Hoe Alan Stern Pluto naar de aarde bracht

Alan Stern beloofde zijn collega's dat hun Pluto voorbij zou vliegen de voorpagina van de New York Times, boven de vouw. Maar zelfs Stern verwachtte niet dat de prestatie op dezelfde prominente plaats in 450 kranten op 15 juli zou verschijnen, de ochtend nadat het ruimtevaartuig New Horizons door Pluto zoefde en het voor altijd transformeerde van louter een lichtpunt in een driedimensionale wereld met zijn eigen identiteit. "Mensen graven onderzoek, " zei Stern om de wereldwijde fascinatie uit te leggen.

gerelateerde inhoud

• Word enthousiast voor de Space-Thema-postzegels van dit jaar

Abonneer je nu op het Smithsonian magazine voor slechts $ 12

Dit verhaal is een selectie uit het decembernummer van Smithsonian magazine.

Kopen

Mensen graven ook zwaarbevochten triomf, en wat een triomf was het, een apparaat niet zwaarder dan een slimme auto over het zonnestelsel slingeren en het meer dan negen jaar en drie miljard mijl later laten ontmoeten met een ijzige bol kleiner dan onze maan . De prestatie liet ons opnieuw zien dat misschien het enige wonderlijke meer dan de ruimte zelf de menselijke geest is die meedogenloos erop staat deze te begrijpen.

Stern, die een planetaire wetenschapper is, ruimtevaartingenieur, geassocieerd vice-president voor onderzoek en ontwikkeling bij het Southwest Research Institute en hoofdonderzoeker van de New Horizons-missie, richtte tientallen jaren geleden zijn blik op Pluto en ontwierp ruimtevaartuigen om het enkele malen eerder te bestuderen, alleen om zijn plannen te laten bruisen voordat ze het lanceerplatform bereikten. Zijn vastbesloten vastberadenheid is een reden voor het stralende succes van deze missie, maar vastberadenheid is ook een eigenschap die wordt gedeeld door de vele honderden wetenschappers, ingenieurs en technici die door de jaren heen aan het project hebben gewerkt. De unieke bijdrage van Stern is eigenlijk zijn sluwe pragmatisme geweest bij het navigeren door de financieringshindernissen van NASA en het goedkeuringsproces van de missie, een wereld vol met droom-dodende gevaren (zie 'Plutonic Love', juni 2015). Als veteraan van NASA heeft Stern een idee in de praktijk gebracht dat verder gaat dan de klassieke technische esthetiek "less is more". Zie het als less is most.

Om snel naar Pluto te komen, moest het ruimtevaartuig licht zijn. Het woog slechts 1.054 pond bij lancering. De zeven wetenschappelijke instrumenten aan boord - die een lange lijst van taken hadden, waaronder het in kaart brengen van Pluto en zijn grootste maan, het vastleggen van hoge resolutie en kleurenbeelden, het bestuderen van de geologie en samenstelling, het meten van zonnewind en het detecteren van stof - kwamen op slechts 66 pond. Opdat het ruimtevaartuig licht zou zijn, moest de instrumentatie efficiënt zijn. Alle instrumenten werken op slechts 28 watt, niet genoeg om een ​​gloeilamp van stroom te voorzien.

Op 14 juli 2015 genomen, toont deze kleurverbeterde afbeelding met hoge resolutie de landvormen van Pluto. Veel van de landvormen hebben hun eigen verschillende kleuren. (SWRI / JHUAPL / NASA) Het concept van een kunstenaar van de New Horizons-sonde bij het naderen van Pluto in juli 2015. De kleine bol is Charon, de grootste van de vijf bekende manen van Pluto. (SWRI / JHUAPL) Deze foto toont de hooggelegen nevellaag van Pluto (in het blauw), waarvan wordt gedacht dat deze wordt veroorzaakt door door zonlicht geïnitieerde chemische reacties van stikstof en methaan. (SWRI / JHUAPL / NASA) Het uitgestrekte witte gedeelte op deze afbeelding met hoge resolutie is het "hart" van Pluto. Dit wordt Sputnik Plunum genoemd en is rijk aan stikstof, koolmonoxide en methaan. (SWRI / JHUAPL / NASA) Deze foto, genomen bij zonsondergang op de dichtstbijzijnde nadering van het ruimtevaartuig naar Pluto, op 14 juli 2015, toont een uitgestrekte, ijzige vlakte, de Sputnik Planum, geflankeerd in het westen door ruige 11.000-voet hoge bergen en in het oosten door terreinbesnoeiingen door schijnbare gletsjers. Aan de horizon zijn ook meer dan een dozijn stoflagen te zien die de atmosfeer van Pluto vormen. (SWRI / JHUAPL / NASA) Het ruimtevaartuig New Horizons staat in het Kennedy Space Center voordat het in januari 2006 werd gelanceerd tijdens zijn negenjarige missie naar Pluto. (NASA) New Horizons hoofdonderzoeker Alan Stern (tweede van links) staat met vier leden van zijn team net na de onthulling van het Pluto close-upbeeld. (© Michael Soluri) Achtersteven in de momenten na de onthulling (© Michael Soluri) Het New Horizons Pluto-team, geleid (op de voorgrond, van links) door Glen Fountain, Alice Bowman, Alan Stern en Harold Weaver (© Michael Soluri)

"Mijn God, de verdomde machine werkte - het werkte echt", zegt David DeVorkin, senior curator bij Smithsonian's National Air and Space Museum, over het succes van de missie. “Hoe heeft hij het voor elkaar gekregen? Ik bedoel, het is een soort Zen ... Dat soort concentratie en intense aandacht voor elk mogelijk rampenplan voor alles wat mis zou kunnen gaan. 'Ondanks, of waarschijnlijker vanwege, het gestroomlijnde ontwerp, slaagde New Horizons erin om verzamel 50 gigabit aan gegevens, 5000 keer zoveel gegevens als de Mariner 4-sonde verzamelde toen deze in 1965 door Mars vloog en de allereerste close-upweergave van die planeet terugkeerde.

Het was in de jaren negentig, tijdens de planning voor een nieuwe Pluto-missie die nooit van start ging, dat Stern de slimme strategie bedacht om een ​​ruimtevaartuig voor lange periodes in slaap te brengen, waardoor het aantal mensen dat nodig is om het vaartuig te besturen en te bewaken wordt verminderd, en aanzienlijk besparen op bedrijfskosten. New Horizons heeft die strategie geleend. Na een succesvolle boost van Jupiter's zwaartekracht, bracht New Horizons 1.892 van 3.058 dagen door in winterslaap. Evenzo besloot Stern om het ruimtevaartuig tijdens de flyby alleen op zijn doel gericht te houden, om zoveel mogelijk waardevolle gegevens te verzamelen en het schip pas later op aarde te richten om die gegevens naar huis te verzenden. Het betekende geen onmiddellijke beloning, en zelfs nu komt de informatie binnen in een straaltje omdat hij een minder krachtige zender en kleinere antenne pakte om te besparen op kosten en gewicht.

De prachtige eerste foto van het oppervlak van Pluto toont bergen die 11.000 voet stijgen - een aangename verrassing voor astronomen, omdat stikstofijs, dat het grootste deel van het oppervlak van Pluto bedekt, onder zijn eigen gewicht zou moeten instorten. Een lange acht weken later, na Labor Day weekend, onthulde New Horizons de oude kraters, gladde heldere vlaktes, geclusterde richels en duinen, een onverwachte samensmelting van landschappen elders in het zonnestelsel, inclusief op Mars en Jupiter's maan Europa. Er zijn tekenen van stromende gletsjers en gekruiste kanalen, misschien veroorzaakt door vloeistof of sneeuwbrij op de "planeet" (Pluto is officieel geclassificeerd als een "dwerg" planeet, maar Stern noemt het nog steeds een planeet - en wie gaat hem stoppen? "Astronomen hebben geen politie, " zegt hij.) Gegevens van een instrument genaamd Alice - het partnerinstrument is Ralph - vonden een stikstofrijke atmosfeer die duizend mijl boven Pluto's oppervlak reikte. In het favoriete beeld van Stern tot nu toe, genomen 15 minuten na de dichtstbijzijnde nadering, steken afzonderlijke, verschillende pieken uit in de nevel boven, zelf gevormd uit verschillende concentrische ringen. De laatste gegevens komen pas eind volgend jaar aan. Maar na lang wachten - 14 jaar om de missie te plannen en goedkeuring te krijgen, 4 om het vaartuig en de bijbehorende systemen te bouwen en testen, plus meer dan 9 jaar onderweg - wat is een ander jaar? "Je moet wel in orde zijn met uitgestelde bevrediging", zegt Stern.

In die vroege dagen voordat de missie was begonnen, toen Pluto nog steeds als een planeet was geclassificeerd, had Stern een ander slim idee. De sonde had zijn wetenschappelijke doelen met slechts zes instrumenten kunnen bereiken. Maar Stern was niet tevreden - er moet ruimte zijn voor nog een. En dus voegden ze een hoge-resolutie, lange afstand telescoop toe die zes maanden eerder zou beginnen met observaties door Pluto te fotograferen tijdens de nadering, waardoor het wetenschappelijke rendement enorm werd verbeterd zonder veel aan de kosten toe te voegen. Die vroege beelden waren ook een plaag die de missie des te aantrekkelijker maakte voor Plutophiles nieuw en oud hier op aarde. Stern trok onze aandacht en zorgde ervoor dat we meer wilden. Nu zijn ook wij bereid erop te wachten.

Zijn ruimtemissie New Horizons brengt ons onze allereerste close-upbeelden van Pluto