Efter det berømte flyby af Pluto i juli 2015, gjorde NASAs nye horisonter rumfartøj historie en anden gang, da det surrede det fjerneste objekt nogensinde udforsket: 2014 MU69.
"Vi satte rekord! Aldrig før har et rumfartøj undersøgt noget så langt væk," sagde Alan Stern, New Horizons hovedundersøgelsesmand, efter flybyen. "Jeg mener, tænk på det. Vi er en milliard kilometer længere end Pluto, og nu skal vi fortsætte med at gå ind i Kuiper Belt."
Både Pluto og 2014 MU69 ligger inden for Kuiper Belt, en samling af iskolde klipper, der omgiver de ydre rækker af solsystemet. Disse objekter antages at være uberørte prøver fra det tidlige solsystem, kastet ud i grænsezonen gennem gravitationsinteraktioner med de større objekter, der ville vokse til planeter. Undersøgelse af dem skulle afsløre indsigt i, hvad der skete i solsystemet i de første faser af dets levetid.
Også kendt under dens kaldenavn Ultima Thule (udtalt TOOL-ie), MU69 var det første objekt i rummet, der blev udforsket af et rumfartøj, der blev lanceret før objektets opdagelse.
Ud over Pluto
Allerede i 2003 anbefalede National Academy of Sciences 'planetary decadal Survey kraftigt, at besøget i Pluto skulle omfatte flybys af små Kuiper Belt-objekter (KBO'er). Iagttagelse af flere mål ville give større indsigt i det tidligere uudforskede segment af solsystemet. Nye horisonter, der blev lanceret i 2006 med ekstra brændstof til en sådan flyby, og dens strøm- og kommunikationssystemer er parate til at arbejde i afstande ud over Plutos bane i de kommende år.
I 2011 brugte missionsforskere jordbaserede teleskoper til at begynde at søge efter et andet mål, men ingen af de nye opdagelser var inden for rækkevidde af New Horizons. I 2014 sluttede Hubble-rumteleskopet sig til søgningen og lokaliserede fem potentielle objekter. En af dem var 2014 MU69, der blev mærket 1110113Y efter dens 26. juni 2014, opdagelse og også kaldet PT1 ("potentielt mål 1") efter dens hæve til en af to mulige destinationer. I august 2015 valgte New Horizons-teamet 2014 MU69 som det næste potentielle mål.
"MU69 2014 er et godt valg, fordi det bare er den slags gamle KBO, der er dannet, hvor den kredser nu, og at Decadal Survey ønskede, at vi skulle flyve forbi," sagde Stern i en erklæring. "Desuden koster denne KBO mindre brændstof at nå [end andre kandidatmål], hvilket efterlader mere brændstof til flyby, til hjælpevidenskab og større brændstofreserver til at beskytte mod det uforudsete."
MU69 ligger omkring 1 milliard miles (1,6 milliarder kilometer) ud over Pluto.
I 2017 anmodede teamet om nye horisonter forslag fra offentligheden om et kaldenavn til KBO som led i en opsøgende kampagne. Den endelige beslutning, Ultima Thule, er et udtryk, der blev brugt i middelalderen, hvilket betyder "ud over den kendte verden." Kælenavnet blev indsendt af omkring 40 forskellige mennesker, sagde NASA-embedsmænd.
"MU69 er menneskehedens næste Ultima Thule," sagde Stern, da navnet blev annonceret.
Kælenavnet anspurgte kontrovers på grund af dets historiske brug af nazi-forløbere og moderne brug af ekstremistiske grupper. New Horizons-teamet besluttede dog at holde fast ved kaldenavnet på trods af den potentielt negative forbindelse.
"Jeg har sagt det flere gange, jeg synes, New Horizons er et eksempel - et af de bedste eksempler i vores tid - på rå efterforskning, og udtrykket Ultima Thule, som er meget gammel, mange århundreder gammel, muligvis over en tusind år gammel, er et vidunderligt meme til efterforskning, ”sagde Stern efter flybyen. "Derfor valgte vi det. Jeg vil sige, at bare fordi nogle dårlige fyre en gang kunne lide det udtryk, vil vi ikke lade dem kapre det."
Før flybyen
Astronomer brugte hjælp fra tre forskellige stjerner til at studere Ultima Thule inden dens ankomst. Når et objekt som en KBO bevæger sig mellem Jorden og en stjerne, kan astronomer bruge stjernelyset til at studere det fjerne mål, en teknik kaldet stellar okkultation. Ultima Thule rejste mellem Jorden og flere forskellige stjerner - en hver dag - den 3. juni, 10. juli og 17. juli 2017. Hver begivenhed varede kun 2 sekunder eller deromkring og var kun synlig fra et smalt bånd af land og hav på Jorden.
"Denne indsats - som spænder over seks måneder, tre rumfartøjer, 24 bærbare jordbaserede teleskoper og NASAs SOFIA-luftbårne observatorium - var den mest udfordrende stjernevokultation i astronomiens historie, men vi gjorde det!" Sagde Stern. "Vi spionerede formen og størrelsen på 2014 MU69 for første gang, en videnskabelig skat fra Kuiper Belt, som vi vil udforske lidt over 17 måneder fra nu af. Takket være denne succes kan vi nu planlægge det kommende flyby med meget mere selvtillid."
Målinger fra alle tre observationer i 2017 afslørede, at Ultima Thule ikke kredsede i bane, hvor det var forventet. Og en lille blip under observationen den 10. juli forundrede astronomer, fordi det så ud som MU69 faktisk var to separate objekter. Sammen antydede resultaterne, at MU69 ikke snurrede gennem rummet alene. Astronomer troede, at MU69 kan have mindst en måne og kunne være vært for endnu mere naturlige satellitter.
"Dette kan være en harbinger," sagde Stern under en nyhedskonference på American Geophysical Union (AGU) 2017. "Det kan antyde, at der faktisk er en sverm af satellitter fra MU69."
New Horizons-teamet fik et sidste glimt af Ultima Thule før New Horizons flyby. Den 4. august 2018 var en endelig okkultation synlig fra Jorden, kun set i Senegal og Colombia
"Denne okkultation vil give os antydning om, hvad vi kan forvente ved Ultima Thule og hjælpe os med at forfine vores flybyplaner," sagde Marc Buie, lederen af New Horizons okkultation-event, i en erklæring.
En nytårsaften at huske
Den 1. januar 2019, kl. 12:33 kl. EST, lavede New Horizons sin historiske flyby af MU69. Holdforskere og ingeniører samlet sig ved Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland, for at ringe i det nye år og juble for det øjeblik rumfartøjet surrede KBO. Brian May, en mission videnskabsmand og hovedgitarist for bandet Queen, frigav en ny single til minde om begivenheden. Men Ultima Thule er så langt væk, at ingen med sikkerhed vidste, om missionen havde afsluttet en vellykket flyby, indtil næsten 10 timer var gået.
Under flybyen passerede New Horizons Ultima Thule i en afstand af ca. 2.000 miles (3.540 km), hvilket var 5.800 miles (9.300 km) nærmere, end det fløj af Pluto.
Efter flyby frigav NASA de første løste fotos af Ultima Thule, hvor de afslørede, at den 21 mil lange (33 kilometer) genstand er sammensat af to groft sfæriske lobber. Parret forbindes tæt ved nakken, hvor materiale skinner lysere end langs resten af genstanden.
"Det er en snemand, hvis det overhovedet er noget," sagde Stern, da det første farvebillede blev frigivet.
Holdet besluttede at kalde den største flamme "Ultima" og den mindste "Thule." Begge fliser forekommer røde, sandsynligvis på grund af misfarvning fra dyb rumstråling, sagde forskere. Parret startede sandsynligvis som to separate objekter, der gradvist kom sammen og bevægede sig mindre end en kilometer i timen.
"Hvis du kolliderede med en anden bil i disse hastigheder, har du måske ikke engang gider at udfylde forsikringsformularerne," sagde Jeff Moore, New Horizons medundersøger fra NASAs Ames Research Center i Californien, under flybyen.
Ultima Thule er en af en stor bestand af genstande, der fylder Kuiper Belt. Til sidst kombineret lignende materiale til opbygning af måner og planeter. New Horizons 'billeder af KBO vil hjælpe med at give indsigt i, hvordan disse stykker mødtes for at forme solsystemet.
”Vi tror, at det, vi ser på, er måske det mest primitive objekt, der endnu er blevet set af noget rumfartøj, og kan repræsentere en klasse af objekter, som er de ældste og mest primitive objekter, der kan ses overalt i det nuværende solsystem , ”Sagde Moore.
Langt ude
Inden New Horizons nåede sit andet mål, var detaljer om Ultima Thule vanskelige at slå ud, selv gennem objektivet på Hubble-rumteleskopet. Det lille objekt er mindre end 1 procent på størrelse med Pluto, og det var derfor, New Horizons 'nærbillede var så vigtigt.
"Der er så meget, at vi kan lære af tætte rumfartøjsobservationer, som vi aldrig lærer af Jorden, som Pluto flyby demonstrerede så spektakulært," sagde New Horizons videnskabsteammedlem John Spencer i en erklæring.
"De detaljerede billeder og andre data, som New Horizons kunne få fra en KBO-flyby, vil revolutionere vores forståelse af Kuiper Belt og KBOs."
New Horizons knækkede sit første billede af Ultima Thule i august 2018, ved det første forsøg, mens det stadig var mere end 100 millioner miles (170 millioner km) væk. På det tidspunkt forblev målet en af flere prikker blandt et felt af stjerner.
Selv når rumfartøjet lukkede sig ind på Ultima Thule, forblev objektet vanskeligt at dechiffrere, men et usædvanligt signal antydede på sin bilobede form og rotationsvinkel. Selv i timerne før den historiske begivenhed nægtede Ultima Thule at give mange af sine hemmeligheder. KBO forblev uopløst og knap nok udfyldte to pixels værd af billeder. Med hensyn til den daværende forbavsende form kunne Spencer kun sige: "Vi ved, at den ikke er rund."
Først efter flybyen blev nogle af mysterierne endelig løst. Det viste sig, at KBO drejede meget som hænderne på et ur mod rumfartøjet, et mysterium, der kun blev løst lige før flybyen. Det tætte møde afslørede en ca. 15 timers rotationsperiode.
New Horizons vil tage 20 måneder at sende sine data tilbage til Jorden. Forskere vil undersøge disse data i mange år fremover for at lære så meget som muligt om Kuiper Belt.
Og det er sandsynligt, at New Horizons ikke vil stoppe med at hente information om Kuiper Belt i ganske lang tid. Rumfartøjet skal have nok brændstof til at besøge en anden KBO. Ifølge Stern vil New Horizons være i Kuiper Built indtil 2027 eller 2028.
"Det ville være fjollet at ikke lede efter et andet mål," sagde Stern.
Yderligere ressourcer:
- NASAs webside MU69 fra 2014
- NASAs nye side om horisonter
- Principundersøger Alan Sterns missionblog
