmosie.
Statek kosmiczny New Horizons wystartował w przestrzeń kosmiczną 19 stycznia 2006 r. z przylądka Canaveral na Florydzie, przy użyciu rakiety nośnej Atlas V 551 rozpoczynając swoją odyseję do Plutona i Pasa Kuipera. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
Aby wykorzystać asystę grawitacyjną Jowisza i zwiększyć prędkość sondy, 28 lutego 2007 roku New Horizons przeleciał koło Jowisza, wykonując obserwacje tej planety, jej księżyców i pierścieni. Na tym zdjęciu Jowisz w podczerwieni i jego wulkaniczny księżyc Io. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
Sonda New Horizons zarejestrowała ten obraz Plutona w wysokiej rozdzielczości 14 lipca 2015 roku. Powierzchnia Plutona ma niezwykłą gamę subtelnych kolorów. Wiele form terenu ma swoje odrębne kolory, opowiadając skomplikowaną historię geologiczną i klimatologiczną. Obraz zachęca do powiększenia obrazu w pełnej rozdzielczości, aby w pełni docenić złożoność cech powierzchniowych Plutona. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
6 Statek kosmiczny New Horizons wykonał ten obraz Charona tuż przed największym zbliżeniem 14 lipca 2015 r. Paleta barw Charona nie jest tak różnorodna jak Plutona; najbardziej uderzający jest czerwonawy północny (górny) region polarny, nieformalnie nazwany Mordor Macula. Charon ma 1214 kilometrów średnicy. Image Credit: NASA / JHUAPL / SwRI
Orbita Ultimy, jest prawie kolista i znajduje się w odległości 44 au (6,6 miliarda kilometrów) od Słońca. Jest położona w rejonie Pasa Kuipera, zwanego zimnym klasycznym pasem. Podczas gdy większość obiektów w Pasie Kuipera tworzyła się wśród gigantycznych planet, a następnie przemieszczała się na ich obecne orbity, ciała w zimnym, klasycznym regionie faktycznie uformowały się w ich obecnym położeniu. Dlatego naukowcy postrzegają MU69 2014 jako swego rodzaju „kapsułę czasu”, w której Nowe Horyzonty pomogą im znaleźć protoplanetarną materię, z której powstały pierwsze ciała Układu Słonecznego. Szczególnie intrygujący jest czerwony odcień MU69 na zdjęciach. Przyjmuje się, że substancje organiczne, a ściślej mówiąc, długołańcuchowe węglowodory, które pochłaniają promieniowanie UV i widzialne fale niebieskiej części widma, manifestują się w ten sposób. Być może Nowe Horyzonty będą w stanie potwierdzić te hipotezy, a nawet odkryć nowe związki organiczne, które mogły istnieć we wczesnym dzieciństwie Układu Słonecznego.
Przy średnicy zaledwie 25 -30 kilometrów Ultima jest blisko 100 razy mniejsza od Plutona, ale jej wartość naukowa jest olbrzymia. Z tego, co przypuszczamy, Ultima Thule powstała 4,5 -4,6 miliarda lat temu, 6,5 miliarda km od Słońca. Przez cały ten czas orbituje w tak ogromnej odległości od Słońca i w temperaturze niemal zera bezwzględnego, że prawdopodobnie stanowi najlepszą próbkę pierwotnej mgławicy słonecznej, jaką kiedykolwiek badano. Nic takiego nigdy nie zostało zbadane. Podstawowymi celami przelotu nad Ultimą jest odwzorowanie jej cech powierzchni i składu, określenie, czy ma ona atmosferę, oraz wyszukiwanie jakichkolwiek satelitów lub pierścieni, które może posiadać. Sonda, która rozpoczęła misję w 2006 r. i która eksplorowała system Plutona w 2015 r., jest wyposażona w siedem potężnych przyrządów naukowych do przeprowadzenia tej eksploracji. Wszystkie zostaną wykorzystane w badaniach Ultimy.
Instrumenty naukowe na pokładzie New Horizons. Image Credit: NASA / JHUAPL / SwRI
Trzy z tych urządzeń są urządzeniami optycznymi. LORRI, kamera rozpoznawcza dalekiego zasięgu, składa się z teleskopu o średnicy 20 cm, który zasila CCD – cyfrowe urządzenie obrazujące wrażliwe na wszystkie widoczne długości fal – i jest to kamera o najwyższej rozdzielczości na pokładzie New Horizons. Drugi instrument o nazwie Ralph zawiera m.in. cztery matryce CCD z kanałami filtrów kolorowych. Co ważne, Ralph zawiera także spektrometr w podczerwieni, który będzie używany do obrazowania powierzchni Ultimy. Trzecim przyrządem optycznym na pokładzie New Horizons jest Alice, spektrometr pracujący w ultrafiolecie, który będzie używany do wyszukiwania gazów emitowanych z Ultimy i określania ich gęstości i składu.
Pozostałe instrumenty znajdujące się na pokładzie New Horizons to: SWAP i PEPSSI, oba spektrometry naładowanych cząstek; REX, instrument radiokomunikacyjny, który zostanie użyty do określenia temperatury powierzchni Ultimy i pomiaru jej odbicia radarowego oraz SDC- licznik cząstek pyłu międzyplanetarnego .
Ten złożony obraz Ultimy Thule został wykonany zaledwie 33 godziny przed 2 grudnia 2018 r.,kiedy dokonano manewru korekcji kursu, który dostroił trajektorię New Horizons do noworocznego przelotu obok MU 69. Po lewej stronie znajduje się pełny obraz 10 indywidualnych 30-sekundowych ekspozycji z żółtym okręgiem skupiającym się na lokalizacji Ultima Thule. Na prawo obraz UT po odjęciu gwiazd tła. Ultima znajdowała się 6,47 miliarda kilometrów od Słońca i 38,7 milionów kilometrów od statku kosmicznego New Horizons. Źródło: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Ponieważ Ultima Thule jest mała – pozostanie tylko punktem świetlnym dla New Horizons do około dwóch dni przed największym zbliżeniem. Jednak w decydujących godzinach najbliższego podejścia, Nowe Horyzonty będą mogły obrazować Ultima Thule w wyższych rozdzielczościach niż osiągnięto to podczas przelotu koło Plutona, ponieważ sonda przeleci nad powierzchnią Ultima o wiele bliżej niż nad Plutonem. Całkowita ilość danych zebranych podczas przelotu będzie bliska 50 gigabitów. Ponieważ Nowe Horyzonty znajdują się tak daleko od Ziemi, prędkość transmisji danych wynosi teraz tylko około 1000 bitów na sekundę. Oznacza to, że przesłanie wszystkich danych dotyczących Ultima Thule potrwa 20 miesięcy.
Nikt nie wie, co zobaczymy na pierwszych obrazach ukazujących ten niezmiernie odległy świat. Niewiele konkretnych szczegółów na temat Ultimy Thule jest w tym momencie znanych, ale wkrótce to się zmieni. Niektóre z uzyskanych danych sugerują, że mogą to być dwa mniejsze sklejone ciała , jak binarna asteroida, a nie tylko jeden obiekt. Inne dane sugerują, że Ultima może mieć mały księżyc.
Jak będzie wyglądała Ultima Thule? Dzięki obserwacjom zakrycia gwiazdy przez UT, sugeruje się wydłużony lub podwójny charakter obiektu. Image Credit: NASA / JHU-APL / SWRI
Niektóre dane sugerują, że Ultima może mieć mały księżyc. Wizja artystyczna. Źrodło: NASA / JHUAPL / SwRI
Nowo odkryte wydmy na Plutonie mówią nam, że geologia planety karłowatej jest znacznie bardziej dynamiczna niż wcześniej oczekiwano, a wiatry jej cienkiej i wielowarstwowej atmosfery pomagają kształtować krajobraz. Znajdujące się w pobliżu gór otaczających równinę Plutona Sputnik Planitia, formacje te wydają się dość młode pod względem geologicznym. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
Widok perspektywiczny najwyższych gór Plutona, Tenzing Montes, wzdłuż zachodnich obrzeży Sputnik Planitia, które wznoszą się 3-6 kilometrów nad gładkimi równinami azotu i lodu na pierwszym planie. Mroźny obszar za górami w lewym górnym rogu to szczyt Wright Mons, zinterpretowany jako element wulkaniczny złożony z lodu. Pokazany obszar ma około 500 km szerokości. Źródło: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / Lunar and Planetary Institute / Paul Schenk
Ten złożony obraz pokazuje fragment dużego księżyca Plutona, Charona i wszystkich czterech małych księżyców Plutona. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
Atmosfera Plutona. Zdjęcie wykonane pod Słońce, gdy New Horizons oddalał się już od systemu Plutona. Naukowcy są przekonani, że mgiełka jest fotochemicznym smogiem powstałym w wyniku działania światła słonecznego na metan i inne cząsteczki w atmosferze Plutona, wytwarzając złożoną mieszaninę węglowodorów, takich jak acetylen i etylen. Te węglowodory gromadzą się w małe cząstki o ułamku wielkości mikrometra i rozpraszają światło słoneczne, aby uzyskać jasnoniebieskie zamglenie widoczne na tym obrazie. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
Warstwy mgły rozciągają się do wysokości ponad 200 kilometrów. Źródło: NASA / JHUAPL / SwRI
NASA już poszukuje następnego celu dla Nowych Horyzontów, sonda dysponuje jeszcze zapasem paliwa umożliwiającym wykonanie manewrów w celu skierowania się do nowego celu. Póki co, New Horizons zbliża się z zawrotną prędkością do MU 69, a spektrometry plazmowe i licznik uderzeń pyłu już mierzą środowisko orbitalne Ultimy. Nowe Horyzonty zmieniły już nasze spojrzenie na światy w Pasie Kuipera i są niewątpliwie jedną z najważniejszych misji kosmicznych w dziejach ludzkości.
opracowanie: Marek Nikodem/PPSAE
