Nach seinem berühmten Vorbeiflug an Pluto im Juli 2015 schrieb das Raumschiff New Horizons der NASA ein zweites Mal Geschichte, als es das am weitesten entfernte Objekt summte, das jemals erforscht wurde: 2014 MU69.
"Wir haben einen Rekord aufgestellt! Nie zuvor hat ein Raumschiff etwas so weit entferntes erforscht", sagte Alan Stern, der Hauptermittler von New Horizons, nach dem Vorbeiflug. "Ich meine, denken Sie daran. Wir sind eine Milliarde Meilen weiter als Pluto, und jetzt werden wir weiter in den Kuipergürtel fahren."
Sowohl Pluto als auch 2014 MU69 liegen im Kuipergürtel, einer Ansammlung eisiger Gesteine, die die äußeren Bereiche des Sonnensystems umgeben. Es wird angenommen, dass diese Objekte makellose Proben aus dem frühen Sonnensystem sind, die durch Gravitationswechselwirkungen mit den größeren Objekten, die zu Planeten wachsen würden, in die Grenzzone ausgestoßen werden. Ihre Untersuchung sollte Aufschluss darüber geben, was in den ersten Phasen seines Lebens im Sonnensystem geschah.
MU69, auch unter dem Spitznamen Ultima Thule (ausgesprochen TOOL-ie) bekannt, war das erste Objekt im Weltraum, das von einem Raumschiff erforscht wurde, das vor der Entdeckung des Objekts gestartet wurde.
Jenseits von Pluto
Bereits 2003 empfahl die Planetary Decadal Survey der National Academy of Sciences nachdrücklich, dass der Besuch in Pluto Vorbeiflüge an kleinen Objekten des Kuipergürtels (KBOs) beinhalten sollte. Die Beobachtung mehrerer Ziele würde einen besseren Einblick in das bisher unerforschte Segment des Sonnensystems ermöglichen. New Horizons wurde 2006 mit zusätzlichem Treibstoff für einen solchen Vorbeiflug gestartet, und seine Energie- und Kommunikationssysteme sind bereit, über Jahre hinweg in Entfernungen außerhalb der Umlaufbahn von Pluto zu arbeiten.
Im Jahr 2011 begannen Missionswissenschaftler mit bodengestützten Teleskopen, nach einem zweiten Ziel zu suchen, aber keine der neuen Entdeckungen war für New Horizons erreichbar. 2014 schloss sich das Hubble-Weltraumteleskop der Suche an und lokalisierte fünf potenzielle Objekte. Eines davon war 2014 MU69, das nach seiner Entdeckung am 26. Juni 2014 als 1110113Y gekennzeichnet war und nach seiner Erhebung zu einem von zwei möglichen Zielen auch PT1 ("potenzielles Ziel 1") genannt wurde. Im August 2015 wählte das New Horizons-Team 2014 MU69 als nächstes potenzielles Ziel.
"2014 MU69 ist eine gute Wahl, da es genau die Art von altem KBO ist, das dort gebildet wird, wo es jetzt umkreist, und die Decadal Survey wollte, dass wir vorbeifliegen", sagte Stern in einer Erklärung. "Darüber hinaus kostet dieses KBO weniger Treibstoff, um es zu erreichen [als andere Kandidatenziele], und es verbleibt mehr Treibstoff für den Vorbeiflug, für zusätzliche Wissenschaft und größere Treibstoffreserven zum Schutz vor Unvorhergesehenem."
MU69 liegt etwa 1,6 Milliarden Kilometer hinter Pluto.
Im Jahr 2017 bat das New Horizons-Team die Öffentlichkeit um Vorschläge für einen Spitznamen für das KBO im Rahmen einer Outreach-Kampagne. Die endgültige Entscheidung, Ultima Thule, ist ein Begriff, der im Mittelalter verwendet wird und "jenseits der bekannten Welt" bedeutet. Der Spitzname wurde von ungefähr 40 verschiedenen Personen eingereicht, sagten NASA-Beamte.
"MU69 ist das nächste Ultima Thule der Menschheit", sagte Stern, als der Name bekannt gegeben wurde.
Der Spitzname löste Kontroversen wegen seiner historischen Verwendung durch Vorläufer der Nazis und der modernen Verwendung durch extremistische Gruppen aus. Das New Horizons-Team entschied sich jedoch, trotz der möglicherweise negativen Verbindung beim Spitznamen zu bleiben.
"Ich habe es einige Male gesagt, ich denke, New Horizons ist ein Beispiel - eines der besten Beispiele in unserer Zeit - für rohe Erkundung und den Begriff Ultima Thule, der sehr alt ist, viele Jahrhunderte alt, möglicherweise über eine tausend Jahre alt, ist ein wunderbares Mem zum Erkunden ", sagte Stern nach dem Vorbeiflug. "Deshalb haben wir es gewählt. Ich würde sagen, nur weil einige Bösewichte diesen Begriff einmal mochten, werden wir sie nicht entführen lassen."
Vor dem Vorbeiflug
Astronomen nutzten die Hilfe von drei verschiedenen Sternen, um Ultima Thule vor seiner Ankunft zu untersuchen. Wenn sich ein Objekt wie ein KBO zwischen der Erde und einem Stern bewegt, können Astronomen das Sternenlicht verwenden, um das entfernte Ziel zu untersuchen, eine Technik, die als Sternbedeckung bezeichnet wird. Ultima Thule reiste am 3. Juni, 10. Juli und 17. Juli 2017 zwischen der Erde und mehreren verschiedenen Sternen - einen jeden Tag -. Jedes Ereignis dauerte nur etwa 2 Sekunden und war nur von einem schmalen Band aus Land und Meer auf der Erde aus sichtbar.
"Diese Anstrengung - sechs Monate, drei Raumschiffe, 24 tragbare Bodenteleskope und das SOFIA-Observatorium der NASA in der Luft - war die schwierigste Sternbedeckung in der Geschichte der Astronomie, aber wir haben es geschafft!" Sagte Stern. "Wir haben zum ersten Mal die Form und Größe des 2014 MU69 ausspioniert, einen wissenschaftlichen Schatz des Kuipergürtels, den wir in etwas mehr als 17 Monaten erforschen werden. Dank dieses Erfolgs können wir den bevorstehenden Vorbeiflug jetzt mit viel mehr Selbstvertrauen planen."
Messungen aus allen drei Beobachtungen von 2017 ergaben, dass Ultima Thule nicht dort umkreiste, wo es erwartet wurde. Und ein kleiner Fehler während der Beobachtung am 10. Juli verwirrte die Astronomen, denn es sah so aus, als ob MU69 tatsächlich zwei separate Objekte waren. Zusammengenommen deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass sich MU69 nicht allein durch den Weltraum drehte. Astronomen glaubten, dass MU69 mindestens einen Mond haben und noch mehr natürliche Satelliten beherbergen könnte.
"Dies könnte der Vorbote sein", sagte Stern während einer Pressekonferenz auf dem Treffen der American Geophysical Union (AGU) 2017. "Es könnte darauf hindeuten, dass es tatsächlich einen Schwarm von Satelliten von MU69 gibt."
Das New Horizons-Team bekam einen letzten Blick auf Ultima Thule, bevor die New Horizons vorbeiflogen. Am 4. August 2018 war eine endgültige Bedeckung von der Erde aus sichtbar, die nur in Senegal und Kolumbien zu sehen war
"Diese Bedeckung wird uns Hinweise geben, was uns bei Ultima Thule erwartet, und uns helfen, unsere Vorbeiflugpläne zu verfeinern", sagte Marc Buie, der Leiter des Okkultationsereignisses von New Horizons, in einer Erklärung.
Ein unvergesslicher Silvesterabend
Am 1. Januar 2019, um 12:33 Uhr EST, machte New Horizons seinen historischen Vorbeiflug an MU69. Wissenschaftler und Ingenieure des Teams versammelten sich im Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, um das neue Jahr einzuläuten und für den Moment zu jubeln, in dem das Raumschiff das KBO summte. Brian May, Missionswissenschaftler und Leadgitarrist der Band Queen, veröffentlichte eine neue Single zum Gedenken an das Ereignis. Aber Ultima Thule ist so weit weg, dass niemand genau wusste, ob die Mission einen erfolgreichen Vorbeiflug abgeschlossen hatte oder nicht, bis fast 10 Stunden vergangen waren.
Während des Vorbeiflugs passierte New Horizons Ultima Thule in einer Entfernung von etwa 3.540 km, was 9.300 km näher war als von Pluto.
Nach dem Vorbeiflug veröffentlichte die NASA die ersten aufgelösten Fotos von Ultima Thule, aus denen hervorgeht, dass das 33 Kilometer lange Objekt aus zwei ungefähr kugelförmigen Lappen besteht. Das Paar ist am Hals fest miteinander verbunden, wo das Material heller leuchtet als entlang des restlichen Objekts.
"Es ist ein Schneemann, wenn überhaupt," sagte Stern, als das erste Farbbild veröffentlicht wurde.
Das Team beschloss, den größten Lappen "Ultima" und den kleinsten "Thule" zu nennen. Beide Lappen erscheinen rot, wahrscheinlich aufgrund von Verfärbungen durch Weltraumstrahlung, sagten Forscher. Das Paar begann höchstwahrscheinlich als zwei separate Objekte, die sich allmählich zusammenfanden und sich weniger als eine Meile pro Stunde bewegten.
"Wenn Sie bei diesen Geschwindigkeiten mit einem anderen Auto kollidierten, müssen Sie möglicherweise nicht einmal die Versicherungsformulare ausfüllen", sagte Jeff Moore, Co-Ermittler von New Horizons vom Ames Research Center der NASA in Kalifornien, während des Vorbeiflugs.
Ultima Thule gehört zu einer großen Anzahl von Objekten, die den Kuipergürtel füllen. Schließlich kombinierte sich ähnliches Material, um Monde und Planeten aufzubauen. Die Bilder von New Horizons vom KBO werden einen Einblick geben, wie diese Teile zusammengekommen sind, um das Sonnensystem zu formen.
"Wir denken, was wir sehen, ist vielleicht das primitivste Objekt, das bisher von einem Raumschiff gesehen wurde, und es könnte eine Klasse von Objekten darstellen, die die ältesten und primitivsten Objekte sind, die irgendwo im gegenwärtigen Sonnensystem gesehen werden können ", Sagte Moore.
Weit
Bevor New Horizons sein zweites Ziel erreichte, waren Details von Ultima Thule selbst durch die Linse des Hubble-Weltraumteleskops schwer zu erkennen. Das winzige Objekt ist weniger als 1 Prozent so groß wie Pluto, weshalb New Horizons 'Nahaufnahme so wichtig war.
"Es gibt so viel, was wir aus Nahaufnahmen von Raumfahrzeugen lernen können, dass wir niemals von der Erde lernen werden, wie der Pluto-Vorbeiflug so spektakulär gezeigt hat", sagte John Spencer, Mitglied des New Horizons-Wissenschaftsteams, in einer Erklärung.
"Die detaillierten Bilder und anderen Daten, die New Horizons aus einem KBO-Vorbeiflug erhalten könnte, werden unser Verständnis des Kuipergürtels und der KBOs revolutionieren."
New Horizons hat im August 2018 beim ersten Versuch sein erstes Bild von Ultima Thule aufgenommen, obwohl es noch mehr als 170 Millionen km entfernt ist. Zu dieser Zeit blieb das Ziel einer von mehreren Punkten in einem Sternenfeld.
Selbst als sich das Raumschiff Ultima Thule näherte, blieb das Objekt schwer zu entziffern, aber ein ungewöhnliches Signal deutete auf seine zweilappige Form und seinen Drehwinkel hin. Selbst in den Stunden vor dem historischen Ereignis weigerte sich Ultima Thule, viele seiner Geheimnisse preiszugeben. Das KBO blieb ungelöst und füllte kaum Bilder im Wert von zwei Pixeln. In Bezug auf seine damals rätselhafte Form konnte Spencer nur sagen: "Wir wissen, dass es nicht rund ist."
Erst nach dem Vorbeiflug wurden einige der Rätsel endgültig gelöst. Es stellte sich heraus, dass sich das KBO ähnlich wie die Zeiger einer Uhr drehte, die dem Raumschiff zugewandt war, ein Rätsel, das erst kurz vor dem Vorbeiflug gelöst wurde. Die enge Begegnung ergab eine Rotationsperiode von ungefähr 15 Stunden.
New Horizons wird 20 Monate brauchen, um seine Daten zur Erde zurückzusenden. Wissenschaftler werden jahrelang über diese Daten nachdenken, um so viel wie möglich über den Kuipergürtel zu erfahren.
Und es ist wahrscheinlich, dass New Horizons für eine Weile nicht aufhören wird, Informationen über den Kuipergürtel abzurufen. Das Raumschiff sollte genug Treibstoff haben, um ein anderes KBO zu besuchen. Laut Stern werden New Horizons bis 2027 oder 2028 im Kuiper Built sein.
"Es wäre dumm, nicht nach einem anderen Ziel zu suchen", sagte Stern.
Zusätzliche Ressourcen:
- Die MU69-Webseite 2014 der NASA
- Die New Horizons-Missionsseite der NASA
- Missionsblog von Principle Investigator Alan Stern
