Dokąd dalej poleci sonda New Horizons?

14 lipca sonda New Horizons (NH) przeleciała w pobliżu planety karłowatej Pluton. Był to pierwszy przelot obok tego obiektu i symboliczny koniec pierwszej fazy eksploracji Układu Słonecznego. Oczom naukowców ukazał się niespodziewany widok: ślady ciągłej aktywności i w wielu miejscach młoda (w geologicznym sensie) powierzchnia Plutona.  W ciągu kilku dni od przelotu sonda przesłała niewielką ilość danych, szacowaną na około 5 proc. całości. Od września przez kolejne kilka lub nawet kilkanaście miesięcy NH będzie przesyłać całość danych na Ziemię. Zanim jednak to nastąpi, naukowcy tej misji będą musieli dokonać trudnego wyboru: obok którego obiektu przeleci sonda za kilka lat. W ciągu kilku lat przez przelotem NH obok Plutona trwały intensywne poszukiwania kolejnych celów dla tej sondy. Wstępnie oczekiwano, że idealny cel dla misji NH będzie następujący:

- Średnica większa od 50 km,

- “Prymitywny” obiekt, pozostający w niezmienionej formie od wczesnego Układu Słonecznego,

- Neutralny w kolorze, w porównaniu z czerwonawym Plutonem,

- Obiekt podwójny lub posiadający własny księżyc.  Realizacja założeń okazała się jednak trudnym zadaniem. Pluton przebywa obecnie w obszarze nieba, gdzie w tle znajduje się nasza Droga Mleczna. “Wyłuskanie” słabych obiektów na tle wielu gwiazd to trudne wyzwanie. Ziemskie obserwatoria mu nie podołały – wszystkie odkryte nowe obiekty okazały się znajdować zbyt daleko, by sonda NH mogła do nich dotrzeć. Dlatego też w 2014 roku do poszukiwań zaprzęgnięto kosmiczny teleskop Hubble. Poszukiwania przyniosły pozytywny efekt – wykryto pięć obiektów, z których początkowo dwa, a potem trzy odrzucono. Pozostały jedynie dwa ciała, które noszą oznaczenia PT1 (ang. Potential Target) i PT3. PT1 otrzymał oficjalne oznaczenie 2014 MU69, a PT3 – 2014 PN70.  Aktualnie zakłada się, że NH wykona korektę swojego lotu w okresie od 1 października do 1 grudnia. Korekta pozwoli na pewne oszczędności paliwa, gdyż wcześniej sonda zacznie odchylać swój kurs. Dotarcie do PT1 jest prostsze niż do PT3: wymagana zmiana prędkości to około 57-60 m/s, w zależności o momentu odpalenia silników sondy. Zmiana trajektorii lotu by dotrzeć do PT3 zużyje prawie całe dostępne paliwo: wymagana zmiana prędkości to około 116-122 m/s.  Dolot do obu obiektów nastąpiłby na początku 2019 roku. Przelot NH obok PT1 nastąpiłby w styczniu 2019 roku, a PT2 – w marcu 2019 roku. W momencie tych przelotów odległość pomiędzy NH a Ziemią wyniesie około 45 jednostek astronomicznych (od Słońca – około 44 jednostek astronomicznych). Jest to odległość pozwalająca na przesłanie danych z przelotu poprzez Deep Space Network, służącą do komunikacji z sondami poruszającymi się po Układzie Słonecznym.

Z perspektywy ilości dostępnego paliwa wybór PT1 to mniejsze ryzyko dla misji, gdyż możliwe są kolejne korekty trajektorii. Jest to jednak mniejszy obiekt od PT3, gdyż jego rozmiary są szacowane na około 25-45 km. Ciało jest więc bez wątpienia mniejsze, niż wstępne oczekiwania naukowców. Dla porównania PT3 ma szacowane rozmiary od 30 nawet do 120 km. Z tej perspektywy PT3 wydaje się być bardziej atrakcyjnym obiektem, gdyż PT1 może być odłamkiem powstałym podczas uderzenia jednego obiektu w drugi. Ponadto, w momencie przelotu PT3 będzie dalej (kątowo) od Słońca z perspektywy Ziemi, co pozwoli na dodatkowe obserwacje teleskopowe. Z tej perspektywy PT3 wydaje się bardziej atrakcyjnym kandydatem do przelotu sondy NH w porównaniu z PT1.

 Decyzja co do wyboru celu przelotu musi zapaść szybko, najpóźniej do około połowy września. Naukowcy misji New Horizons muszą wziąć pod uwagę zarówno czynniki naukowe, jak i możliwości sondy.