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Planetenforschung: Pluto, ein überraschend dynamischer Eiszwerg

Vor 90 Jahren wurde Pluto entdeckt. Zum Jubiläum können Sie hier erneut lesen, wieso Astronomen sich für den Eiszwerg begeistern. Und mancher ihn noch immer »Planet« nennt.
Die Region Sputnik Planitia auf PlutoLaden...

Am 18. Februar 1930 hatte ein Forscher Pluto im Sonnensystem aufgespürt. Seitdem ist viel passiert – beispielsweise gilt der Himmelskörper heute offiziell als Zwergplanet. Der Astronom Alan Stern jedoch bezeichnet den Eiszwerg weiterhin als Planeten. Mit entscheidend: Der Vorbeiflug der Raumsonde »New Horizons« im Jahr 2015. Lesen Sie hier noch einmal, wie Stern als wissenschaftlicher Leiter die Mission erlebte und warum der kurze Besuch alles verändert hat, was Astronomen bis dahin über den fernen Himmelskörper zu wissen glaubten.

Gegen 21 Uhr am 14. Juli 2015 stand ich im Kontrollraum am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland. Wir erwarteten die erste Botschaft der Raumsonde New Horizons von ihrem rasanten Vorbeiflug an Pluto und seinen Monden. Das Signal, das in diesem Moment mit Lichtgeschwindigkeit auf die gigantischen irdischen Antennenschüsseln zuraste, sollte uns wissen lassen, ob der Vorbeiflug geklappt hat. Aber würden wir überhaupt erfahren, ob unsere Mission erfolgreich oder ein Fehlschlag war – oder würde einfach weiter Funkstille herrschen? Alles war möglich.

Nahebei warteten fast 2000 geladene Gäste ebenfalls auf die Neuigkeiten, und überall auf der Welt hielten sich Forscher und interessierte Laien über Fernsehen und Internet auf dem Laufenden. Mehr als zwei Jahrzehnte Vorbereitungen waren diesem besonderen Augenblick vorausgegangen. Für mich als Projektleiter und für die an der Mission New Horizons beteiligten Forscher hing der Lohn all unserer Arbeit von diesem Funksignal ab.

Plötzlich ging es ganz schnell: Die erste Botschaft traf ein. Sekunden später hatten die Computer die Daten dekodiert und in einen Statusbericht der Raumsonde übersetzt. Zeile für Zeile überprüften unsere Missionstechniker die Werte und meldeten schließlich, dass alle Systeme der Raumsonde perfekt arbeiteten. New Horizons hatte den historisch beispiellosen Vorbeiflug an Pluto überstanden. Im Kontrollraum brandete Beifall auf, Fähnchen wurden geschwenkt, Menschen fielen sich in die Arme.

Bereits am nächsten Morgen hatte New Horizons die ersten hoch aufgelösten Bilder vollständig übertragen. Sie zeigten Pluto als verblüffend komplexe Welt. Im Verlauf der folgenden Tage, Wochen und Monate erhielten wir ständig weitere Messwerte des kurzen Vorbeiflugs – erst Ende 2016 war der Datenstrom vorüber. Insgesamt führte New Horizons mit sieben Instrumenten 400 separate Beobachtungen durch. Zum Vergleich: Damit lieferte die Sonde die 5000-fache Datenmenge der ersten Begegnung mit dem Mars durch die NASA-Sonde Mariner 4 aus den Anfängen der interplanetaren Raumfahrt.

Die Daten erwiesen sich als wissenschaftliche Goldmine, die unser Wissen über das Pluto-System auf den Kopf stellte sowie unsere Vorstellung davon, wie komplex und aktiv selbst kleine Planeten sein können. Überraschend war für uns zudem die weltweite Anteilnahme an der Mission: Die Website von New Horizons verzeichnete mehr als zwei Milliarden Aufrufe, in der Woche nach dem Rendezvous der Sonde mit Pluto gab es nahezu 500 Titelgeschichten in Zeitungen, und dutzende ausführliche Artikel in Magazinen folgten. Im Rückblick ist der ungeheure Wert dieser Reise zu Pluto offensichtlich, sowohl für die Wissenschaft als auch für die öffentliche Wahrnehmung der Planetenforschung. Dabei hätte es die Mission fast nie gegeben.

Die US-Raumfahrtbehörde bekundete 1999 erstmals ein ernsthaftes Interesse an einer Mission zum fernen Pluto. Damals forderte die NASA Forscherteams auf, Vorschläge für Instrumente einzureichen, die für eine Pluto Kuiper Express genannte Mission in Frage kommen könnten. Ich leitete ein Team, das ein Konzept für eine Kamera und ein Spektrometer erdachte. Doch im September 2000 waren die geschätzten Kosten für Pluto Kuiper Express so in die Höhe geschossen, dass die NASA die Mission aus ihren Planungen strich, bevor es überhaupt zu einer Auswahl der Instrumente kommen konnte. Das jedoch rief die Planetenforscher auf den Plan, die heftig gegen die Streichung protestierten. Auch die Öffentlichkeit lief Sturm und überschüttete die NASA mit Anrufen und mehr als 10 000 Briefen. Ein Teenager erschien nach einer Reise quer durch die USA sogar persönlich bei der Behörde, um die Erforschung des neunten Planeten zu retten. (2006 wurde Pluto dieser Status durch eine Neudefinition des Planetenbegriffs aberkannt. Die Internationale Astronomische Union klassifiziert Pluto nun als Zwergplaneten. An dieser Stelle möchte ich betonen, dass ich – wie auch viele meiner Kollegen – dieser Definition nicht zustimme und Pluto öffentlich und in Forschungsarbeiten weiterhin als Planeten bezeichne.)

Nach einem neuen Anlauf begann 2001 die Odyssee im Weltraum

Im Dezember 2000 gab die NASA nach und lobte einen Wettbewerb für eine neue Mission aus. Die Vorschläge sollten weiterhin die für Pluto Kuiper Express festgelegten Ziele erfüllen, etwa eine Ankunft bei Pluto bis spätestens 2020. Aber die Kosten durften maximal die Hälfte betragen. Die NASA erhielt fünf detailliert ausgearbeitete Missionskonzepte von unterschiedlichen Teams. Ich leitete eines davon. Wir nannten unseren Vorschlag New Horizons, weil es sich um die erste Erkundung eines neuen Planeten durch eine NASA-Sonde seit den Voyager-Missionen in den 1970er Jahren handeln würde.

Unser Team am Southwest Research Institute, wo ich arbeite, und am Applied Physics Lab der Johns Hopkins University, wo unser Raumfahrzeug gebaut und gesteuert werden würde, konnte leider nicht mit der Erfahrung unserer Hauptkonkurrenten aufwarten. Doch das machten wir mit Einfallsreichtum wett. Um die Kosten in Grenzen zu halten, wollten wir nicht zwei, sondern nur eine Sonde losschicken – außergewöhnlich riskant für einen Erstbesuch bei einem anderen Himmelskörper. Außerdem schlugen wir vor, die Sonde während ihrer fast zehnjährigen Reise in einen Ruhezustand zu versetzen, um die Personalkosten zu senken. Und schließlich konzentrierten wir uns auf die wissenschaftlichen Kapazitäten – zu Lasten der Fähigkeit, die beim Vorbeiflug gesammelten Daten möglichst rasch zur Erde zu übertragen. Mit Hilfe zahlloser unabhängiger Begutachtungen versuchten wir, unseren Vorschlag in jeder Hinsicht makellos zu gestalten. Ende November 2001 gab die NASA dann bekannt: Wir hatten gewonnen! Bald zeigte sich allerdings, dass wir trotz unserer Mühen kaum auf das vorbereitet waren, was auf uns zukommen sollte.

Für das vorgesehene Startfenster im Januar 2006 mussten wir unser Raumfahrzeug in gerade einmal vier Jahren und zwei Monaten entwerfen, bauen und testen – bei früheren NASA-Missionen wie Voyager, Galileo oder Cassini standen dafür acht bis zwölf Jahre zur Verfügung. Und dabei hatten wir lediglich 20 Prozent des Budgets der Voyager-Mission. Als wir uns gerade auf diese Bedingungen einrichteten, torpedierte die Bush-Regierung die Mission, indem sie das Projekt nicht in ihren Anfang 2002 vorgelegten Haushaltsplan aufnahm. Diese Maßnahme führte zu einem langwierigen Kampf zwischen dem US-Kongress und dem Weißen Haus um die Finanzierung. Erst als die National Academy of Sciences die Erkundung von Pluto im Sommer 2002 zu einem der wichtigsten Forschungsziele des Jahrzehnts erklärte, überzeugte das genügend Politiker vom Wert der Mission. Wir dachten, aus dem Gröbsten heraus zu sein – dann wurde das Los Alamos National Laboratory zweimal mehrere Monate lang stillgelegt. Von hier jedoch kam das Plutonium für die Radionuklidbatterie des Raumfahrzeugs.

Viele bei der NASA und an den Forschungsinstituten meinten, unser Team würde nicht so viele Steine aus dem Weg räumen können. Doch wir arbeiteten vier Jahre lang buchstäblich Tag und Nacht, selbst an den Wochenenden. Zu guter Letzt hatten wir unser Raumfahrzeug rechtzeitig auf der Startrampe.

An Bord von New Horizons befand sich alles Nötige, um während des kurzen Vorbeiflugs möglichst viel über das Pluto-System zu lernen. Die Nutzlast bestand aus sieben Instrumenten, darunter Schwarz-Weiß- und Farbkameras, zwei Spektrometer, mit denen sich die Zusammensetzung von Atmosphäre und Oberfläche analysieren lassen, und ein Detektor für Staubpartikel, die auf das Raumfahrzeug treffen. Während zwei Plasmasensoren messen, welche Art Gas aus Plutos Atmosphäre wie schnell ins All entweicht, lässt ein Radiowellenexperiment Rückschlüsse darauf zu, welche Temperatur an der Oberfläche und in der Atmosphäre herrscht.

Damit besitzt die Sonde mehr wissenschaftliche Feuerkraft als jede frühere Mission, die erstmals einen Planeten besucht hat. Das liegt vor allem an der Technik der 2000er Jahre, die vergleichbare Missionen aus den 1970er oder gar 1960er Jahren völlig in den Schatten stellte. So besaß das Spektrometer zur Analyse der Zusammensetzung der Oberfläche bei Voyager 1 lediglich einen Pixel – das vergleichbare Instrument an Bord von New Horizons dagegen wartet mit 64 000 Pixeln auf. Der Fortschritt bei den technischen Möglichkeiten, kombiniert mit dem 100-mal größeren Speicher des Raumfahrzeugs, verlieh diesem seine beispiellose Leistungsfähigkeit.

Während New Horizons den größten Teil der Reise im Ruhemodus gewissermaßen verschlief, war unser Team intensiv mit der Planung des Vorbeiflugs beschäftigt. Um die dafür gesteckten Ziele zu erreichen, blieb trotz der fast zehn Jahre langen Reise eine zeitliche Toleranz von lediglich neun Minuten. Zudem musste die Sonde einen gerade einmal 55 mal 100 Kilometer großen Raumbereich treffen. Das mag zunächst als riesiges Ziel erscheinen – aber nicht aus einer Entfernung von fünf Milliarden Kilometern. Das ist, als wolle man einen Golfball von Los Angeles nach New York schlagen und mit dem ersten Versuch einlochen.

Außerdem mussten wir jedes Manöver des Raumfahrzeugs in den sechs Monaten des von Mitte Januar bis Mitte Juli 2015 dauernden Vorbeiflugs vorab entwerfen, testen und programmieren. Dazu zählten über 400 Beobachtungen Plutos und seiner fünf Monde mit allen sieben Instrumenten, die Suche nach Gefahren während des Anflugs, beispielsweise durch kleinere Trümmerstücke im All, das Aufspüren etwaiger weiterer Monde und Ringe, genaue Positionsmessungen Plutos zur Korrektur der Anflugbahn, Triebwerkszündungen für Kursänderungen und schließlich die Übermittlung aller gesammelten Daten. Und das alles nicht nur für einen, sondern für drei unterschiedliche Vorbeiflüge – für den Fall, dass die eine oder andere Flugbahn durch kosmische Trümmer versperrt wäre. Obendrein mussten wir eine intelligente Software für die Sonde schreiben, die 150 denkbare Fehler des Raumfahrzeugs und seiner Instrumente autonom erkennen und umschiffen konnte, sowie eine Reihe von Prozeduren für die Missionskontrolleure, um Dutzende von möglichen Fehlfunktionen zu behandeln, die zu komplex für die Software der Sonde wären.

Auf Grund seiner geringen Größe und seiner Entfernung war Pluto vor dem Vorbeiflug von New Horizons eine nahezu unbekannte Welt. Selbst das Weltraumteleskop Hubble erfasst die Scheibe Plutos gerade eben, ohne Details zu erkennen. Wir konnten Pluto lediglich einen Durchmesser von etwa 2250 Kilometern zuschreiben und wussten von fünf Monden, einer dünnen Atmosphäre sowie einer rötlichen Oberfläche mit gefrorenem Methan, Stickstoff und Kohlenmonoxid darauf. Zudem gab es Anzeichen für Polkappen und große Strukturen auf der Oberfläche. Das war bereits ein Hinweis darauf, dass Pluto interessanter und vielfältiger sein könnte als die anderen Eiswelten im äußeren Sonnensystem. Doch New Horizons offenbarte uns einen Planeten, der weitaus komplexer, geologisch vielfältiger und aktiver ist, als es die meisten Wissenschaftler erwartet hatten.

So fanden wir heraus: Plutos Atmosphäre hat eine Höhe von Hunderten von Kilometern und dutzende konzentrische Dunstschichten, aber nur wenige oder gar keine Wolken. Erstmals konnten wir mit New Horizons den Luftdruck an der Oberfläche Plutos bestimmen. Er beträgt lediglich elf Mikrobar, das entspricht dem irdischen Luftdruck in einer Höhe von 80 Kilometern am Rand des Weltalls. Die Atmosphäre entweicht 500- bis 1000-mal langsamer ins All als vermutet. Das ist vergleichbar mit den Raten bei Erde und Mars – und nicht, wie zuvor vermutet, ähnlich wie bei Kometen. Die Dunstschichten färben Plutos Atmosphäre bläulich.

New Horizons zeigte auch, dass Pluto größer ist als angenommen – sein wahrer Durchmesser beträgt 2375 Kilometer. Das etablierte ihn als größtes Objekt im Kuipergürtel. Kombiniert mit Plutos bereits bekannter Masse ergibt dieser neue Wert eine etwas geringere Dichte als gedacht. Zwar handelt es sich demnach immer noch um einen Gesteinskörper mit einer Hülle aus Eis, aber sein Gesteinsanteil liegt eher bei 66 als den zuvor angenommenen über 70 Prozent. Die restlichen 34 Prozent bestehen hauptsächlich aus Wassereis; exotischere Arten von Eis sind nur auf der Oberfläche anzutreffen. Modelle des inneren Aufbaus von Pluto, die auf den Messungen seiner Größe, Masse und Form während des Vorbeiflugs basieren, deuten auf die Existenz eines verborgenen Ozeans unter einer dicken Eisschicht. Dort könnten Temperatur und Druck den Schmelzpunkt von Wasser erreichen.

Jahrelang hatten Planetenforscher darüber gestritten, ob es auf Pluto so etwas wie Gebirge und ähnliche schroffe topografische Strukturen geben könnte. Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, wie tief die äußerste Schicht aus Stickstoffeis reicht. Es bedeckt weite Teile Plutos, ist relativ weich und sinkt darum selbst bei der schwachen Gravitation dort unter seinem Eigengewicht zusammen. Bei einer dicken Decke aus Stickstoffeis gäbe es kaum große Erhebungen. Als New Horizons bei Pluto eintraf, verrieten jedoch bereits die ersten Bilder kilometerhohe Berge. Demnach bildet der Stickstoff offenbar lediglich ein dünnes Furnier auf einer Kruste aus Wassereis.

Geologische Aktivität ist keine Frage der Größe

New Horizons zeigte eine überraschende Vielfalt der Strukturen auf Pluto: riesige Gletscher, sich über Hunderte von Kilometern erstreckende tektonische Bruchzonen, durch den Zerfall gewaltiger Eisblöcke entstandene chaotisch-hügelige Regionen, sich zurückziehende Hänge aus Methaneis, Kappen aus Methanschnee auf Gebirgszügen sowie tausende ein bis zehn Kilometer breite Gruben entlang der äquatorialen Ebenen, entstanden vermutlich durch die Sublimation von Stickstoffeis.

Der größte Stickstoffgletscher auf Pluto, getauft Sputnik Planitia zu Ehren des ersten künstlichen Satelliten, überdeckt ein Gebiet von 800 000 Quadratkilometern. Das entspricht etwa der kombinierten Fläche von Deutschland und Schweden. Im ganzen Sonnensystem gibt es keine vergleichbare Struktur. Mehr noch, Sputnik Planitia ist offenbar geologisch aktiv, wie Eisströme sowie Muster zeigen, die sich über den gesamten Gletscher ziehen und die auf eine darunter liegende Wärmequelle deuten. Zudem fanden wir Anzeichen dafür, dass Gletscher und Lawinen aus den umgebenden hohen Bergen das Eis der Sputnik Planitia erneuern.

Pluto hatte noch mehr geologische Überraschungen auf Lager. Anhand von Kraterzählungen können wir ermitteln, vor wie langer Zeit eine Region entstanden ist – je weniger Krater vorhanden sind, desto jünger ist sie. Offenbar gibt es auf Pluto Regionen höchst unterschiedlichen Alters. Durch zahlreiche Einschläge vernarbte Gebiete sind vor mehr als vier Milliarden Jahren entstanden, andere haben ein mittleres Alter zwischen 100 Millionen und einer Milliarde Jahren. Sputnik Planitia zeigt keine identifizierbaren Krater und muss damit weniger – vielleicht sogar viel weniger – als 30 Millionen Jahre alt sein. Mit solchen Altersunterschieden hatten wir nicht gerechnet, denn die meisten Wissenschaftler hatten vorhergesagt, ein relativ kleiner Himmelskörper wie Pluto müsse rasch abkühlen und so seine Fähigkeit verlieren, neue Oberflächenstrukturen zu erzeugen. Doch diese Ansicht hat sich als falsch erwiesen. Pluto verändert sich heute immer noch, wobei wir nicht wissen, woher die Energie für all die Prozesse stammt.

Die Geologen in unserem Team fanden außerdem hohe Türme aus Methaneis, die ein Hunderte von Kilometern großes, geordnetes System bilden. Und wir haben gewaltige Eisvulkane beobachtet, die nur 100 bis 300 Millionen Jahre alt sind, also noch in Plutos jüngerer Vergangenheit aktiv waren. Einige von uns – darunter ich – erkennen Ablaufrinnen und einen zugefrorenen See und deuten sie als Zeugnisse einer vergangenen Epoche, in der Plutos Atmosphäre einen ausreichend hohen Druck für die Existenz von Flüssigkeiten auf seiner Oberfläche besaß.

Nicht nur Pluto, auch seine fünf Monde waren vor New Horizons nahezu unbekannte Welten. Charon ist mit fast genau dem halben Durchmesser Plutos dessen bei Weitem größter Satellit. Er wurde 1978 von den Astronomen Jim Christy und Robert Harrington mit einem irdischen Teleskop entdeckt. Vor New Horizons wussten wir, dass Charon von Wassereis bedeckt ist, dunkler ist als Pluto und nur eine sehr dünne oder gar keine Atmosphäre besitzt. Die vier kleineren Monde – Styx, Nix, Kerberos und Hydra – wurden alle zwischen 2005 und 2012 von Mitgliedern des New-Horizons-Teams mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgespürt. Außer ihren Umlaufbahnen wussten die Wissenschaftler wenig über diese kleinen Himmelskörper. Jeder von ihnen war in den Teleskopen bloß ein Lichtpunkt, darum ließen sich ihre Durchmesser nur grob schätzen.

New Horizons ermöglichte es uns, auch von Charon detaillierte Karten der Geologie, der Farbe, der Zusammensetzung und des Höhenreliefs zu erzeugen. Wir konnten mit hoher Empfindlichkeit nach einer Atmosphäre des Monds suchen und Charons Reflexionsvermögen im UV-Bereich, seine Größe sowie seine Form präzise bestimmen. Die Raumsonde flog an den vier kleineren Monden nicht so nahe vorbei wie an Charon, deshalb konnten wir über sie nicht ganz so viel in Erfahrung bringen. Trotzdem kennen wir nun die Maße, die Rotationsdauer, die Form und grobe Schwarz-Weiß-Karten der Satelliten. Von Nix und Hydra übermittelte uns die Sonde sogar Farbkarten, Messungen der Zusammensetzung der Oberflächen und Abschätzungen des Alters.

Endlich kartiert, doch noch immer rätselhaft: Plutos Monde

Jetzt sind wir im Besitz eines grundlegenden Bilds von Charon, das mit dem von den NASA-Sonden Voyager, Galileo und Cassini gelieferten Wissen über die großen Eismonde der Gasplaneten mithalten kann. Auf Charon gibt es keine Atmosphäre und keine flüchtigen Stoffe, obwohl wir exotische Aufschlüsse aus Ammoniak- oder Ammoniumeis nachweisen konnten. Auf der Basis von Kraterzählungen ergibt sich ohne starke Variationen ein Oberflächenalter von über vier Milliarden Jahren. Der Mond war also nur unmittelbar nach seiner Entstehung geologisch aktiv. In dieser kurzen Zeit erzeugte Charon eisbedeckte Ebenen auf seiner Südhalbkugel, einen Gürtel von Schluchten, die tiefer sind als der Grand Canyon in den USA, Gebirge und eine rote Polkappe am Nordpol, die keiner bekannten Struktur im Sonnensystem ähnelt. Die rote Kappe scheint aus Methan und Stickstoff zu bestehen, die im Lauf der Zeit aus Plutos Atmosphäre entwichen sind und sich an den kalten Polen Charons wieder abgesetzt haben. Ultraviolette Strahlung hat die Stoffe dort chemisch in rötliche Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Der Schluchtengürtel scheint durch gewaltige Spannungen entstanden zu sein, die beim Gefrieren und der damit verbundenen Ausdehnung des Wassers im Inneren Charons auftraten.

Die vier kleinen Monde besitzen alle in etwa das gleiche Reflexionsvermögen wie Pluto und etwa das doppelte Charons. Bislang ist es ein Rätsel, warum sie so viel mehr Licht zurückwerfen, wenn sie doch aus dem gleichen Material wie Charon bestehen dürften. Keiner dieser kleinen Monde ist massereich genug für eine eigene Atmosphäre. Sie alle weisen Krater auf. Bei deren Entstehung wurde Material ausgeworfen, das Ringe um Pluto erzeugt haben dürfte, doch offenbar sind die bereits verschwunden.

Charon ist vermutlich durch einen gewaltigen Einschlag auf Pluto entstanden – und möglicherweise durch ein und dasselbe Ereignis auch Nix und Hydra. Das legen die Umlaufbahnen der drei Monde nahe. Außerdem sind die von Kratern übersäten Oberflächen von Nix und Hydra ebenfalls etwa vier Milliarden Jahre alt. Der folgenschwere Vorgang fand also bereits in der Frühgeschichte des Sonnensystems statt und kommt darum nicht als Quelle der Energie für Plutos heutige geologische Aktivität in Frage. Die vier kleinen Monde zeigen ein ganz außergewöhnliches Rotationsverhalten. Anscheinend bringt die schwankende Anziehungskraft des Pluto-Charon-Doppelsystems die kleinen Satelliten immer wieder ins Taumeln.

Zwar hat New Horizons inzwischen die beim Vorbeiflug gesammelten Daten vollständig zur Erde übermittelt. Aber wir haben noch längst nicht alle Messungen analysiert. Ich erwarte noch über viele Jahre eine Unmenge weiterer Entdeckungen. New Horizons hingegen hat sich vom Pluto-System längst abgewendet. Die Mission geht im Kuipergürtel weiter, dem ausgedehnten Ring kleiner Himmelskörper jenseits der Neptunbahn: 2016 genehmigte die NASA eine Verlängerung um fünf Jahre bis Mitte 2021. Höhepunkt ist der Vorbeiflug am Kuipergürtel-Objekt KBO 2014 MU69 am 1. Januar 2019. Dieser uralte, rötliche Gesteinsbrocken kreist seit mehr als vier Milliarden Jahren gut konserviert in der kosmischen Tiefkühltruhe fern der Sonne. Er wird der ursprünglichste je erforschte Überrest aus der Entstehungszeit des Sonnensystems sein. Trotz eines Durchmessers von höchstens 30 Kilometern könnte er sogar eigene Monde besitzen. Jedenfalls ist er wohl ein typischer Vertreter der Bausteine, aus denen Pluto und andere Objekte des Kuipergürtels entstanden sind. Wenn New Horizons KBO 2014 MU69 begegnet, sind beide 44-mal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde. Die Sonde wird analog zu ihrer Begegnung mit dem Pluto-System alle Instrumente einsetzen, um die Zusammensetzung und die Geologie des Objekts zu untersuchen.

Über diesen Vorbeiflug hinaus wird New Horizons bis 2021 etwa zwei Dutzend weitere Kuipergürtel-Objekte anvisieren. Zudem soll New Horizons die Eigenschaften des Weltraums in den entlegenen Regionen des Kuipergürtels vermessen – das Heliumgas, den Sonnenwind und elektrisch geladene Teilchen. Wir werden außerdem bis hinaus zum 50-Fachen des Erde-Sonne-Abstands, das ist knapp außerhalb des fernsten Teils der elliptischen Bahn Plutos, die Dichte des Staubs im Kuipergürtel bestimmen.

Wir sind optimistisch, dass die NASA auch eine zweite Verlängerung der Mission über das Jahr 2021 hinaus bewilligen wird. Die Sonde ist in gutem Zustand, und Treibstoff und Energieversorgung sollten einen Betrieb bis Mitte der 2030er Jahre oder sogar noch länger zulassen. In dieser Zeit könnte New Horizons viele andere Kuipergürtel-Objekte untersuchen und vielleicht sogar an einem weiteren nah vorbeifliegen.

In den Jahren der Planung der Raumsonde und während ihres langen Flugs durch das Sonnensystem hatte ich die Mitglieder unseres Teams ständig ermuntert, ihre Erfahrungen und ihr Wissen von der Erforschung anderer Planeten zu nutzen, um vorherzusagen, was wir auf Pluto finden würden. Doch einmal mehr sorgte die Komplexität der Natur für Überraschungen. Pluto ist so vielgestaltig und wandelbar, dass viele aus unserem Team – und Planetologen in aller Welt – sich eine eingehendere Erforschung wünschen. Weitere Sonden könnten ähnlich wie nun New Horizons an Kuipergürtel-Objekten vorbeifliegen und ihre Vielfältigkeit erforschen. Wir hoffen, der Erfolg unserer Mission bedeutet nicht das Ende, sondern erst den Anfang einer Entdeckungsreise in den Kuipergürtel.

März 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft März 2018

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  • Quellen
Stern, S. A. et al.: The Pluto System: Initial Results from its Exploration by New Horizons. In: Science 350, aad1815, 2015

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