New Horizons und der Endspurt auf dem Weg zum Pluto

New Horizons - Pluto Countdown
Seit etwa 10 Jahren befindet sich die Raumsonde New Horizons auf dem Weg zum Zwergplaneten Pluto. Noch nie hat ein Raumfahrzeug ein Objekt in so großer Entfernung von der Sonne besucht. Doch was ist so interessant an Pluto?

Im Jahr 1930 entdeckte Clyde Tombaugh den Planeten X, der wenig später den Namen Pluto erhält.

Quelle: Stellarium

Ungefähre Position des Pluto im Jahre 2015, tief im Süden im Sternbild Schütze.

Dieser Himmelskörper bewegt sich auf einer sehr exzentrischen Bahn in 247 Jahren um die Sonne. Zeitweise befindet sich Pluto näher an der Sonne als der Planet Neptun. Im Jahr 1978 fand man einen Mond, der den Namen Charon bekam. Als man anfing in den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts weitere plutoähnliche Objekte außerhalb der Neptun- und Plutobahn zu finden, war der Status als Planet für Pluto nicht mehr aufrechtzuerhalten. So wurde er als Zwergplanet klassifiziert und erhielt die Bezeichnung (134340)Pluto.

Trans-Neptun-Objekte

Quelle: NASA

Damit hatte unser Sonnensystem nur noch acht Planeten. Trotzdem ist es interessant diesen Himmelskörper genauer zu untersuchen. Bisher weiß man, dass Pluto einen Durchmesser von 2304 km, eine Dichte von 2,0 g/cm³ und eine Oberflächentemperatur von -233°C hat. Methaneis und gefrorener molekularer Stickstoff gemischt mit Kohlenmonoxid bedecken seine Oberfläche. Beim inneren Aufbau lassen sich nur Vermutungen anstellen, wahrscheinlich hat Pluto einen festen Silikatkern mit 750 km Durchmesser. Der Mantel könnte aus gefrorenen Gasen wie Stickstoff, Methan, Kohlenmonoxid, sowie Wassereis bestehen. Pluto besitzt eine extrem dünne Atmosphäre, die man bei Sternbedeckungen gefunden hat. Ihre dichteren Schichten erstrecken sich bis in eine Höhe von 136 km. Auf dem Mond Charon vermutet man eine Wassereisschicht. Seit dem Jahr 2005 hat man vier weitere Monde gefunden (Hydra, Nix, Kerberos, Styx). Soweit die Erkenntnisse bisher und selbst diese sind nicht wirklich gesichert. Deshalb gibt es schon lange Pläne für eine Plutomission.


Seit Beginn der 1990er Jahre gibt es konkrete Pläne für eine Plutomission, doch erst 2003 wurde ein Budget von der NASA bewilligt.

Quelle: NASA

New Horizons erreicht den Zwergplaneten Pluto (künstlerische Darstellung)

Die Zeit drängte, da der Pluto seine günstigste Position für eine solche Mission schon hinter sich gelassen hatte. Er entfernt sich mittlerweile schon wieder von der Sonne und es wird zunehmend dunkler auf der Oberfläche. Ausserdem wird es kälter, so dass die Atmosphäre ausfriert und auf die Oberfläche zurückfällt. Damit wäre eine Untersuchung unmöglich. Zudem ist die Rotationsachse um 122° zur Bahnebene geneigt. Die Südhalbkugel wird immer weniger von der Sonne beleuchtet und verschwindet immer mehr in Plutos Eigenschatten, so dass sie damit unbeobachtbar bleiben wird. Dies träfe ebenso für Charons Oberfläche zu, die ja auch Ziel der Mission sein sollte. Die Zeit drängt also!

Am 19. Januar 2006 war es soweit, die Raumsond New Horizons wurde gestartet. Eine Atlas-V-Rakete beschleunigte das Raumfahrzeug auf 16 km/h. Schon im Juni 2006 flog New Horizons an einem Kleinplaneten im Asteroidengürtel vorbei. Am 28. Februar 2007 kam die Sonde am Planeten Jupiter mit einer Geschwindigkeit von nur noch 4 km/s an. Durch ein Gravity-Assist-Manöver beschleunigte New Horizons auf 23 km/s. Mit dieser Geschwindigkeit käme man in fünf Stunden von der Erde bis zum Mond.

Quelle: NASA/JHU/APL/SwRI

Ein erster Gerätetest konnte am Planeten Jupiter vorgenommen werden, hier feine Wolkenstrukturen.

Der Jupiter diente als Generalprobe für die Instrumente an Bord der Plutosonde. So wurden gestochen scharfe Fotos von den Wolkenstrukturen aufgenommen und eine große Menge an Daten zur Erde gefunkt.


Im Juni 2008 überquerte die Raumsonde New Horizons die Saturnbahn, im März 2011 die Uranusbahn und im August 2014 die Neptunbahn. Diese Planeten befanden sich zu diesen Zeitpunkten jedoch an anderen Positionen. Am Dientag, dem 14. Juli 2015 ist es soweit, New Horizons wird an Pluto in einer Entfernung von knapp 10000 km vorbeifliegen. Die Masse der Sonde beträgt insgesamt nur 478 kg, wobei die Mess- und Beobachtungsgeräte gerade mal 30 kg auf die Waage bringen. Der größte Teil ist Sondenstruktur, Raketenmotoren und Treibstoff. Zu den Geräten an Bord gehören: ein optisches Teleskop, ein Ultraviolettspektrometer, eine Infrarotkamera, ein Sonnenwindmessgerät, Detektoren zum Nachweis interplanetaren Staubes, ein Spektrometer zur Erfassung von neutralen Atomen, die mit Sonnenwind wechselwirken.

Die Ziele der Mission sind: Erfassung der Geologie, Morphologie und der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche. Die Untersuchung der Plutoatmosphäre, die Gewinnung hochaufgelöster Stereoaufnahmen des Terminatorbereiches und die Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem Sonnenwind. Ausserdem soll festgestellt werden, ob Charon eine Atmosphäre besitzt und ob es noch mehr "Plutomöndchen" gibt. Inzwischen hat die Kamera LORRI die Arbeit aufgenommen und es gibt erste Fotos von Pluto aus der Annäherungsphase.

PlutoEncounterTrajectory_Guo20150115 NASA  JHU-APL

Viel Zeit für die umfangreichen Messungen und Untersuchungen ist nicht, insgesamt wird der direkte Vorbeiflug nur knapp drei Stunden dauern. Nach der Plutopassage geht es jedoch weiter. Bis in eine Entfernung von rund 8 Milliarden Kilometern wird die Sonde Signale zur Erde funken. Sie ist dann im Kuipergürtel und soll weitere Objekte finden und untersuchen.

Literaturhinweis: Hans-Ulrich Keller; Kosmos Himmelsjahr 2015

Link zur NASA-Missionsseite: http://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/main/index.html

  • Axl sagt:

    Hi,

    Gemeint sind sicher km/s statt km/h?!

  • steffen sagt:

    Natürlich km/s. Korrektur erfolgt. Vielen Dank für den Hinweis!

  • keks sagt:

    Hab mal meinen und deinen Betrag gemischt, du hast definitiv den gehaltvolleren Text, da kannst du gern auch mein countdown-Bild haben 😉