Pluto wurde vor vier Jahren von der amerikanischen Raumsonde New Horizons erforscht. Dieses Speed-Meeting ermöglichte es, einige wunderschöne Fotos zu machen, die viele Fragen aufwirbelten. Plutos Oberfläche scheint viel aktiver zu sein als bisher angenommen, was manche Leute glauben lässt, dass der Zwergplanet sogar einen unterirdischen Ozean haben könnte.
Eine Karte von Pluto dank New Horizons
Aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit konnte New Horizons nur die Hälfte von Pluto abbilden. Der Zwergplanet dreht sich in sechs Erdentagen, was für die Raumsonde viel zu langsam ist. Nach einigen Jahren der Analyse gelang es der NASA jedoch, eine fast vollständige Karte zu erstellen. Die Informationen wurden aus der langen Anflugphase extrahiert, während New Horizons noch Millionen Kilometer von Pluto entfernt war.
Die Bilder ermöglichen es, geologische Unterschiede zwischen den beiden Gesichtern des Zwergplaneten zu unterscheiden. Das Gesicht, das von New Horizons überflogen wurde, wird von einer Struktur namens Sputnik Planum dominiert, einer riesigen Ebene aus Eis, Stickstoff und Methan mit einer Länge von 2000 km. Es gibt nichts Ähnliches auf der anderen Seite, was dennoch sehr interessant ist. Es hat riesige kristalline Strukturen, die über große Gebiete verteilt sind. Dies könnte die NASA veranlassen, eine Raumsonde um Pluto zu schicken.
Pluto könnte von einem Orbiter untersucht werden
Die US-Raumfahrtbehörde hat gerade einem ihrer Institute ein Budget zugewiesen, um diese Idee zu untersuchen. Ziel ist es zunächst, die Machbarkeit und die Kosten eines solchen Projekts zu bewerten. Ein Flug über Pluto zum ersten Mal war bereits eine Leistung, aber es wird eine viel stärkere Raumsonde erfordern, um den Zwergplaneten zu umkreisen.
Das Hauptproblem ist der Kraftstoff. Um Pluto schnell zu erreichen, zum Beispiel in weniger als 10 Jahren, muss man sehr schnell fahren. Dies bedeutet, dass wir auch bei der Ankunft viel langsamer fahren müssen. Dieses sehr teure Manöver in Bezug auf Energie erfordert den Transport von Tonnen Treibmitteln. Nach zwei Jahren im Orbit des Zwergplaneten muss die Raumsonde ein Gravitations-Assist-Manöver um Charon, den Mond von Pluto, durchführen und sich in den Kuipergürtel hineinbewegen, um ein anderes Himmelsobjekt zu erkunden.
Dieser Flugplan wäre dank elektrischem Antrieb möglich. Ionische Motoren werden verwendet, um die gewünschte Geschwindigkeit über sehr lange Zeiträume zu erreichen. Für die NASA ist dies die perfekte Lösung für ein Dilemma seit New Horizons: Sollte die US-Raumfahrtbehörde ihre Erforschung von Pluto fortsetzen oder sich auf andere Objekte im Kuipergürtel konzentrieren?
Die Entfernung Erde-Pluto ist eine echte Herausforderung für die Telekommunikation
Diese Mission sollte sich auch einer anderen Herausforderung stellen: der Telekommunikation. New Horizons benötigte 16 Monate, um die während der 24 Stunden seines Überflugs gesammelten Daten zu übermitteln. Ein Orbiter würde viel mehr Daten erzeugen. Es sollte daher möglich sein, diese Daten schnell zu übertragen, wobei die Gefahr besteht, dass der Speicher der Raumsonde vollständig ausgelastet ist. Ein viel leistungsfähigeres Kommunikationssystem als das von New Horizons ist daher erforderlich. Dies erfordert eine bessere Stromversorgung, also eine größere Masse, also mehr Treibmittel und so weiter.
Gibt es auf Pluto Sanddünen aus gefrorenem Methan?
– Nachrichten vom 5. Juni 2018 –
Pluto, der ferne Zwergplanet, ist nicht mehr so mysteriös, seit er im Sommer 2015 von der Raumsonde New Horizons überflogen wurde. Die Bilder von der Oberfläche haben es uns ermöglicht, eine Welt mit viel mehr geologischer Vielfalt zu beobachten als erwartet. Einige der auf der Oberfläche von Pluto beobachteten geologischen Formationen erschienen erst vor einer halben Million Jahren. Unter ihnen denkt ein interuniversitäres Team, dass sie Sanddünen identifiziert haben. In einer Studie, die Anfang Juni in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, konzentriert sich das Team auf Wellen, die sich in der Sputnik-Ebene befinden, einem großen, 1000 km breiten Becken, das mit Eis bedeckt ist. Westlich dieses Beckens, in der Nähe einer Bergkette, zeigen die Fotos von New Horizons Polygone, die durch dunkle Ränder getrennt sind. Wenn wir diese Formationen näher beobachten, können wir Falten sehen, die sofort die auf dem Mars beobachtbaren Dünen hervorrufen. Entlang dieser Falten kann man auch schwarze Spuren erkennen, die alle in die gleiche Richtung orientiert sind, als wären sie vom Wind geformt worden. Aber wie können sich auf Pluto Dünen gebildet haben? Der Planet scheint nicht wirklich wegen goldener Strände und sein atmosphärischer Druck lässt wenig Raum für Wind, der Sand transportieren könnte.
Die Hypothese des Teams am Ursprung der Studie ist, dass der Sand von Pluto aus kleinen Partikeln von Methaneis von jeweils einigen hundert Mikron besteht. Diese Teilchen wären leicht genug, um von den stärksten Winden des Zwergplaneten transportiert zu werden. Diese Winde würden Berge bilden, und genau am Fuße einer Bergkette wurden die Dünen beobachtet. Wenn die Winde von Pluto stark genug sind, um diese Methankörner zu tragen, reichen sie nicht aus, um sie anzuheben. Hier wirkt das Phänomen der Plutoseisublimation: Wenn es von der Sonne erhitzt wird, geht das Eis auf der Oberfläche des Zwergplaneten direkt in den gasförmigen Zustand über. Diese Sublimation könnte einige Methankörner in ihrem Aufstieg tragen. In einer bestimmten Höhe würden die Winde von Pluto diese Sande in den riesigen, von New Horizons beobachteten Dünen übernehmen und ansammeln. Verschiedene Phänomene können zu ähnlichen Formationen führen. Die Dünen der Erde und des Pluto haben nicht den gleichen Ursprung, und doch sehen sie vom Weltraum aus gleich aus.
Der Zwergplanet ist auf jeden Fall Gegenstand anderer Studien der Forscher: Eine andere vor wenigen Tagen veröffentlichte Studie schlug eine Hypothese über die Bildung von Pluto vor. Der Kometen 67P / Churyumov-Guérassimenko, der von der Rosetta-Sonde erforscht wurde, präsentiert eine Zusammensetzung, die dem Sputnik-Gletscher ähnelt. Dadurch entsteht der Eindruck, der kleine Planet sei das Ergebnis der Agglomeration von Kometen. Ungefähr 1 Milliarde von ihnen hätte Pluto erlauben können, sich zu bilden. Dies unterscheidet sich von dem üblichen Modell, das davon ausgeht, dass sich Pluto direkt in der protoplanetaren Scheibe gebildet hat und somit eine chemische Zusammensetzung besitzt, die der Sonne sehr nahe kommt. Es ist immer noch schwierig, zwischen den beiden Hypothesen zu entscheiden, da keiner die aktuelle Zusammensetzung des Zwergplaneten vollständig erklären kann. Der Kuipergürtel ist immer noch sehr mysteriös. Vielleicht wird der Überblick über das 2014 MU69-Objekt von New Horizons, das in einigen Monaten stattfinden wird, neue Elemente bringen.
Image by NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute [Public domain or Public domain], via Wikimedia Commons
Quellen
