Erst in fünf Monaten wird die Raumsonde New Horizons den an den Grenzen unseres Sonnensystems beheimateten Zwergplaneten Pluto passieren und dabei eingehend untersuchen. Doch bereits jetzt kann die Hauptkamera an Bord der Raumsonde einige der Monde des Zwergplaneten abbilden.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JHU/APL, SwRI, The Planetary Society.
(Bild: NASA, JHU/APL, SwRI)
Die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde New Horizons nähert sich nach einer Flugdauer von mittlerweile etwas über neun Jahren, in denen eine Distanz von mehr als fünf Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, immer weiter dem eigentlichen Ziel ihrer Reise. Bereits am 6. Dezember 2014 beendete die Raumsonde dabei ihre letzte Tiefschlafphase vor dem Erreichen des Zwergplaneten Pluto. In den folgenden Wochen führten die für den Betrieb der Raumsonde zuständigen Wissenschaftler und Ingenieure vom Applied Physics Laboratory an der Johns Hopkins University (JHU/APL) in Laurel im US-Bundesstaat Maryland einen ausführlichen Systemtest durch, bei dem unter anderem die wissenschaftlichen Instrumente und die verschiedenen Hardware-Komponenten von New Horizons einer eingehenden Überprüfung und Kalibrierung unterzogen wurden (Raumfahrer.net berichtete).
Am 15. Januar 2015 begann schließlich die wissenschaftliche Beobachtungskampagne des Pluto und seiner derzeit fünf bekannten Monde, wobei derzeit mehrere der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente der Raumsonde zum Einsatz kommen. Neben der LORRI-Kamera, welche in regelmäßigen Abständen Aufnahmen des Pluto anfertigen wird, sollen dabei auch Messungen und Analysen der interplanetaren Staubpartikel, der energiereichen Teilchen in dieser Region des Sonnensystems sowie des Sonnenwindes erfolgen (Raumfahrer.net berichtete).
Am 25. Januar begann die LORRI-Kamera mit der zweiten von insgesamt vier Beobachtungskampagnen, welche in erster Linie der optischen Navigation der Raumsonde dienen. Aus einer Entfernung von damals noch etwas mehr als 200 Millionen Kilometern erscheint der Pluto zwar immer noch lediglich als ein kleiner Punkt im Weltall – trotzdem können die beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure aus diesen Aufnahmen ableiten, ob New Horizons im Rahmen der weiteren Annäherung an den Pluto noch weitere Kurskorrekturmanöver durchführen muss. Eine erste Korrektur der Flugbahn ist auf der Grundlage dieser Beobachtungen aktuell für den 10. März 2015 geplant. Ein zweites Kurskorrekturmanöver wird dann voraussichtlich Mitte Mai erfolgen.
(Bild: NASA, JHU/APL, SwRI)
Die Monde des Pluto
Bereits jetzt ist die LORRI-Kamera zudem in der Lage, einige der derzeit fünf bekannten Monde, welche den Zwergplaneten umkreisen, abzubilden. Auf zwei der Aufnahmen, angefertigt am 25. und am 27. Januar 2015 aus Entfernungen von 203 beziehungsweise 200,5 Millionen Kilometern, ist – trotz der kurzen Belichtungszeit von lediglich 0,1 Sekunden – der größte und zugleich innerste der Plutomonde, der etwa 1.212 Kilometer durchmessende Mond Charon, erkennbar.
Die entsprechenden Aufnahmen wurden bereits am 4. Februar 2015, dem 109. Geburtstag des bereits am 17. Januar 1997 verstorbenen US-amerikanischen Astronomen Clyde Tombaugh, veröffentlicht, welcher Pluto am 18. Februar 1930 bei der Auswertung von Fotoaufnahmen entdeckte.
„Diese Aufnahmen sind unser Tribut an den Geburtstag von Professor Tombaugh und an dessen Familie. Wir ehren hiermit seine Entdeckung sowie sein Lebenswerk. Er war einer der Wegbereiter für die planetare Astronomie des 21. Jahrhunderts“, so Dr. Alan Stern vom Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder im US-Bundesstaat Colorado, der für die New Horizons-Mission verantwortliche Wissenschaftler. „Diese Fotos von Pluto sind deutlich heller und näher als die Aufnahmen vom Juli des vergangenen Jahres aus doppelter Entfernung und sie sind unser erster Schritt, um den Lichtpunkt, den Clyde vor 85 Jahren am Lowell Observatory erblickte, vor den Augen der gesamten Welt bis zum Sommer in einen Planeten zu verwandeln.“
(Bild: NASA, JHU/APL, SwRI)
Erheblich komplizierter gestaltet sich dagegen derzeit noch die Abbildung der beiden deutlich kleineren Monde Nix (geschätzter Durchmesser zwischen 46 und 137 Kilometern) und Hydra (geschätzter Durchmesser zwischen 61 und 167 Kilometern), welche aufgrund ihrer geringen Größen und der damit verbundenen Helligkeit von lediglich 23,41 beziehungsweise 22,96 mag erst im Jahr 2005 auf Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble entdeckt wurden.
Trotzdem konnten auch diese beiden Monde zwischen dem 27. Januar und dem 8. Februar aus Entfernungen von 201 bis hin zu 186 Millionen Kilometern erfolgreich abgebildet werden. Die für die Erstellung der Aufnahmen verantwortlichen Wissenschaftler verwendeten hierzu eine spezielle Technik, bei der jeweils fünf über je zehn Sekunden belichtete Einzelaufnahmen überlagert wurden. Durch diese Bearbeitung entstand auch der in den Aufnahmen erkennbare Blooming-Effekt, durch den Pluto überbelichtet und ‚verzerrt‘ erscheint.
Der Mond Nix, so die bisherigen auf den Beobachtungen mit dem Hubble Space Telescope basierenden Erkenntnisse der Astronomen, umläuft den Pluto in einer Entfernung von etwa 48.675 Kilometern innerhalb von 24,85 Tagen. Hydra benötigt in einer Entfernung von rund 64.780 Kilometern dagegen 38,2 Tage für einen kompletten Umlauf. Die jetzigen Beobachtungen dienen auch dazu, um diese Daten noch weiter zu präzisieren. Nur durch die genauen Kenntnisse der Bahnparameter der Monde kann das im Juli 2015 zu absolvierende Beobachtungsprogramm einen maximalen wissenschaftlichen Output liefern.
(Bild: NASA, JHU/APL, SwRI)
Die noch kleineren Plutomonde Kerberos (14 bis 40 Kilometer Durchmesser) und Styx (zehn bis 25 Kilometer), welche beide erst in den Jahren 2011 beziehungsweise 2012 entdeckt wurden, sind dagegen zu lichtschwach, um bereits jetzt mit der LORRI-Kamera abgebildet zu werden. Dies wird erst bei einer noch weiteren Annäherung der Raumsonde an ihr Ziel möglich sein. Dann werden die beteiligten Wissenschaftler die zu erstellenden Aufnahmen auch dazu nutzen, um in der Umgebung des Pluto nach weiteren, bisher unbekannten Monden zu suchen und zu ergründen, ob der Zwergplanet eventuell von einem Ringsystem umgeben ist.
„Pluto ist allmählich mehr als nur ein Lichtpunkt“, so Hal Weaver, der Projektwissenschaftler der New Horizons-Mission am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Laurel im US-Bundesstaat Maryland. „LORRI kann Pluto mittlerweile auflösen und der Zwergplanet wird jetzt immer größer erscheinen, während sich New Horizons ihrem Ziel immer weiter annähert. Die neuen LORRI-Aufnahmen zeigen auch, dass das Leistungsvermögen der Kamera seit dem Start der Raumsonde vor über neun Jahren nicht nachgelassen hat.“
Derzeit befindet sich New Horizons in einer Entfernung von noch etwa 1,13 Astronomischen Einheiten (abgekürzt „AE“) – dies entspricht in etwa 169 Millionen Kilometern – zum Pluto und nähert sich dem Zwergplaneten dabei gegenwärtig mit einer Geschwindigkeit von 52.546 Kilometern pro Stunde an. Die Entfernung zur Erde beträgt dagegen aktuell 32,38 AEs – die Entfernung zur Sonne liegt bei 31,73 AEs.
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