Op naar Pluto en de IJsdwergen

De ruimtesonde New Horizons vertrekt vanavond naar het rijk van de verste planeet Pluto. Na een reis van tien jaar moet blijken of Pluto en zijn manen in het bezit zijn van poolkappen, kraters, kloven, bergen, breuken en sporen van 'ijsvulkanisme'.

Vanavond om kwart over acht wordt vanaf het Kennedy Space Center in Florida, VS, de Amerikaanse ruimtesonde New Horizons gelanceerd. Het is de eerste ruimtesonde die op weg gaat naar Pluto, de verste en kleinste planeet van ons zonnestelsel en de enige die nog niet door een ruimtevaartuig is bestudeerd.

In het gunstigste geval zal de ruimtesonde in 2015 langs Pluto vliegen en in het ongunstigste geval in 2020. Vóór, tijdens en na die passage worden de planeet en zijn manen bestudeerd en als alles meezit, vliegt de sonde door naar twee kleinere ijswerelden die nog verder weg staan.

Pluto werd in 1930 ontdekt door de Amerikaanse astronoom Clyde Tombaugh en is met zijn diameter van 2300 kilometer een stuk kleiner dan onze maan. Hij staat 30 tot 50 maal zo ver als de aarde van de zon en heeft sinds zijn ontdekking nog maar één derde van zijn baan beschreven. Pluto wordt vergezeld door een half zo grote maan, Charon, en twee veel kleinere satellieten die nog geen naam hebben. Het zonlicht op deze verre werelden is duizend maal zo zwak als op aarde, waardoor de temperatuur er rond de -235 graden Celsius ligt.

Doordat Pluto zo ver weg staat, vertoont hij zich ook in een telescoop als een punt en zijn er geen details te zien. Het inwendige bestaat waarschijnlijk uit ijs en gesteenten. Spectroscopisch zijn aan het oppervlak bevroren methaan, stikstof, koolmonoxide, ammoniak en water gedetecteerd. Ook is er een heel ijle atmosfeer gevonden die voornamelijk uit stikstof bestaat en die het resultaat is van de verdamping van oppervlakte-ijs. Doordat Pluto in een zeer elliptische baan om de zon draait, varieert de intensiteit van het zonlicht in de loop van één Pluto-jaar (248 aardse jaren), en dus ook de mate van verdamping en de dichtheid van de atmosfeer.

In 1992 kregen Pluto en Charon gezelschap: buiten de baan van Neptunus bleek nóg een ijswereld rond de zon te draaien. Kort daarna volgden er meer en nu zijn er al ruim duizend gevonden. Het zijn de overblijfselen van het buitense, koudste deel van de schijf van oermateriaal waaruit 4,6 miljard jaar geleden ons zonnestelsel is ontstaan. De kleinste ijsdwergen in deze Kuipergordel hebben een diameter van enkele tientallen kilometers, maar vele zijn honderden kilometers groot. Afgelopen juni werden er drie ontdekt die even groot of groter zijn dan Pluto.

De IJsdwergen vormen een soort overgang tussen het domein van de planeten (en hun manen) en dat van de kometen. Ook Pluto is zo'n grensgeval en dat maakt hem als een van de meest nabije en grootste vertegenwoordigers van deze klasse extra interessant: hij is een soort venster op de oertijd van het zonnestelsel. De New Horizons heeft voor zijn onderzoek aan Pluto en zijn manen zeven instrumenten aan boord: drie voor optische waarnemingen, twee voor het meten van elektrisch geladen deeltjes, één voor het detecteren van stofdeeltjes en één om de kenmerken van de atmosfeer te bepalen. De benodigde elektriciteit komt van een zogeheten radioisotope thermoelectric generator (RTG), die op het radioactief verval van plutonium werkt. Tegen de tijd dat de New Horizons bij Pluto arriveert levert deze generator een vermogen van circa 200 watt. Actievoerders hebben bezwaar gemaakt tegen het gebruik van een plutoniumgenerator en wijzen op het gevaar van radioactieve besmetting van de omgeving van Cape Canaveral mocht de lancering van New Horizons mislukken.

Omdat het oppervlak van Pluto en Charon nog nooit is waargenomen, zullen vooral de camera-opnamen het meeste indruk maken: alles wat dan wordt gezien is nieuw. Zal het oppervlak lijken op dat van de ijsmanen van de reuzenplaneten, op dat van kometen, of toch weer heel anders zijn? Het laatste is niet onwaarschijnlijk, omdat ook elk van de tot nu toe bestudeerde manen en kometen een unieke oppervlaktetopografie bleek te bezitten. Komen op Pluto poolkappen, kraters, kloven, bergen, breuken en sporen van 'ijsvulkanisme' voor? En wat zouden die kunnen zeggen over de processen die tijdens en na het ontstaan van Pluto en zijn soortgenoten in de periferie van het zonnestelsel hebben gewerkt of nog werken? Het zijn dit soort vragen die de New Horizons-missie moet beantwoorden.

Pluto heeft lang op bezoek van de aarde moeten wachten. De eerste voorstellen voor een ruimtevlucht naar Pluto dateren al uit de jaren zeventig, toen Pluto's manen en atmosfeer nog niet waren ontdekt en zelfs elementaire eigenschappen als diameter en massa nog onbekend waren. Steeds gingen andere planeten en andere projecten voor, zodat de bouwer van de huidige ruimtesonde, het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins Universiteit in Laurel, Maryland, pas in april 2003 het groene licht kreeg.

Mocht de lancering op het laatste moment worden uitgesteld, als de 450 kilogram zware New Horizons vóór 3 februari vertrekt, staat de reuzenplaneet Jupiter nog op de juiste plaats om hem naar Pluto te slingeren. De aankomst valt dan tussen 2015 en 2017. Na 3 februari moet de ruimtesonde zonder hulp van Jupiter naar Pluto reizen en komt hij pas tussen 2018 en 2020 aan. Vertrekt de sonde niet vóór 14 februari, dan is er nog een allerlaatste lanceermogelijkheid in februari 2007.

    • George Beekman