Űrszonda a Plútó közelében

A repülő zongora

Tudomány

A New Horizons szonda július 14-én haladt el a Naprendszer valaha legtávolabbinak tartott bolygója mellett. Vajon mire lelt e forradalmi napon?

Nem sok figyelmet keltett, amikor 2006. január 19-én, a NASA egy Atlas V rakéta segítségével útjára bocsátotta a New Horizons nevű, versenyzongora méretű (és alakjában is arra emlékeztető) űrjárművet, pedig nagyra törő tervekkel indult. Útját úgy tervezték, hogy elhaladjon a Plútó és annak holdrendszere mellett, majd megközelítsen több, az úgynevezett Kuiper-övben található égitestet. Az első találkozásra július 14-én került sor: a szonda elsuhant a Plútó és tisztelt égitestcsaládja közelében – az eredmények kiértékelése lapzártánk után várható. De addig sem árt áttekinteni, mit várhatunk a bolygó státuszától éppen kilenc éve megfosztott (bővebben: A kiszekált bolygó, Magyar Narancs, 2006. augusztus 31.) planetoida kutatásától.

Mint ferde torta és retorta

Régi álma volt a kutatóknak, hogy valamiféle űreszközt küldjenek a rejtélyes Plútó és a Naprendszer külső, fagyos égitestekkel telehintett zónájába. A Naprendszer peremén kallódó Voyager űrszondák, közülük is az 1-es sorszámú kapcsán már felmerült, hogy esetleg errefelé navigálják, de akkoriban izgalmasabbnak találták a Szaturnusz-hold Titán és környékének felkeresését. A kilencvenes évektől kezdve azonban mind több Kuiper-objektumot fedeztek fel a csillagászok, és ahogy gyűltek a bizonyítékok, úgy vált egyre nyilvánvalóbbá, hogy a Plútó is csak egy lehet közülük. Paradox módon éppen fokozatosan bekövetkező rangvesztésével párhuzamosan nőtt meg az érdeklődés a Plútó, egész rokonsága és bolygóövezeten túli környezete iránt.

Az ezredforduló után szárba szökkent New Horizons-projekt több, utóbb hamvába holt kutatási terv romjain épült ki, azok tanulságainak gondos beépítése nyomán. A misszió sikere sokat köszönhet a programvezető Alan Stern bolygókutató makacsságának és szívós kitartásának. Az űrjármű már azzal is rekordot állított fel, hogy soha egyetlen űreszközt sem juttattak ki a kozmoszba akkora sebességgel, mint a New Horizonst. A Földet és a Napot (pontosabban ezek gravitációs vonzását) egyaránt legyűrve, másodpercenként 16,26 kilométert megtéve (ez 58 536 km/h) távolodott bolygónktól. Először a 132524 APL kódnevű aszteroida mellett haladt el, majd mintegy 2,3 millió kilométerre megközelítette a Jupitert is. E viszonylag közeli találkozás nyújtotta gravitációs csúzlihatás még gyorsított is rajta, további 4 km/s-cel növelve sebességét, eközben a Jupiter holdjairól, légköréről és magnetoszférájáról szerzett adatok továbbításával tesztelték tudományos képességeit. Az út további részét viszont hibernálva töltötte a New Horizons, hogy kapacitá­sait megőrizzék a további munka számára, s csupán alkalmilag kapcsolták be, ellenőrzés céljából. Pont a finisben, július 4-én az eszköz komputere váratlanul biztonságos módba kapcsolt, mivel annyi mindent kellett egyszerre csinálnia: a számítógép egyik fele éppen a gyűjtött adatokat tömörítette, a másik a memóriájába égette a jövőre vonatkozó parancssorokat. Ezért 81 percre megszűnt vele a földi kapcsolat, és el is veszett mintegy 30 tudományos célú felvétel (a tervezett 500-ból). Nem csoda, hogy a Plútóval való randevúig már nem is terhelték ilyen feladatokkal a fedélzeti számítógépet.

Éppen elég dolga akad, hiszen küldetésének célja, hogy végre megértsük, hogyan jött létre a Plútóból és eddig ismert öt holdjából (Charon, Nix, Hydra, Kerberos, Styx) álló „család”, ez ugyanis rávilágíthat arra is, hogyan nézhetett ki, és milyen erők formálták a korai Naprendszert. A Plútó és holdjai, mindenekelőtt a Charon felszínének alapos vizsgálata mellett a szondának meg kell határoznia azt is, hogy pontosan milyen összetételű a törpebolygó atmoszférája, ez milyen dinamikus kapcsolatban van felszínével, melyet az előzetes kutatási eredmények szerint metán-, szén-monoxid- és nitrogénjég borít, s ebből szublimálnak a napos oldalon, napközelben a légkört alkotó gázok. Fontos lenne megtudni, hogy milyen alakú a Plútó és a Charon felszíne, és hogy vannak-e érzékelhető geológiai struktúrák. A Plútó körül biztosan, de a Charon körül esetleg előforduló légköri gázok vizsgálata során az is kiderülhet, valójában mennyire sűrű ez az atmoszféra, s miként reagál a Napból érkező nagy energiájú részecskék bombázására. Emellett a Plútó esetleges gyűrűjére és további kísérőire is következtethetnek a New Horizons felvételeiből, no meg arra is, pontosan milyen alakja lehet: a nyár elején készített előzetes, de távoli fotók szerint egészen gömbszerűnek tűnik. Érdekes lesz tanulmányozni tengely körüli forgását is: a pályasíkra bocsátott merőlegeshez képest 120 fokkal dőlt tengelye miatt a Plútó az „oldalán fekve” forog, 6,39 földi nap alatt megtéve egy fordulatot.

Márványból szoborta?

Amikor a New Horizons elindult, a Plútó még bolygónak számított, de fél év sem telt el, s megfosztották eme rangjától. Most már csak 134340 Pluto volna a nemzetközi tudományos neve (nálunk földrajzinév-bizottsági kegyből tarthatta meg ékezeteit), s kategóriáján belül (plutoida törpebolygók) is csak a másodiknak számít a nála negyedével nehezebb s a Naptól háromszor akkora távolságra található Eris után, mely a Neptunuszon túli planetoidák között a legnagyobb tömegű. 2008 óta a Ceresszel és a korábban Xenának is nevezett Erisszel együtt tehát a plutoida törpebolygók szűk körű családját alkotja: utóbbi felfedezése súlyos csapást mért a Plútó bolygó rangjára, s a New Horizons missziójának későbbi szakaszában éppen ilyen, a Naprendszer külső övezetében lakozó égitesteket, törpebolygójelölteket próbál találni. Talán nem meglepő, de Alan Stern, aki megszállottja a Plútónak, soha nem fogadta el a Nemzetközi Csillagászati Unió 2006-os döntését, mellyel bolygóból törpebolygóvá fokozták le. Számára ez az égitest örökké a kilencedik planéta lesz, keresztezze pályája a Neptunuszét, s zárjon be akármekkora (konkrétan 17 fokos) szöget a legtöbb bolygó pályasíkjával, az ekliptikával (lásd keretes írásunkat). Állítólag az űreszköz névadása során is fontos szempont volt, hogy az NH monogram megfeleljen a Plútó két kisebb, 2006-ban már ismert holdja, a Nix és a Hydra kezdőbetűinek.

Ahogy azt a Voyagerek esetében már megszoktuk, ez az űreszköz is visz magával némi kulturális természetű elemózsiát – hátha talál értő befogadót, aki képes arra is, hogy kicsomagolja. A New Horizons fedélzetén mindenekelőtt ott figyel egy kompaktlemez, amely 434 738 nevet tartalmaz: ne kérdezzék, milyen protekcióval lehetett a listára felkerülni, s hogy jó lesz-e gazdáiknak, ha esetleg az erősen hipotetikus plútóiak viszontlátogatnának Földünkre. Emellett az űrszonda visz magával egy darabot a Space­ShipOne űrhajóból, egy amerikai zászlót (erre azért fogadtunk volna), valamint egy unciát (mintegy 30 grammot) az 1997-ben elhunyt amerikai csillagász, Clyde Tombaugh hamvaiból: ő volt az, aki 1930-ban felfedezte a Plútót. A tisztelet jeleként még arról a lányról (Venetia Burnley) is elneveztek egy porszámláló egységet, aki gyerekként először javasolta a Plútó nevet, mely tökéletesen beleillett a bolygónevek romanizált görög panteont megjelenítő sorába.

A New Horizons e pillanatban is másodpercenként 14,56 kilométeres sebességgel
halad, rádiójelei négy és fél órát utaz­nak, míg elérik a Földet. Itt a Nap még mindig –19,2-es fényességű a logaritmikus magnitúdóskálán, de lassan halványodik, ahogy az űrszonda egyre tovább megy a Nyilas csillagkép irányába. Reméljük, hogy útközben találkozik még néhány izgalmas égitesttel.

A Plútó pályája

A Plútó 248 földi év alatt futja be Nap körüli pályáját, mely sok tekintetben különleges és rendhagyó. Jelentős, 17 fokos szöget zár be az ekliptikával, azzal a síkkal, amelyet a Föld Nap körüli keringése fektetett le, s melyhez jó közelítéssel illeszkednek a többi bolygó pályái. De a Plútó pályaalakja jóval nagyobb excentricitást mutat, mint a többi bolygóé, amelyek mozgásformája azért közelebb áll egy szabályos körhöz. Elliptikus pályájának a nap inkább az egyik gyújtópontja, mintsem középpontja. Jellegzetes, hogy a Plútó–Charon gravitációs kettős közös tömegközéppontja (baricentere) rendszeres időközönként (legutóbb 1979–1999 között) közelebb kerül a Naphoz, mint a Neptunusz, pedig az hozzá képest belső bolygó. Ráadásul e pályát nagymértékben befolyásolják a Naprendszer nehezen mérhető, nüansznyi részletei, változásai, ezért leginkább kaotikusnak mondható. Bár számítógépes szimulációval több millió évre előre kiszámíthatjuk pontos pozícióját, de 20 millió éven, a Plútó számára adott Ljapunov-időhatáron túl ezek a kalkulációk spekulatívak lesznek: vagy ott lesz az égitest, vagy sem. Igaz, akkor ezt már aligha kérik rajtunk számon.

Neked ajánljuk