14. juulil orienteeruvalt kell 8 idamaa ajal jõuab poole tonnise NASA kosmoselaevaga, mis on kogu Päikesesüsteemist võistelnud üheksa ja pool aastat, lõpuks pisikese Pluuto järele, mis asub Päikesest kolme miljardi miili kaugusel kõige kaugemast objektist, mis keegi või midagi muud Maalt pole kunagi külastanud. Palja silmaga nähtamatut avastati Pluutot alles 1930. aastal ja seda on sellest ajast alates peetud meie päikesesüsteemi veidruseks, mis on täiesti erinev Päikese lähedal asuvatest kivistest planeetidest, kaasa arvatud Maa, ja võrdselt erinevalt välistest gaasihiiglastest. See pentsik ja salapärane väike maailm pöördub dramaatilisse vaatesse, kui kosmoselaev New Horizons läheneb kõigest 6000 miili kaugusele ja pardakaamerad pildistavad tuhandeid fotosid. Muud instrumendid mõõdavad Pluto topograafiat, pinna- ja atmosfääri keemiat, temperatuuri, magnetvälja ja palju muud. New Horizons võtab kõva pilgu ka Pluuto viiele teadaolevale kuule, sealhulgas suurimale Charonile. See võib leida isegi teisi kuusid ja võib-olla rõnga või kaks.
Seotud lugemised
Pluuto failid: Ameerika lemmikplaneedi tõus ja langus
OstaSeotud sisu
- Esimesed ametlikud andmed Pluuto lendurist kujundab ümber kääbusplaneetide ajaloo
- Need instrumendid aitavad NASA-l välja mõelda, kas elu võib Euroopas õitseda
See oli vaevalt 20 aastat tagasi, kui teadlased said esimest korda teada, et Pluuto, kaugel üksi Päikesesüsteemi servas, oli vaid üks väikeste külmunud kehade parves, mis ulatus laiale orbiidile Päikese ümber, nagu prahi ring ehitustsooni ääres. See teadmine on muu hulgas liikunud New Horizoni missiooni. Teadlased väidavad, et mõistke Pluutot ja kuidas see nende jäänukketega sobib ning saate paremini aru päikesesüsteemi enda kujunemisest ja arengust.
Kui kõik läheb hästi, on New Horizoni meeskonna poolt nimetatud "kohtumispäev" korgipopulaarne tohutu teadusliku ja tehnilise võimekuse tähistamine - see pole sugugi väike asi, et täppisriistade kollektsioon kiirendades läbi jäiga tühja ruumi paisata. 47 000 miili tunnis, et kohata ligi kümmekond aastat hiljem jäise keraga, mille laius on umbes pool sama lai kui Ameerika Ühendriikides. Päev saab ka missiooni juhile Alan Sternile armsa kinnituse. 57-aastane astronoom, lennunduse insener, tulevane astronaut ja enesekirjeldatud „rabble-rouser“ on Stern veetnud suurema osa oma karjäärist võitluses, et saada Pluuto tähelepanu, mida ta tema arvates väärib. Ta hakkas NASA-d suruma Pluuto missiooni kinnitamiseks ligi veerand sajandit tagasi, seejärel jälgis ta pettumust, kuidas agentuur andis rohelise tule ühele Pluto-sondile teise järel, et need alles hiljem tühistada. "See oli uskumatult pettumust valmistav, " ütles ta, "nagu Lucy jalgpalli vaatamine ikka ja jälle Charlie Brownist eemale." Lõpuks värbas Stern ka teisi teadlasi ja mõjukaid senaatoreid, kes ühinesid tema lobitööga, ning kuna alaaparaat Pluuto on pikka aega olnud Laste lemmikud, kutsusid missiooni pooldajad meeleheitlikult lapsed üles kongressile kirjutama, nõudes tungivalt kosmoselaeva rahastamise kinnitamist.
New Horizoni missioonikontroll asub Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika laboris Baltimore'i lähedal, kuhu paigaldatakse Stern ja veel mitukümmend muud plutooniat nädalateks suure juulisündmuse ümber, kuid sain Sterniga hakkama eelmise aasta lõpus Boulderis Edela-uuringute instituudis., kus ta on teadus- ja arendustegevuse assotsieerunud asepresident. Tema muljetavaldavast kabinetist avanev vaateaken paistab kaljudele, kus ta sageli matkab ja lõõgastub. Trikk ja sportlik 5-suu-4 juures, ta on ka jooksja, spordiala, mida ta harrastab täpselt raketiteadlase täpsusega. Ta on arvutanud oma sammumäära ja ütleb (ainult poole naljaga), et ta oleks maailmatasemel, kui ainult tema jalad oleksid pikemad. Poleks liialdus öelda, et ta on planeediteaduskonna polariseeriv tegelane; tema üksmeelne jälitamine Pluuto peale on mõnda kolleegi pahandanud. Nii on ka tema kirglik Pluuto kaitsmine aastatel, mil astronoomiaametnikud kuulsalt tagandasid selle kääbusplaneediks, andes sellele põrkeraua eksklusiivsest Päikesesüsteemi klubist, mis on nüüd piiratud kaheksa suurkujuga.
Selle solvamise ajastus, mille järgi Stern ja teised jamad Pluto-armastajad seda näevad, ei saanud olla dramaatilisem - see saabus 2006. aasta augustis, mõni kuu pärast seda, kui New Horizons oli Canaverali neemest kosmosesse kihutanud. Pluuto alandamine Sternile veelgi valusamalt irooniliseks teeb asjaolu, et mõned tema ennustatud murrangulised teaduslikud avastused tugevdasid märkimisväärselt oma vastaste argumente, avades samal ajal ukse planeediteaduse uuele ajastule. Tegelikult kasutas Stern ise terminit “kääbusplaneet” juba 1990ndatel.
New Horizoni missiooni uurija Alan Stern hakkas rohkem kui kaks aastakümmet tagasi tõuke tegema kosmoselaeva saatmiseks Pluutosse. “Pean tunnistama teatavat kangekaelsust, ” ütleb ta. (Jamie Kripke) 
1 054 naela suurune kosmoselaev New Horizons kannab seitset teadusinstrumenti Pluuto ja selle kuude pinna ja atmosfääri uurimiseks. Instrumentidel on võluvad nimed nagu Alice, Ralph ja REX. (NASA) 
Pluuto pinnaomaduste lahendamine on nagu proovida 40 miili kauguselt tehtud jalgpallipalli märgistused välja tõmmata. Need vaated on konstrueeritud Hubble'i fotodest. (NASA) 
New Horizons võttis selle värvipildi Pluutost ja selle suurimast kuust Charonist 71 miljoni miili kaugusel. Varsti on pinna omadused selgelt nähtavad. (NASA / Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika labor / Edela-uuringute instituut) 
Atlas V rakett laskis New Horizons'i kosmosest Cape Canaveralist 19. jaanuaril 2006. Kosmoseaparaat külastas Jupiteri 2007. aasta veebruaris, saades gravitatsioonilise tõuke, mis kärpis tema teekonnast kolm aastat. (NASA) **********
Rikas astronoom Percival Lowell, kes oli laialdaselt tuntud kunstlike kanalite olemasolu nõudmise pärast, asus Pluutot otsima Arizonas asuvas eravaatluskeskuses 1905. aastal. Planeetide orbiitide hoolikas uurimine näitas, et Neptuun polnud ainus seal tegutsev objekt, mis avaldas gravitatsiooni. Uranust pukseerides otsustas Lowell leida, mida ta hüüdis nimega “Planeet X”. Ta suri edutult, kuid Clyde Tombaugh-nimeline noormees, kellel oli kirg astronoomia vastu, kuid kellel polnud kõrgharidust, saabus vaatluskeskusesse ja valis 1929. aastal läbiotsimine. Pärast 7000-tunnist umbes 90 miljoni tähepildi vaatlemist nägi ta fotoplaatidel 1930. aasta veebruaris uut planeeti. Nimi Pluto, allilma Rooma jumal, soovitas 11-aastane Briti tüdruk nimega Venetia Burney, kes oli avastust vanaisaga arutanud. Osaliselt võtsid selle nime ühehäälselt vastu Lowelli vaatluskeskuse töötajad, kuna kaks esimest tähte on Percival Lowelli initsiaalid.
Pluuto üksildane loodus häiris teadlasi aastakümneid. Kas Neptuunist kaugemal ei tohiks olla teisi sarnaseid objekte? Miks päikesesüsteemil materjal nii järsku otsa sai? "Tundus lihtsalt imelik, et välimine Päikesesüsteem on nii tühi, samas kui sisemine Päikesesüsteem oli täis planeete ja asteroide, " meenutab UCLA planeediteadlane David Jewitt. Läbi aastakümnete tegid erinevad astronoomid ettepaneku, et seal oleks väiksemaid, veel nägemata asutusi. Komeedid, kes öösel taevalaotuse saamiseks perioodiliselt sisse pühivad, spekuleerisid, arvatavasti on nad päikesesüsteemi välispiiril vööst või prahtkettast pärit.
Stern väitis 1991. aastal ajakirjas Icarus avaldatud artiklis mitte ainult, et turvavöö oli olemas, vaid ka, et see sisaldas nii suuri asju kui Pluuto. Nad olid lihtsalt liiga kaugel ja liiga hämarad, et neid hõlpsasti näha oleks. Tema mõttekäik: Neptuuni kuu Triton on Pluuto lähedane kaksik ja tiirles arvatavasti ümber Päikese enne, kui see Neptuuni gravitatsiooni hõivati. Uraanil on drastiliselt kallutatud pöörlemistelg, mis on tõenäoliselt tingitud põllumajanduse eelseisvast kokkupõrkest Pluuto suurusega objektiga. See tegi vähemalt kolm Pluuto-taolist objekti, mis Sternile väitis, et neid peaks olema rohkem. Ta arvas, et päikesesüsteemi planeetide arv peaks kunagi suurenema. Arvatavasti oli neid sadu, enamus, sealhulgas Pluuto, määrati kõige paremini kääbusplaneetide alamkategooriasse.
Just aasta hiljem avastati selles kaugemas piirkonnas esimene objekt (peale Pluuto ja Charon), mida Hollandi päritolu astronoom Gerard Kuiperi järgi kutsuti Kuiperi vööks. Juveli ja tema kolleegi Jane Luu poolt leitud ristmõõt on vaid umbes 100 miili, Pluuto aga 1430 miili. Kümmekond aastat hiljem avastasid Caltechi astronoomid Mike Brown ja Chad Trujillo umbes poole Pluuto suurusest piisavalt sfäärilise objekti, mille nad nimetasid Quaoariks (hääldatakse “kwa-sõjaks” ja nimetati loojajumalaks pre-mütoloogias) -Columbian Tongva elanikud, kes on pärit Los Angelese vesikonnast). Sellele järgnes kiiresti Haumea ja 2005. aastal leidis Browni grupp Erise, umbes Putoutoga sama suure ja ka sfäärilise.
Planeediteadlased on märganud sadu väiksemaid Kuiperi vöö objekti; neid võib olla kümme miljardit, mis on miil üle või rohkem. Stern võtab New Horizoni kaameratega nende suuruse täpsemaid loendusi. Tema lihtne idee on kaardistada ja mõõta Pluto ja Charoni kraatrid, mis on märgid kokkupõrgetest teiste Kuiperi vöö objektidega ja toimivad seega esindusliku valimina. Kui Pluuto asub Päikesele kõige lähemal, aurustub külmunud pinnamaterjal ajutisesse atmosfääri, millest osa pääseb kosmosesse. See põgenemiserosioon võib vanemad kraatrid kustutada, nii et Pluuto pakub hiljutist rahvaloendust. Ilma selle erosioonita pakub Charon rekordit, mis hõlmab kosmilist ajalugu. Ühes juhtivas teoorias oleks algsest palju tihedamast Kuiperi vööst moodustunud kümmekond Maast suuremat või suuremat planeeti, kuid Jupiteri ja Saturni orbitaalmuutused ajasid suurema osa ehitusplokkidest eemale, enne kui see juhtuda võis, tuues planeedi moodustumise pungi.
Selleks ajaks, kui New Horizons käivitus Cape Canaveralis 19. jaanuaril 2006, oli muutunud raskeks väita, et Pluuto erines oluliselt paljudest oma Kuiperi vööndi naabritest. Kummalisel kombel ei eksisteerinud sel ajal „planeedi” ranget määratlust, nii et mõned teadlased väitsid, et planeetide loetelu liiga pikaks muutmise vältimiseks tuleks teha suuruslõige. Kui nimetaksite Pluutot ja teisi suhteliselt väikeseid kehasid millekski muuks, oleks teil jäänud kena korrastatud kaheksa planeeti - elavhõbe Neptuuni kaudu. 2000. aastal valis New Yorgi Haydeni planetaariumi direktor Neil deGrasse Tyson kuulsalt viimase variandi, jättes Pluuto välja päikesesüsteemi näitusest.
Seejärel, kui New Horizons oli vähem kui 15 protsenti teel Pluuto poole, hääletasid taevaobjektide nimetamise ja klassifitseerimise eest vastutavad rahvusvahelise astronoomia liidu liikmed Prahas toimunud koosolekul, et muuta see kord ametlikuks. Pluuto ja teised pidid nüüd olema tuntud kääbusplaneetidena, mis, vastupidiselt Sterni algsele tähendusele, ei olnud planeedid. Nad olid täiesti teistsugused metsalised. Kuna ta avastas Erise, süüdistatakse Caltechi Browni mõnikord alandamises. Ta on öelnud, et tal oleks kummagi tulemusega kõik korras olnud, kuid ta nimetas oma 2010. aasta memuaari „ Kuidas ma tapsin Pluutot ja miks see mul tuli“ .
"See on piinlik, " meenutab Stern, kes polnud Prahas hääletusel. "See on teaduslikult ja pedagoogiliselt vale." Ta rääkis omal ajal samamoodi avalikus keeles, mis on teadusmaailmas ebaharilikult nüri. Stern märkis, et Pluuto ja teiste lammutamise kõige tuimamate argumentide hulgas oli idee, et 20 või enama planeedi omamine oleks kuidagi ebamugav. Tema sõnul on naeruväärne ka arusaam, et kääbusplaneet pole tegelikult planeet. “Kas kääbus igihaljas pole igihaljas?” Küsib ta.
Sterni vaevalt varjatud põlgus bürokraatlike ja teaduslike sortide rumaluse üle ei ole teda alati kolleegide poole püüdnud. Üks astronoom, kellelt Sterni kohta küsisin, vastas: “Mu ema õpetas mulle, et kui sa ei oska kellegi kohta midagi toredat öelda, ära ütle midagi.” Teine ütles: “Tema perekonnanimi on“ Stern ”. See ütleb teile kõik, mida peate teadma. ”
DeGrasse Tyson pakub omalt poolt mõõdukat kiitust: "Kui rääkida kõigest, alustades astronoomia toetuseks avalikkuse meelsusest kosmoseteaduslike missioonide propageerimisel kuni Pluuto kaitsmiseni, on Alan Stern alati kohal."
Stern inspireerib ka vähem reserveeritud imetlust. "Alan on uskumatult loominguline ja uskumatult energiline, " ütleb MIT-i planeediteadlane Richard Binzel, kes on Sterni tundnud alates nende lõpetanud kooli päevast. "Ma ei tea, kust ta selle saab."
**********
Stern kasvas üles New Orleansis ja hiljem Dallases. Tema isa oli ärijuht ja ema jäi Alani ja kahe õe-vennaga koju. "Alan oli 8-aastaseks saades kosmoses reisimise täielikult ära elanud, " meenutab tema noorem vend Hap, advokaat Dallases. “Ta soovis, et rohkem kui miski oleks astronaut.” Selleks ajaks, kui Stern läks ülikooli, oli 1975. aastal Apollo programm lõppenud ja esimene kosmosesüstiku käivitamine oli mitu aastat eemal, kuid pärast bakalaureuse-aasta või kaks veetmist “ slacker ”- see sõna - hakkas ta töötama selleks, et saada täpselt selliseks, mida NASA oma astronaudikandidaatidelt ootaks: ülevõistlejaks. "Tegin sellest hetkest sirged A-d, " ütleb ta Austini Texase ülikooli lõpetanud füüsika ja astronoomia kraadi. Ka tema koolivälised koolid olid astronaudisõbralikud: ta sai piloodi loa, temast sai lennuõpetaja
Inimesed teevad kogu aeg niimoodi tõotusi. Neid on palju lihtsam teha kui säilitada - eriti kui teie karjääri eesmärk on midagi sama ebareaalselt romantilist kui astronaudiks saamine. ja õppinud langevarjuhüpet ja sukeldumist.
Ta viibis Austinis ja võttis vastu kosmosetehnika ja planeetide atmosfääri magistrikraadi. Ta asus tööle insenerina lennundusettevõttes Martin Marietta, töötades erinevate satelliitprogrammide kallal. Seejärel kolis ta Boulderis Colorado ülikooli atmosfääri- ja kosmosefüüsika laborisse, kus ta 1986. aasta visiidi ajal kavandas ja jälgis satelliidi vahendit, mis pidi uurima Halley komeeti. See satelliit asus aga kosmosesüstiku Challenger pardal, kui laev plahvatas 28. jaanuaril 1986, tappes seitsmeliikmelise meeskonna ja pannes USA kosmoselennuprogrammi katkestama.
Stern oli komeetidest huvitatud ja kirjutas doktoritöö nende jäiste kehade evolutsioonist ning töötas välja instrumendid nende uurimiseks. Tema ultraviolett-spektrograaf jäädvustas komeedi ajutisest atmosfäärist väljuvat valgust, et teada saada, millest see tehtud on. Eelmisel aastal, kui Euroopa Kosmoseagentuuri sond Rosetta proovis esimest korda komeeti orbiidil, leidis üks Sterni UV-spektrograafidest, et komeedi pinnal oli üllatuslikult vesijää.
Arvestades seda erakordset saavutust, mis oli midagi kui järeleandmatut, pöördus Stern astronautide korpuse poole kolm korda pärast seda, kui süstik oli uuesti lendama hakanud 1988. aastal, ja valiti tuhandete kandidaatide hulgast isegi üheks 130-st, kes tulid Houstoni vestlusele. Lõpuks teda ei valitud. Kuid ta lootis, et saab veel ühe võtte, kui komeet Hale-Bopp valgustas öötaeva 1997. aastal. Ta kohandas ühe oma instrumentidest süstikul sõitmiseks - ja kes oleks selle juhtimiseks parem, kui Stern ise? NASA viskas otsuse üle astronautide komiteele, kes otsustas, et tema asjatundlikkus on hädavajalik ja ta kavatses lõpuks kosmosesse suunata.
NASA pani aga viimasel minutil lennule Kanada astronaudi, põrutades Sterni minema. See häirib teda isegi täna, meenutamaks tema pettumust. “Olin väga ärritunud, sest sain aru, et pole ... aeg sai otsa. Ei olnud nii, et ma ... see oli kõik tehtud. See oli tehtud tehing. See on ainus kord minu elus, kus ma kunagi töö peale nutnud olen, ”räägib ta. "Ma mõtlen, et kaotasin selle lihtsalt ära."
Kuid see ei aeglustanud teda. Lisaks missioonide jälgimisele ja lühikesele jäljendile NASA teaduse kaastöötajana asutas ta ettevõtte Uwingu, mis kogub raha astronoomiaalaseks tegevuseks, müües (mitteametlikult) nime Marsil eksoplaneetide ja kraatrite nimeõigusi. Ta asutas ka maailmavaate, mis plaanib turistid viia kõrguse õhupallides kosmose serva, ja teise ettevõtte, mille nimi on Golden Spike, et müüa Kuu missioone riikidele, kes tahavad sinna minna. Ja ühe projektiga võiks saavutada tema unistuse minna ise kosmosesse. Tema ja tema Southwest'i meeskond on kavandanud instrumendid suborbitaalseteks kosmoselendudeks, mille on kavandanud eraettevõtted Virgin Galactic ja XCOR Aerospace. Teadlased peavad instrumente juhtima ja Stern ütleb, et "oleme ostnud kokku üheksa istekohta" eraldi lendudel. Ta on kindlalt otsustanud neist mitu hõivata.
**********
Kuid on ka teine põhjus, mis teda veelgi kirglikumalt kinnistab kui kosmosesse reisimine. "Isegi põhikoolis, " ütles Binzel, kui ma temaga Boulderis kohtusin, "rääkis Alan minuga sellest. Ta on nagu Luke Skywalker. "Siis Darth Vaderi jäljendil:" Pluuto uurimine ... on teie saatus. "
Planeediteadlased on Pluto kohta selle avastamisest alates õppinud vaid mõnda asja: nad on kinnitanud selle 248-aastase orbiidi ja on teinud tähelepanelikke tähelepanekuid selle kohta, kuidas Pluuto ja Charon üksteise ümber tiirlevad, on andnud nende suuruse ja massi. Nende põhjal võib ennustada kompositsioone - kivimi ja jää segu. Suurem osa jääst on mõlemal külmunud vesi, Pluuto jääkatte pinnaks on aga enamasti külmunud lämmastik. Pinna temperatuurid püsivad miinus 380 kraadi Fahrenheiti kohal.
New Horizonsilt oodatakse palju enamat. Nähtavate valguskaameratega ei loeta mitte ainult kraatreid, vaid ka jalgpalliväljakust väiksemate mägede, orgude, kaljude ja pragude kaardistamist. Infrapunaandurid näitavad pinnatemperatuuri muutusi, võib-olla paljastavad soojad kohad, mis viitavad geoloogilisele aktiivsusele. Üks mõõteriistakomplekt analüüsib pinna keemilist meiki, teine aga sarnaselt Rosetta pardal oleva spektrograafiga uurib ajutist atmosfääri.
Küsimuste loetelu on peaaegu lõputu. Kas Pluto on oma jäise pinna all vedela veega ookean, näiteks need, mis asuvad Jupiteri ja Saturni jäistel kuudel? Kas see ookean toidab geisreid, mis pritsivad kosmosesse? Miks on Pluutol jää all suurem kivimite osakaal kui Charonil?
Ja siis on veel küsimusi, mida teadlased isegi ei tea piisavalt, et neid esitada. "Planeediteaduse suur õppetund, " ütleb Stern, "kui uut tüüpi objektiga esimest korda tutvute, peaksite ootama ootamatuid."
Tulge kohtumispäevale, Sterni naine Carole ja nende kolm last koos vanemate, õdede, õetütarde ja vennapoegade ning mitmete nõbudega ühinevad temaga misjoni peakorteris. "Ma ei kujuta ette, et ma seal ei oleks, " ütleb Sterni noorim tütar, Kate, 24. "See on selline, kui olete abielus ja teie naine sünnitab ja te ei ilmu kohale."
Juba kosmoselaeva lähenemine teeb uudiseid. Aprillis andis NASA välja New Horizoni esimesed värvipildid Pluutost ja Charonist. Parimad fotod on veel tulemata. Mõned Pluto-armastajad on spekuleerinud, et selle uduse kämpiku fookusesse viimisel võib New Horizons leida põhjuse oma planeedi staatuse taastamiseks. See on romantiline idee, kuid Stern pole selles veendunud. Ta on keskendunud kohtumise üksikasjadele, juba voogesitavatele andmetele ja uuele arusaamisele objektist, mis on köitnud tema tähelepanu juba enam kui kaks aastakümmet ja müstifitseerinud maailma kaheksa ja pool. „See ütleb inimeste ja meie ühiskonna kohta midagi väga sügavat, meie kohta midagi väga head, et oleme investeerinud oma aja ja varanduse masina ehitamisse, mis suudab üle kolme miljardi miili kosmose lennata Pluuto süsteemi uurimiseks. Kuid, "jätkab ta, " on raske seda saavutust tähistada ja hinnata, kui peetakse pidevat arutelu Pluuto alandamise üle. "
