17. april 2015. Everest planetnog istraživanja: ISTORIJSKI SUSRET NEW HORIZONSA I PLUTONA Ima li Pluton neonske reke? Možda ispod površine krije okeanski plašt tečne vode? Ili možda poseduje egzotične kriovulkane? Ta pitanja otkrivaju koliko malo znamo o Plutonu, planeti patuljku ranije poznatoj kao regularnoj planeti, ali predstavlja i primer onoga šta će New Horizons otkriti u julu. Za nepuna tri meseca, ljudska vrsta će se susresti sa Plutonom i postati svedok najudaljenijeg randevua jedne letilice sa nekim telom Sunčevog sistema. Sa ovom posetom NH Plutonu biće završena prva opšta inspekcija solarnog sistema započeta još početkom kosmičke ere. 1
14. jul 2015. postaće jedan od ključnih datuma u istoriji. (NASA) Ali New Horizons neće proučavati samo Plutona. On će takođe posetiti sistem od najmanje pet satelita, uključujući Haron, tako velikog u odnosu na Plutona da možemo reći da će NH izvesti prvo proletanje pored jedne dvojne planete 1. To znači da će tokom misije biti istraženo nekoliko objekata Kajperovog pojasa, trećeg i najvećeg regiona na koje je izdeljen solarni sistem, i koji čuva ključeve mnogih tajni njegovog formiranja. U leto 1989. Voyager 2 je proleteo pored Neptuna i njegovog glavnog meseca, Tritona 2, satelita koji bi mogao da predstavlja trans-neptunski objekat prvobitno nastao u Kajperovom pojasu a tek kasnije zahvaćen Neptunovom gravitacijom. Međutim, niko do sada nije pobliže istražio jedan objekat Kajperovog pojasa u njegovom prirodnom okruženju, nešto što će uskoro New Horizons zauvek promeniti. 1 U odnosu na svoju planetu, Haron je ogroman niko ne može da se meri s njim u sunčevom sistemu. Prečnik mu je oko 1,207 km, što je više od polovine prečnika matične planete. Ako kupiš moju najnoviju knjigu VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI, saznaćeš, recimo, da je Haron 10 puta slabijeg sjaja od svoje planete, da je uvek okrenut ka istoj tački na Putonovom ekvatoru i da se baricentar sistema Haron/Pluton nalazi van planete. 2 Triton je bio drugačiji od svih satelita koje je Voyager proučavao. Valičine ¾ našeg Meseca, retrogradne orbite velikog nagiba, pravi jednu orbitu svakih 5.875 dana na visini od 330.000 iznad Neptunovih oblaka. 2
Planete patuljci, asteroidi i trans-neptunski objekti u poređenju sa Plutonom. (NASA) Među predstavnicima planeta patuljaka Sunčevog sistema, Pluton i dalje ima naveće dimenzije, što predstavlja paradoks obzirom da je otkriće Erisa 2005. godine prisilio Međunarodni astronomski savez (IAU) da uvede kategoriju planeta patuljaka 3. U stvarnosti, Eris je 27% masivniji od Plutona, ali najnovija vizuelna osmatranja sugerišu da je Pluton neznatno veći od Erisa, sa prečnikom od 2.368 km naspram 2.326 km ovog poslednjeg 4. Poređenje Zemlje i Meseca i Plutona i Harona. Mnogi autori smatraju da su to dva jedina prava reprezenta dvojnih planeta u našem sistemu. (NASA) Misija NH će nam pokazati mehanizam interakcije između atmosfere i zamrznute površine Plutona. Pri temperaturi koja vlada na patuljastoj planeti (~40 K), na površini 3 Samo 7 meseci nakon lansiranja ove sonde vredne $650 miliona ka Plutonu, usledila je promena statusa Plutona umesto planete, obreo se u novoformiranoj kategoriiji planeta patuljaka. Glavni razlog je bio taj što je otkriveni asteroid Eris bio ogroman, par desetaka km veći šak i od planete Plutona, pa se smatralo da će se vremenom otkivati još takvih objekata te da se Sunčevom sistemu neće moradi da dodaju nove i nove planete. Paradoks je što se danas smatra da je Eris za malo, ali ipak manji od Plutona. 4 Samo da podsetim da je Pluton skoro 50 puta dalji od Sunca od Zemlje, a da je Eris triput dalji od Plutona! 3
koegzistiraju azot (N 2 ), amonijak (CH 4 ), etan (C 2 H 6 ) i ugljenikov monoksid (CO), što čini možda najkompleksniju interakciju u čitavom solarnom sistemu. Čini se da su karakteristike Plutonove površine vrlo dinamične, tako da je moguće da će sonda otkriti mnogo složeniju površinu nego što mi očekujemo. Retku atmosferu na Plutonu sačinjenu uglavnom od azota, kao i Zemljina 5 možda predstavlja magla ugljovodonika ili gejziri kao na Tritonu. Možda čak postoje neonske reke ili jezera malo moguće, ali ne i nemoguće. Naravno, biće istraženo i pet satelita od kojih dva nisu bila ni poznata u vreme lansiranja NH a potražiće se i neki novi. Pluton i ostale trans-neptunske planete patuljvi. Plutonova površina je crvenija nego Haronova, što sugeriše da ima vodenog leda. (NASA) Danas poznati Plutonovi meseci. (NASA) Tajne koje NH treba da prouči na Plutonu: Raspored leda na površini, postojanje složenih organskih molekula, odnos ledova i atmosfere, topografije i Sunčevog osvetljenja, postojanje kriovulkana ili gejzera, odnos planete i velikog meseca, itd. (NASA) 5 Na Plutonu procenat azota u atmosferi je ~90% a na Zemlji 78%. 4
Misija New Horizonsa započela je 19. januara 2006. godine paljenjem sovjetskog motora РД-180 na prvom stepenu Lockheed Martinove rakete Atlas V (konfiguracija 551) sa kosmodroma u vojnoj bazi Cape Canaveral na Floridi. Dodatni stepen Centaur 6 obezbedio je sondi ubrzanje od 16,26 km/s (58.536 km/h), obezbedivši joj tako titulu objekta sa najvećom brzinom bega od Zemlje i Sunca u odnosu na Zemlju (mada ne i najbržeg u apsolutnom smislu). Nikada pre toga jedan međuplanetni brod nije lansiran na direktnu trajektoriju bega iz solarnog sistema, jer su i Pioneeri 10 i 11 i Voyageri 1 i 2 prvo bili postavljani na visokoekscentrične solarne orbite a tek su im kasniji susreti sa džinovskim planetama omogućili da dostignu dovoljne brzine da se izbore sa pivlačnom silom Sunca. NH je proleteo pored Jupitera 2007, povećavši brzinu za 4 km/s i dostigavši 83.000 km/h, čime je ukupno vreme putovanja do Plutona smanjeno za tri godine. New Horizonsom rukovodi Laboratorija za primenjenu fiziku fakulteta Džons Hopkins (JHAPL), ista institucija koja je zadužena i za sonde NEAR i MESSENGER. Bio je to prvi put da se jedna sonda otisne ka spoljnjim delovima Sunčevog sistema a da je ne kontroliše Nasina laboratorija JPL 7. Lansiranje NH. Bila je to prva misija Nasinog novog programa New Frontiers. Star 48B je III stepen rakete Atlas, koji je konačno dao sondi kratak (84 sekunde) ali jak (preko 13 G!) impuls prema Plutonu. Ovaj deo i danas prati sondu i odleteće s njom van solarnog sistema, ali će promašiti Pluton za ~200 mil. km. Niko se do sada nije setio da i na ove delove montira neki naučni urešaj. 6 Ovaj segment rakete, zapravo njen II stepen, nije pao na Zemlju već je odleteo u orbitu između Zemlje i asteroidnog pojasa, sa periodom od 2,83 godine, i nikad nije dospeo dalje od tri rastojanja Zemlja-Sunce. 7 Ipak, JPL obezbeđivao podatke o navigacionoj poziciji i položaju naspram drugih nebeskih tela koje je dobijao od Pomorske opservatorijske stanice Flagstaff. 5
Opasna raketa ovaj Atlas V! Do sada je imala 5 lansiranja i sva su bila uspešna. Vrh je imao prečnik 5,4 metra i to je prva cifra u oznaci konfiguracije 551. Druga cifra pokazuje broj bustera, a treća broj motora na Centaur stepenu. Dva pogleda na putanju NH. Nakon što je prevalio preko 4,7 milijardi km,danas se nalazi na manje od ¾ AJ od cilja! Da bi radio-signal sa sonde stigao na Zemlju i vratio se nazad, treba 9 sati! Zato će sve operacije biti obavljane autonomno, automatski. Kakav podvig naučnika i inženjera! 6
Zanimljiv prikaz pređenih rastojanja naše sonde i planeta čije putanje je presecala od 2006. do 2015. Svakome je valjda jasno da slika nije data u razmeri, već da se radi o šematskom prikazu? Gledano sa sonde, Sunce ima magvitudu od -19,2, a NH leti u pravcu sazvežđa Strelca. 7
KOSMIČKA LETILICA New Horizons je relativno mali brod, najčešće upoređivan sa velikim klavirom, težine na lansiranju 478 kg, u šta je spadalo i 76,8 kg 8 hidrazinskog goriva za 16 malih trastera za manevre korigovanja trajektorije. Četiri trastera imaju potisak od 4,4 njutna (449 grama) i služe za fine korekcije putanje, dok je ostalih 12 (korišćeni već na Voyagerima i Cassiniju ) potiska 0,8 njutna (82 grama) u službi podešavanja položaja broda (u svakom trenutku radi samo njih 8, dok je drugi komplet u rezervi). Svaki motor ima po jedan grejač snage 2,2 W za zagrevanje katalizatora na minimalnu temparaturu pred paljenje. Delovi sonde i njeni instrumenti. Konstrukcija je veća nego što je bilo striktno potrebno, tako da unutra ima dosta praznog prostora koji služi instrumentima kao štit protiv zračenja RTG-a. (NASA) Mnogi podsistemi i komponente koji su upotrebljeni u konstrukciji New Horizonsa vode poreklo iz neuspele Nasine kometne letilice CONTOUR (COmet Nucleus TOUR) iz 2002. godine. Dimenzije sonde su relativno skromne: debljine 0,7 metara, dužine 2,1 m i širine 2,7 m, sa glavnom komunikacionom antenom (HGA) prečnika 2,1 metar. Forma je trouglasta, unutrašnji nosači su napravljeni od aluminijumske legure 7075 a obloga i 8 Od ove količine, za podešavanje trajektorije ka Plutonu biće potrošeno 22,3 kg, a za kontolu položaja i orijentasciju NH 29,3 kg. 8
pregrade od aluminijumskih sendvić-panela debljine 0,4 mm. Radi očuvanja energije, sonda je tokom različitih faza misije prebacivana u režim elektronske hibernacije 9 provevši u njemu skoro 2/3 čitavog putovanja. To nije bila duboka hibernacija kao u slučaju evropske sonde Rosetta, već plitka. Čak i u takvom stanju, letilica je održavala radio-vezu šaljući jednom nedeljno podatke o zdravlju sonde brzinom od 10 bita/s. U tom zadatku bila je angažovana poluusmerena antena (MGA), koja se nalazi u istoj osi (+Y) iznad reflektora ( tanjira ) glavne antene i ima sopstveni tanjir Ø 0,3 metra. Glavna antena je tako dizajnirana da može da obezbedi slanje telemetrije i naučnih podataka minimalnom brzinom od 600 bita/s sa udaljenosti od 36 AJ. Koliko je složen proces telekomunikacije u međuplanetnim misijama govori i podatak da je veza moguća kada je HGA antena usmerena ka Zemlji unutar ugla između ose +Y i Zemlje od 0,3, a pomoćna MGA antena pod uglom od max 4. Sve vreme trajanja misije kosmički brod je bio stabilizovan pasivnim spinovanjem - tokom krstareće faze leta odn. troosno tokom susreta sa Jupiterom, budućeg Sa Plutonom i jednim objektom Kajperovog pojasa. Režim spinovane stabilizacije (oko +Y ose, brzinom od 5 okreta u minutu) obezbeđuje uštedu goriva i komunikaciju sa Zemljom, dok troosna stabilizacija omogućava sondi da rotira oko bilo koje ose i zauzimanje odgovarajućeg položaja pojedinih instrumenata radi snimanja ili skeniranja. Koristeći dva zvezdana tragača i grupu akcelerometara, brodski računar je u stanju da okrene letilicu ka bilo kojoj tački s preciznošću od 0,1. New Horizons poseduje dva integrisana elektronička modula (IEM), svaki od njih sa nezavisnim računarom i solid-state memorijom (kapaciteta 8GB). Delovi i instrumenti NH: 1 RTG generatori;; 2 glavna parabolična antena HGA;; 3 pomoćna poluusmerena antena MGA;; 4 prednja neusmerena antena LGA. Postoj jedna ista takva i sa donje strane, ali obe su mogle da rade samo na udaljenosti do 1 AJ od Zemlje;; 5 trasteri;; 6 zvezdani senzori;; A Alice;; R Ralph;; S SWAP;; L LORRI;; P PEPSSI;; X REX. 9 Tokom 18 perioda hibernacije, NH je proveo oko 1.873 dana u tom stanju. Prvi ciklus hibernacije usledio je posle proletanja pored Jupitera i započet je 28. juna 2007, a poslednji 29. avgusta 2014. Iz poslednjeg, sonda je probuđena 6. decembra 2014. i više neće biti slata na spavanje sve do susreta s Plutonom u leto ove godine. 9
Delovi i instrumenti NH: 1 RTG generatori;; 2 žaluzine za termoregulaciju;; 3 hidrazinski trasteri;; 4 prednja neusmerena antena LGA;; 5 zvezdani senzori;; A Alice;; D studentski detektor prašine;; S SWAP;; P PEPSSI. New Horizons koristi radioizotopske generatore (RTG) sa oznakom F-8, sa 18 termičkih modula GPHS (General Purpose Heat Source) identičnih onima upotrebljenim na sondama Cassini, Galileo i Ulysses. Prvobitno je trebalo da za potrebe snabdevanja električnom energijom na granicama solarnog sistema bude ugrađeno 10,9 10
kg dioksida plutonijuma-238 10, ali nedostatak plutonijuma u SAD naveo je proizvođača, Ajdaho nacionalnu laboratoriju, da upotrebi samo 9,75 kg, što je smanjilo planirani kapacitet za 15%. Efikasnost konvertovanja toplote RTG u električnu struju iznosi svega 6,4%, sa godišnjem gubitkom snage usled radioaktivnog raspada izotopskog goriva od oko 0,8%, te će brod u blizini Plutona trošiti manje struje nego jedna sijalica od 200 W. RTG je u trenutku lansiranja bio sposoban da generiše 240 W stuje (odn. 3.948 W toplotno), ali se količina energije tokom godina smanjivala (oko 3,5 vata/godišnje), upravo zbog čega je u predlogu za prvobitnu misiju na Pluton, Pluto Kuiper Express, predlagano da početni kapacitet bude 290 W, da bi kod Plutona bilo generisano makar 231 W. I pored toga što su se naučnici plašili pogubnog uticaja alfa zračenja RTG-a na brodske instrumente, ono će u blizini Plutona iznositi svega 5 milirada 11. 10 To je bila otprilike trećina količine ugrađene u sondu Cassini-Huygens, lansiranje 1997. Taj plutonijum je bio uvežen iz Rusije. Ostaci iz te misije i misije ugrađeni su u GPHS-RTG NH. 11 Doza od 100-200 rada dnevno se smatra bezopasnom za čoveka. 11
New Horizonsov RTG tipa GPHS, model F-8. Proračuni su pokazali da je tokom prvih 125 dana misije snaga generatora opala za 1,4%, na 242,4 W oko 26,4 mw dnevno. Temperatura je iznosila 242 C. Snaga RTG-a opada s vremenom, prvenstveno kao rezultat raspada plutonijuma sa periodom poluraspada od 87,7 godina. Generator će i na daljini od 50 AJ (~2021.) imati dovoljno snage da snabdeva sve uređaje tokom randevua i slanja podataka (plavi kvadrati prikazuju susret sa Plutonom a sivi s nekim Kajperovim objektom na 50 AJ). Oko 15 W toplote iz RTG-a koristi se za održavanje temperature unutar letilice, koju je potrebno održavati malo iznad 0 C da bi se sprečilo zaleđivanje hidrazina 12 i obezbedilo pravilno funkcionisanje elektronike. Radi održavanja temperature, čitava sonda je pokrivena velikim brojem izolacionih pokrivača, a ako temperatura skoči2 na preko 25 C specijalni sistem žaluzina automatski se otvara i rashlađuje unutrašnjost sonde. Između izolacionih materijala nalazi se nekoliko slojeva Kevlara u svrhu zaštite od udara mikrometeora. 12 Hidrazinsko gorivo (N 2 H 4 ) za trastere se ledi na +2 C. Ključa na 114 C. 12
Sistem trastera je organizovan u 8 setova (ovde je prikazano 6). Setovi su raspoređeni tako da paljenje para trastera snage 0,8 N na suprotnim stranama letilice proizvode spreg za kontrolu položaja. Trasteri snage 4,4 N su upareni u dva seta na Y/ Z ivici letilice (vide se F1 i D4) i na Y/+Z ivici (ne vide se) i koriste se kada je potreban neki manevar sa većim ΔV. New Horizons nosi dva ralunarska sistema, jedan za naredbe a drugi za obradu podataka. Svaki od ova dva sistema poseduje i rezervu, tako da ukupno ima 4 računara. Oni koriste 12 MHz-ne procesore Mongoose-V američke firme Synova Inc., zapravo verziju MIPS R3000 dodatno zaštićenu od zračenja. Više časovnika i tajming rutina je uključeno u hardver i softver da bi se pomoglo u prevenciji kvarova i prekida u radu. Sedam naučnih instrumenata na New Horizonsu troše ukupno 28 vati struje i imaju ukupnu težinu od 30,2 kg, što je prosto neverovatno ako se zna da samo Cassinijeva kamera ima težinu veću od toga. Ipak, nikada ranije istraživanje jednog tela Sunčevog sistema nije planirano sa tako snažnim instrumentima. Hajde da pogledamo koji su to i kakvu će ulogu imati prilikom proletanja kroz Plutonov sistem: Biće svakako zvezda među protagonistima susreta, jer će biti odgovoran za pravljenje mapa površina Plutona i njegovih satelita u svim bojama. Taj instrument, zapravo teleskop otvora 6 santimetara i težine 10,3 kg, izuzetno je osetljiv, jer će nivo osvetljenosti Plutona biti 1.000 puta manji nego na Zemlji, odn. čak 400 puta manji nego svetlost s kojom se suočavaju kamere rovera na Marsu. Ralph, koji je ime dobio prema jednom liku iz američke TV serije, čine zapravo dve kamere. S jedne strane imamo tri crno-bela CCD senzora i četiri u boji kao deo kamere MVIC (Multispectral Visible Imiging Camera koja će operisati na talasnim dužinama od 0,4 do 0,95 mikrona i sa vidnim poljem 5,7 ), a s druge strane blisko-infracrveni spektrometar LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array, koji će raditi na talasima raspona od 1,25 do 2,5 mikrona). Ralph će pokušati da otkrije oblake ili maglu u Plutonovoj atmosferi, kao i prisustvo drugih meseci u sistemu. Takođe će pokušati da slika i noćnu poluloptu Plutona obasjanu slabašnom svetlošću odbijenom od Harona. LEISA će biti upotrebljena za merenje površinske temperature i količine metana, azota, vode i ugljen-monoksida na površini Plutona i njegovih satelita. Radom ovog instrumenta i analizom svih dobijenih podataka baviće se tim predvođen slavnim dr 13
Alanom Šternom, konstruktorom 8 naučnih instrumenata i rukovodiocem 10 kosmičkih misija, bivšim Obaminim kandidatom za direktora Nase. Još jedna zvezda među instrumentima misije. Sastoji se od crno-bele kamere spojene sa pravim teleskopom vidnog polja 0,29 i prečnika 20,8 cm otvora koji bi ga svrstao u solidne amaterske astronomske teleskope na Zemlji koji će kartografisati Pluton i njegove pratioce u visokoj rezoluciji 13. Kapacitet teleskopa LORRI omogućiće pravljenje mape čitavog Plutona, što bi bilo nemoguće uz pomoć obične kamere. Razlog za to je što se Pluton jako sporo okreće oko svoje ose za punu rotaciju mu treba 6,4 naša dana (isto treba i Haronu, budući da su oba sveta plimski povezana). S toga, na dan prolaska pored planete, sonda će u vidnom polju imati samo Suncem obasjanu poluloptu, a tada će do izražaja doći LORRI. Zahvaljujući svojim teleskopskim sposobnostina, ovaj aparat će mapirati suprotnu poluloptu tri dana pre susreta, mada očigledno u niskoj rezoluciji (38 km po pikselu). Ako to ne bude dovoljno, LORRI će nam omogućiti da neposredno posle susreta posmatramo noćnu polutku Plutona u svetlosti odbijenoj od Harona. Sa težinom od 8,8 kg i potrošnjom od 5,8 W, jeste i biće fundamentalan u vreme pravljenja navigacionih slika Plutona i njegovih meseci radi određivanja pravilne trajektorije sonde. Za vreme najpovoljnijeg položaja, LORRI će praviti fotografije odabranih zona na površini veličine fudbalskog terena, u maksimalnoj rezoluciji od 400 metara po pikselu. 70 dana pre nego što bude najbliži Plutonu kada se sonda bude nalazila na više od 100 miliona km od cilja rezolucija slika sa LORRI-ja prevaziće po kvalitetu Hablovih slika. je kompaktni teleskop, ultraljubičasti imidžing spektrometar koji će imati zadatak da utvrdi sastav, gustinu i temperaturu Plutonove atmosfere. Njegov osetljivi elektronski detektor u stanju je da prepozna 1.024 talasne dužine u frekventnom rasponu od 500 do 1.800 angstrema (50-180 nm) na svakoj od 32 odvojene prostorne lokacije duž svog dugačkog, pravougaonog vidnog polja. Da bi obavila svoje zadatke, Alice će koristiti prolazak Sunčeve i zvezdane svetlosti kroz atmosferu, mada joj verovatno neće poći za rukom da načini kompletni profil karakteristika atmosfere neposredno iznad površine zbog apsorbcije nižih slojeva. Takođe će potražiti tragove atmosfere oko Harona, zadatak koji će zahtevati da sonda proleti kroz senke Plutona i Harona. Detektor spektrometra ima 32.000 piksela, što nije loše ako se uporedi sa dva (!) piksela ultraljubičastog spektrometra Voyagera. Aparat ima težinu 4,5 kg i trošiće oko 4,4 W struje. Proizveo ga je Istraživački Istraživački institut Southwest, a njegovim radom će rukovoditi opet dr a. Štern. REX je ustvari malo štampano kolo (kristalni oscilator) u sastavu telekomunikacionog sistema, koje će koristiti glavnu antenu prečnika 13 CCD senzor se hladi daleko ispod tačke mržnjenja uz pomoć pasivnog radijatora na antisolarnoj strani sonde. Ritchey Chretienova ogledala i nosači napravljeni su od silicijum-karbida radi smanjenja težine i deformacija usled niske temperature. Među Si-karbidnim teleskopima oki su lansirani u kosmos, samo je onaj na Herschelu veći od ovog. 14
2,1 metar da bi primao signale sa Nasine deep-space mreže (DSN) zarad proučavanja karakteristika Plutonove atmosfere i površinske temperature, kao i utvrđivanje tragova potencijalne Haronove atmosfere. Ova vrsta instrumenata korišćena je do sada na mnogim planetama, ali New Horizons je prva letilica koja će primati signale sa Zemlje a ne suprotno. Za razliku od Alice, REX će moći da načini kompletan profil karakteristike atmosfere u blizini površine. Uz to, REX će meriti slabe radio-emisije sa Plutona i drugih tela, kao što je Jupiter i Haron, i iz tih podataka odrediti njihove prosečne dnevne i noćne temperature. Koristeći REX za praćenje nevidljivih promena u putanji sonde, naučnici će izmeriiti mase Plutona i Harona, a verovatno i nekih Kajperovih objekata. vetra. Kao što sâmo ime sugeriše, ovaj instrument težine 3,3 kg i elektro-potrošnje od 2,3 vata, ima zadatak da istraži interakciju Plutona sa solarnim vetrom rekom naelektrisanih čestica velike brzine koja teče iz pravca Sunca. SWAP može da detektuje jone energije do 6,5 KeV, a njegova glavna uloga će biti da utvrdi na koji način Plutonova atmosfera curi u kosmos. Plutonova slaba gravitacija (oko 1/16 Zemljine) navodi naučnike da veruju da oko 175 kg gasova odlazi iz atmosfere svake sekunde. Ako je to tačno, onda je planeta ponaša kao kometa, iako je Pluton preko 1.000 puta veći od tipične komete. Neverovatno velika udaljenost Plutona od Sunca zahtevala je od SWAP tima da napravi instrument sa najvećim otvorom ikada upotrebljenim za merenje solarnog Ovaj mali uređaj težine samo 1,5 kg koji će upotpunjavati SWAP, tragaće za neutralnim atomima i elektronima koji napuštaju atmosferu Plutona. To je maseni spektrometar sposoban da meri čestice čija će enegija, za razliku od SWAP-a koji će da meri čestice energije do 6,5 KeV, prelaziti 1.000 KeV. Instrument je proizveden u Laboratoriji za primenjenu fiziku fakulteta Džons Hopkins, a njegov rad će pratiti tim sa Ralfom MekNattom na čelu. Ovo je prvi instrument na jednoj međuplanetnoj letilici koju su konstruisali i izradili koledž-studenti (u ovom slučaju fakultet Kolorado iz Buldera). On sve vreme meri čestice koje se sudaraju sa sondom, a određivaće gustinu prašine u Plutonovom sistemu i, zapravo, u čitavom solarnom sistemu. Do sada, nijedan sličan detektor nije leteo dalje od 18 AJ od Sunca (otprilike do Urana). Najveći broj podataka instrument je prikupio tokom krstareće faze, kada su drugi instrumenti bili u stanju fibernacije i kada je letilica pasivno spinovala, jer su paljenja trastera pravila veliki pozadinski šum (smetnje) u podacima. 15
Instrumentu je kasnije dodato ime Venecija Barni, 11-godišnje devojčice koja je novootkrivenu planetu krstila u Pluton. Instrument ima 14 polivinil-difluoridna panela, ukupne površine hvatanja čestica od 0,125 m 2. Detektor ima težinu 1,9 kg, a troši samo 5 W struje. Instrumenti na New Horizonsu. (NASA) Vrste New Horizonsovih posmatranja. Vidna polja nekih instrumenata u režimu A (3-osna stabilizacija, gore levo) i B (spin-rotacija, dole levo). Okultaciona posmatranja Alice i REX (gore desno) izvešće se okretanjem antene ka Zemlji a okultacionog kanala Alice ka Suncu, tako da će REX primiti radio-signal sa DSN na Zemlji u isto vreme kad Alice bude posmatrala Sunce. Eksperimenti dole desno mogu da se izvode bilo kada i u bilo kom režimu rotiranja sonde. 16
17
DETALJI SASTANKA Trajektorija i datum prolaska sonde odabrani su pažljivo na takav način da Pluton i Haron prođu kroz senke i Sunca i Zemlje tako da će biti moguće izvesti proučavanja atmosferskog profila Plutona koristeći Sunčevu svetlost uz pomoć spektrometra Alice i radio-signala sa Zemlje uz pomoć instrumenta REX. Pored toga, pozicija Harona će biti takva da će osvetljavati noćnu stranu Plutona i omogućiti mapiranje one polovine planete koja će biti u senci. Putanja će biti dovoljno blizu Plutona i Harona da omogući ne samo slike visoke rezolucije 14, već i da površine oba tela budu pokrivene većinom instrumenata. Položaj planeta i njihove orbite. Ova šema pomaže da se shvate donje dve slike. 14 Prvobitno je planirano da udaljenost od Plutona bude oko 10.000 km ali pošto su u međuvremenu pronađena dva nova meseca, kontrolori misije su se uplašili da bi sonda mogla da se zabije u neki neotkriveni pa su udaljenost povećali za 2.500 km. Najdalji mesec od Plutona je Hidra, udaljena oko 64.800 km, a slede Kerber i Niks, udaljen 48.700 km. 18
Ovako će otprilike izgledati poslednja faza primnarne misije NH. Posle 9,5 godina leta, sve će da se završi za manje od 2 sata i 20 minuta. Vide se dve okultacije, od super-značaja za utvrđivanje sastava, gustine u debljine atmosfera Plutona u Harona. Putovanje New Horizonsa kroz Plutonov sistem. Tačna vremena svake faze biće poznata u poslednjem trenutku, ali neće se za nas značajnije promeniti. Kretaće se kroz sistem relativnom brzinom od 49.600 km/h. (NASA) Operacija približavanja cilju započena je 15. januara 2015. godine (Pluton se nalazio na više od 205.000.000 km), i nazvana je Prilazna faza 1 (AP1). Ova faza je trajala do početka aprila, a tokom nje je napravljeno nekoliko fotografija Plutonovog sistema radi finih doterivanja putanje sonde. U tu svrhu, NH je 10. marta upalio motore u trajanju od 93 sekunde, čime je smanjio brzinu za 1,14 m/s i savio bočno (gledano sa Zemlje) putanju ka svom cilju za 3.442 km. Time je dodatno utanačena putanja a termin najbližeg 19
prilaska Plutonu pomeren unazad za 14 minuta i 30 sekundi. 15 Na kraju ove faze, neodređenost putanje je spuštena na 3% u položaju i 450 sekundi (4,7 minuta) vremenski. Prilazna faza 2 (AP2) će trajati od 5. aprila do 23. juna i tom prigodom biće vršena potraga za novim satelitima i prstenom oko Plutona 16. Tek sredinom tog perioda slike LORRI-ja prevazićiće rezoluciju Hablovog teleskopa. Do 15. maja biće odrađena druga i treća optička navigaciona kampanja, u čemu će ključnu ulogu igrati LORRI i Ralphov MVIC. Prilazna faza 3 (AP3) započeće 21 dana pre susreta i završiće se dva dana pre toga. Pored potrage za novim satelitima i prstenova, sonda će istraživati prisustvo oblaka ili magle na Plutonu. Svaki dan će naučnicima donositi sve više podataka o prašini u okolini Plutona, jer će sonda svakog dana biti za 1,2 miliona km bliža zaleđenom svetu. New Horizons će stići na sastanak sa Plutonom u utorak 14. jula u 11:50 UTC (to će biti u 13:50 po našem!), ali tog dana nijedna fotografija neće biti poslata na Zemlju! Razlog je u tome što će sonda biti previše zauzeta istraživanjem Plutonovog sistema da bi sve napustila i okretala glavnu antenu ka Zemlji. Da bi koliko-toliko smanjili troškove misije, inženjeri nisu napravili kao kod Voyagera pokretni nosač instrumenata i kamera, te je za usmeravanje svakog pojedinačnog instrumenta ka određenom cilju potrebno zarotirati čitavu letilicu uključivanjem hidrazinskih trastera. 1718 U stvarnosti, postojaće mogućnost da tokom leta kroz sistem sonda okrene svoju antenu ka Plutonu. Ako tim stručnjaka zaključi da je rizik od sudaranja sa mikrometeoritima prevelik, postoji i plan B u kome će tanjir antene služiti kao štit. Tek će 15. jula u 09:00 UTC Horizons poslati kratak telemetrijski signal koji će biti znak da je preživeo prolazak pored Plutona i da se nalazi u dobrom stanju. 15 Nadam se da svaki čitalac shvata grandioznost ovih manevara. Kako kaže i sâm rukovodilac misije prilaženja planeti, Mark Holdrodž, pokušaj makar da zamisliš kakva je intelektualna i računarska mašinerija potrebna, kakav softver i hardver, kakvi uređaju koji šalju i hvataju bedno slabe signale sa sonde, da se na ovoj udaljenosti (trenutno je NH na 4,8 milijardi km od Zemlje) pogodi prostor na trajektoriji veličine 100 150 km koji sondu vodi ka pravom položaju. 16 Ima logike, jer ga imaju i Jupiter, i Saturn, i Uran i Neptun. 17 Još jednom podsećam da se u tom trenutku NH kreće brzinom od 50.000 km/h (duplo više od brzine bivših šatlova u orbiti), da je Pluton udaljen oko 12.500 km a Haron 28.800 km, da se sve odvija strahovito brzo, da sonda ima na raspolaganju nekoliko osmatračkih i mernih instrumenata, a da se SVE ODVIJA AUTOMATSKI onako kako je računar NH isprogramiran! A isprogramiran je na osnovu proračuna predpostavljenog položaja i brzine. Zamisli samo kako izgleda program za rad recimo trastera, koji trebaju da nateraju kameru LORRI da skenira površinu Plutona a onda je prebaciti na Haron. Baš zbog ovakvih situacija, vremenski impulsi rada trastera mogu biti reda veličine svega 5 hiljaditih delova sekunda. 18 U jednom od poslednjih textova o New Horizonsu, naslovljenom Zašto je tako teška komunikacija sa New Horizonsom?, opisao sam telekomunikacione probleme s kojima će se susretati sonda do kraja ove misije. Brzina slanja prikupljenih podataka (NH može da prenese najviše 1 kilobit u sekundi. Komunikacija sa aparatom se tipično meri u bitima, ne u bajtima;; 1 KB je svega 125 kilobita.) i njihova količina, dovešće do toga da će slanje svih podataka na Zemlju trajati oko 16 meseci! 20
Leslie Young je opisala naučna merenja na ovom grafiku. Rad svakog instrumenta dat je u drugoj boji. Na Y osi je prikazana udaljenost od Plutona, a na X udaljenost od Zemlje/Sunca. X osa je izdeljena na 5- časovne segmente. Alternativne trajektorije sonde u slučaju da je rizik od sudara sa česticama u sistemu jako velik. Ostale trajektorije imaju manje naučne potencijale. SHBOT je skraćenica od Safe Haven By Other Trajectory. (NASA/JHU/APL) 21
Tri dana pre susreta, LORRI će početi da snima slike radi kartografisanja polulopte koja će tokom faze najbližeg preleta biti u senci. Dakle, između 7. i 12. jula LORRI će slikati Pluton, Haron, Hidru i Niks, iako će samo dan pred susret Pluton biti veći od vidnog polja kamere LORRI. Tokom proletanja, NH će posmatrati osvetljene severne polove Plutona i Harona, kao i leta na severnim poluloptama oba sveta. Za to vreme, južni polovi će biti u senci. Očekuje se da će New Horizons poroleteti na udaljenosti od oko 12.500 km od Plutona. NH u trenutku prolaska pored Plutona 14. jula. Sonda je nešto ranije tog meseca završila Prilaznu fazu 2 i prebacila naučne zadatke u najveću brzinu. (JHUAPL/SwRI) Tabela (jedna od) isplaniranih najboljih prostornih rezolucija koje će New Horizonsovi instrumenti snimiiti u okviru od nekoliko sati tokom posete Plutonu. Pored svakog objekta navedena je panhromatska (LORRI kamera), kolor (Ralphova MVIC) i infracrvena (Ralphova LEISA) rezolucija tokom najbližeg proleta pored tog objekta. Italik su prikazani primarni naučni zadaci ( Group 1 ), oni koji moraju da se izvrše. 22
Radne faze New Hhorizonsa. (NASA) Radne faze New Horizonsa 6-mesečni prilazak i 16-mesečno slanje podataka. Horizontalni lila štapići predstavljaju potragu za mesecima i prstenom, a plavi vertikalni navigacione manevre radi utanačenja putanje naspram Plutona i budućeg cilja nekog Kajperovog objekta. (NASA) Slike načinjene pre susreta sa Plutonom biće odmah u nedelju 12. jula poslate na Zemlju (sa maksimalnom rezolucijom od 12,7 km po pikselu za Pluton) da bi bile iskorišćene za dodatno podešavanje podataka vezanih za navigaciju. Te slike će imati manju rezoluciju od onih koje je nedavno Dawn poslao sa Ceresa. Iako to možda izgleda iznenađujuće, misija još uvek nema jasnu politiku o tom kada treba objavljivati slike. Tim se deklarativno složio da će skoro u realnom vremenu objavljivati one koje 23
bude pravila kamera LORRI pre sastanka s Plutonom (ali ne i one koje će snimati Ralph 19 ), ali nedavno su promenili priču i objavili da će neke ipak objavljivati sa zakašnjenjem da bi omogućio timiu da ih detaljno prouči (nadamo se da se neće povesti za negativnim primerom tima Rozetine kamere OSIRIS). 12. i 13. jula, uslediće serija od četiri višesatna tzv. Fail-safe 20 daunlinka, dizajnirana tako da prenese minimalni set podataka sa svih instrumenata, za svaki slučaj ako New Horizons ne preživi prelet. Poslednji daunlink koji će biti okončan tokom noći u ponedeljak 13. jula (u trajanju od 3,3 sata), nazvan je E-Health 1, uključivače poslednju fotografiju Plutona u fazi misije pre najbliže tačke prilaska Plutonu. LORRI će sposlati slike Plutona sa rezolucijom od 3,9 km/pix. i Ralphove kolor slike u rezoluciji od 28 km/pix. 15. i 16. jula biće poslate pojedine LORRI-jeve slike sastanka kvalitetnije rezolucije (0,4 km/pix.) a između 17. i 20. jula stićiće i neke nove 21. Tokom susreta, Haron će biti fotografisan u rezoluciji uporedivoj sa Plutonom (0,38 km/pix.). Što se tiče ostalih satelita, Hidra će biti fotografisana sa maksimalnom rezolucijom od 1,1 km/pix, a Niks sa 3 km/pix. Nažalost, neće biti dovoljno vremena za posmatranje svih satelita u visokoj rezoluciji, pa su menadžeri misije odlučili da im se više isplati da prouče jedan mali mesec sa više detalja (Hidra) nego dva meseca sa manjom rezolucijom (mali sateliti Stiks i Kerber će biti slikani ali u još manjoj rezoluciji). Suncem obasjana polulopta Plutona biće fotograficana u boji sa maksimalnom rezolucijom od 650 metara po pikselu, dok će u crno-beloj tehnici slike biti u rezoluciji od čak 70 metara po pikselu! Poređenje rezolucija. Dole levo je slika Plutona kako ga vidi danas Habl. Kao što se vidi, čak i 5-6 puta bolja rezolucija čini neverovatnu razliku na slikama. Navodno, LORRI će napraviti slike površine Plutona sa još više detalja, u šta ja ne verujem. (NASA) 19 Prve su visoke rezolucije i crno-bele, a druge manje rezolucije ali u boji. 20 Misli se na plan da se pošalju 4 slike za slučaj da se letilici u poslednjem trenutku nešto desi da se sudari sa nekim nevidljivim mesecom, ili da se kamera ili neki vitalni sistem pokvari tj. da naučnici na Zemlji dobiju makar nešto od misije ako se nešto pokvari. Po sistemu, spasavaj šta možeš. 21 Koga interesije detaljniji raspored fotografisanja Plutonovog sistema, neka pročita ovo: Šta nas očekuje prilikom fly-bya : planovi NH za julsko csnimanje. 24
Geometrija susreta sa Plutonom. Teget polje predstavlja ravan Sunčevog ekvatora, odn. ekliptike, a crvena linija trajektoriju sonde. 25
Plutonov sistem se sastoji od najmanje 6 objekata. Kladim se da će ih biti još! Haron je udaljen od centra Plutona 19.570 km a NH će proći na ~12.500 km. Jedan od poslednjih snimaka Plutonove porodice Hablovim teleskopom. Ekspozicija je bila 102 minuta, a Stiks je verovatno nepravilnog oblika, veličine 10-25 km, udaljen je od bricentra Pluton.Haron 42.420 km, i ~150.000 puta tamniji od Plutona. 26
Filmić od 7 frejmova, napravljen od 7 slika Plutonovih meseca Hidre (žuti kvadratić) i Niksa (narandžasti) koje je NH napravio tokom Prilazne faze 1. Vidno polje panhromatske kamere LORRI (mali kvadrati) i teleskopa Ralph (pravougaonici) tokom preleta 14. jula. Terminator je prikazan žutom linijom. Južni pol će biti u senci. (NASA) 14 minuta posle dostizanja najmanje udaljenosti od Plutona, New Horizons će doći u istu poziciju i naspram Harona. Samo 61 munut nakon najbližeg susreta sa Plutonom, 27
brod će uploviti u senku planete patuljka (okultacija), a 148 minuta kasnije i u senku Harona. Tokom čitavog sastanka, NH će svoju digitalnu memoriju uskladištiti oko 60 GB podataka, ogromna količina informacija koju će biti vrlo teško poslati na Zemlju. Sposobnosti transmisije sonde ograničene su na oko 1 kbit/s (signal se emituje snagom od 12 vati, a do Zemlje mu treba 4,5 sati), te je potreban jedan školski čas da velike antene Nasine DSN mreže prihvati samo jednu sliku od ~3 MB 22. Na taj način, New Horizonsu će trebati oko 16 meseci do oktobra 2016 da pošalje na Zemlju sve prikupljene podatke! Zato, bolje nam je da se naoružamo strpljenjem. Nakon slanja manjeg broja slika u julu, uz nekoliko setova podataka sa drugih instrumenata, u avgustu će biti poslati jedino podaci sa instrumenata SWAP i PEPSSI. Ralog za to leži u tome što je komunikacione kampanje potrebno isplanirati makar dva meseca ranije, te bi avgustovske aktivnosti trebalo isplanirati tokom juna i jula, u vreme kada će tim biti prezauzet pripremama za susret. Iz tog razloga, da bi olakšali obim poslova osoblje je rešilo da pošalje ovaj paket informacija, koji je najlakši za planiranje. Sekvence prenosa naučnih podataka sa NH. (NASA) 22 U textu Zašto je tako teška komunikacija sa New Horizonsom? napisao sam sledeće: Koliko podataka sadrži jedna LORRI-jeva crno-bela slika? LORRI-jev CCD detektor koji se nalazi u fokusnoj ravni ima 1.024 kvadratnih piksela. Kao sve moderne kamere, kada kamera očitava svoj detektor, ona svaki piksel digitalizuje u 12-bitni broj. Dvanaest miliona (1.024 2 12 = 12.500.000) je strahovito mnogo bita, ali srećom LORRI-jeve slike imaju sposobnost da ne gube kavlitet prilikom kompresije, naročito sada kada sadrže uglavnom puno crnih površina;; mogu da budu zipovane na oko 2,5 megabita, bez gubitka ikakvih detalja. Mogu da budu još i manje ako bi se primenila tzv. lossy JPEG kompresija 22, ali za optičku navigaciju potrebna je preciznost;; slike moraju da budu poslate bez gubitka kvaliteta. Pređimo malo na matematiku. 2,5 megabita, pri brzini od 1 kilobita u sekundi, zahteva 42 minuta za slanje jedne LORRI-jeve fotografije na Zemlju. Većina komunikacionih sesija traje kraće od osam sati. To znači, jedanaest fotografija po komunikacionoj sesiji. I to ako pretpostavimo da New Horizons šalje samo LORRI-jeve podatke, što nije slučaj;; postoje i drugi naučni instrumenti kao i podaci o tehničkom stanju letilice. Deep Space Network (DSN) poseduje samo tri 70-metarska tanjira, i za njihovo vreme vlada velika konkurencija;; New Horizons ima sreću da ima obezbeđenu jednu komunikacionu sesiju dnevno 28
Sekvence prenosa naučnih podataka sa NH. Gore je data slika dela Zemlje u istoj rezoluciji u kojoj će da bude slikan i Pluton. (NASA) Jedan od zadataka misije biće i otkrivanje načina gubitka atmosfere. Sredinom septembra počeće da pristižu i neke dodatne, prethodno selektovane, slike. Između kraja septembra i sredine oktobra dobićemo fajlove s konkretnimh podacima, 29
uključujući i nove slike. Konačno, od sredine novembra do oktobra 2016. biće poslato svih 60 GB podataka i sve fotografije u visokoj rezoluciji. Ukratko, moraćemo sa sačekamo nekoliko meseci da bi videli sve slike ekspedicije, ali nema sumnje da ćemo sledećeg 14. jula ugledati prve prave fotografije sveta praktično nepoznatog našoj generaciji. Od jula će Pluton prestati da bude samo bleda tačkica svetlosti na retkim fotografijama, već će postati svet za sebe i sa svojim osobenostima. Za početak, na raspolaganju nam je prva slika u boji koju je poslala kamera sa ove miisije: Prva slika Plutona i Harona snimljena kamerom Ralph objavljena 14. aprila. (NASA) 30
Najbolja neobrađena slika Plutona koju je sniimio Hablov teleskop 1994. (NASA) Slede dva videa sa press-konferencije tima New Horizonsa povodom predstojećeg susreta: https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=oox7oi7go3e 31
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=oox7oi7go3e 32
KUDA POSLE? New Horizons će sačuvati dovoljno goriva i kalorija u RTG-u da može da nastavi istraživačku misiju i posle susreta sa Plutonom. Ali kuda? Pošto je trajektorija determinisana posetom Plutonu a resursi su ograničeni, putanju je moguće menjati za manje od 1 stepen. Mogući kandidati su ili neki od asteroida Kajperovog pojasa ili neki Neptunov trojanac. Sreća je da je komunikacioni sistem sonde tako konstruisan da će održavanje veze biti moguće i na daljinama većim od 55 AJ a da svih 7 instrumenata mogu da rade u svetlosnim uslovima lošijim čak i od onih na Plutonu. Tim istraživača predvođen Džonom Spenserom otkrio je tri moguće mete, sve u Klasičnom hladnom delu Kajperovog pojasa 23. NH će najverovatnije posetiti jednu od njih, nazvanu PT1 (Poterntial Target 1). Od otkrivanja, Hablov teleskop je posmatrao metu već četiri puta i time pomogao da se utvrdi orbita i zaključi da bi NH mogao da je poseti u januaru 2019. godine. Asteroid ima oko 30-45 km u prečniku i lako će biti dostupan obzirom na preostalo sondino gorivo;; usmeravanje ka meti zahtevaće samo oko 35% preostalih rezervi. New Horizons će morati da preleti još oko milijardu km iza Plutona da bi stigao do ovog objekta čija se orbita prostire na 43,4 AJ od Sunca. Ko zna šta kriju daleki svetovi Kajperovog pojasa? Ovo je jedna od poslednjih prilika da to saznamo sa lica mesta u našim životima. 23 Pojas je podeljen na Klasični hladni i topli dinamički pojas. Prvi sadrži objekte slične planetnim skoro kružne, sa orbitnim ekscentricitetom manjim od 0,1, i nagibom orbita do 10. Drugi pojas čine objekti sa nagibom do 30. Topli su izraziro crveniji od hladnih i veruje se da su natali u blizini Jupitera, dok su ostali nastali tu gde se danas nalaze. 33
Za ovo otkriće morali smo dugo da čekamo. NH je lansiran 2006, sa planom da posle Plutona sonda poseti i jedan mnogo manji Kajperov objekat. Ali postojao je jedan problem: druga meta još nije bila otkrivena. Na osnovu tadašnjih znanja o pojasu, NH-ov tim je smatrao da će kad dođe vreme lako uz pomoć velikih teleskopa sa Zemlje pronaći jedan ili nekoliko objekata koji će biti u Horizonsovom dometu. Nažalost, kako su godine prolazile postajalo je neprijatno jasno da su naša shvatanja o populaciji pojasa bila pogrešna. Ne samo da je bilo manje malih objekata nego što su predviđali, nego nijedan od otkrivenih nije bio ni blizu putanje sonde. Prošlog leta je Horizonsov tim u očajanju odlučio da se obrati za pomoć Hablovom teleskopu, i to je donelo rezultate. Samo desetak dana od početka kampanje potrage registrovan je PT1 a uskoro i četiri ostala, među kojima i PT2 i PT3. Hablov teleskop je od juna do avgusta 2014. pretraživao rejon neba u potrazi za malim Kajperom koji bi NH posetio posle Plutona. Potraga je donela 5 objekata, a Habl je ponovio pretragu u avgustu i oktobru. Ubrzo je stigla potvrda da je jedan objekat 100% siguran što se tiče dostupnosti sonde. PT1 je otkriven 27. juna 2014. samo 11 dana nakon što je istraživački tim obezbedio vreme na teleskopu na fotografiji koju je Habl snimio 26. juna. Njihovo postojanje je markirano automatskim softverom a stručnjaci su potvrdili otkriće istog dana. Da bi potvrdili orbitu, Habl je napravio nove slike 2., 3., 12. i 23. avgusta, a 22. je potvrđeno da je objekat zgodan za NH-ovu metu. Od tada je WF3 kamera napravila 34
preko 830 slika, na kojima nije bilo lako probaći odgovarajuće objekte, jer slike sadrže preko milion zvezda sjajnijih od PT1. Na 5 slika Hablove kamere WF3 (Wide Field 3) zabeležen je udaljeni objekat koji bi NH mogao da poseti 2019. Slike su načinjene 24. juna 2014. Objekat ima magnitudu od -26,8, suviše malo da bi bio posmatran teleskopima sa Zemlje. Moguće mete u budućnosti. Konačna odluka još nije donet. 35
Naravno, još nije donešena konačna odluka, jer se još proračunava orbitna putanja asteroida kao i moguće trajektorije NH posle sastanka sa Plutonom. Glavni problem predstavlja pitanje koliko blizu bi HN trebalo da proleti, jer treba naći balans između želje za proučavanjima u visokoj rezoluciji i inženjerijskih ograničenja poput onih koliko brzo bi trebala da rotira sonda prilikom najbližeg preoletanja pored cilja. Ako objekat ima prečnik 30 km, New Horizonsova kamera najveće rezolucije, LORRI, mogla bi da napravi slike na kojoj bi objekat ima u prečniku oko 100 piksela sa udaljenosti od 60.000 km, ili 1.000 piksela sa udaljenosti od 6.000 km. Preciznije okretanje ka novom cilju bi trebalo da se izvrši paljenjem motora između oktobra i decembra 2015. godine. Dijagram prikazuje orbite planeta (plavo), Plutona (belo) i Kajperove mete PT1 (narandžasto), kao i putanju NH (žuto). Dijagram sadrži tačke koje označavaju druge hladne objekte Kajperovog pojasa 8narandžaste tačke), kao i asteroida i ostale Kajperove objekte (belo). Nekoliko većih objekata Kajperovog pojasa prikazano je na svojim pravim lokacijama: Eris, Makemake i Haumea. Ti lobjekti su obeleženi na ovoj slici. Objekat još nema svoje pravo ime;; naziva se 1110113Y na Hablovom sajtu i PT1 među članovima NH tima. Očekuje se da će Centar za Minor Planets reagovati i dati mu oznaku (2014 sa par slova i brojeva) čim se precizira njegova orbita, što je glavni uslov. Iako je PT1 najverovatnija meta, nije nemoguće da će dodatna osmatranja pokazati da su PT2 i PT3 pogodniji za posetu. Oba objekta su sjajnija od PT1 pa prema tome verovatno većih dimenzija. Nažalost, zbog količine goriva neće biti moguće odabrati dva cilje već samo jedan. Šta za sada znamo o PT1? Orbita mu je kružna i vrlo bliska ekliptici te pripada hladni Kajperov objekat, što znači da je imao potpuno drugačiju prošlost od Plutona. Pluton je šlan populacije objekata u Kajperovom pojasu čije su se orbite promenile kada se Neptun pomerio unazad i raspršio ih. Nasuprot tome, Klasični hladni objekti nisu verovatno nikada značajnije pomerani sa svojih lokacija. Zato bi PT1 mogao da bude prastar, hladan, nikad zagrevan relikt iz doba formiranja solarnog sistema. S druge strane, on je vrlo mali procenjuje se prečnika 30-45 km ali naučnici veruju da to nije njegova primordijalna veličina, već da je on samo deo nekog većeg objekta, i zato možda ne tako star. Bez obzira na to, njegova veličina i orbitna pozicija znače da je vrlo, vrlo drugačiji od Plutona. 36
37