IJzig rood planeetje krijgt eindelijk bezoek van sonde

New Horizons is al 9 jaar onderweg. Morgen schiet de ruimtesonde vlak langs Pluto.

Close-up van Pluto. Het lichte 'hart' is 2.000 km breed.

Hij is er bijna. Na een reis van meer dan negen jaar suist de Amerikaanse ruimtesonde New Horizons morgen dicht langs Pluto. Veel tijd om de verre ijswereld te bekijken is er niet, want hij schiet er met een snelheid van net geen 50.000 kilometer per uur voorbij.

Toen New Horizons op 19 januari 2006 werd gelanceerd, stond Pluto nog te boek als de enige planeet van het zonnestelsel die nog nooit van dichtbij was gezien. Maar inmiddels wordt het ijzige hemellichaam, dat een derde kleiner is dan onze maan, tot de dwergplaneten gerekend.

Voor zover bekend is Pluto het grootste object van de Kuipergordel, een ongeveer drie miljard kilometer brede zone die begint bij de omloopbaan van de planeet Neptunus (4,5 miljard kilometer van de zon). De gordel is een verzamelplaats van ‘zwerfafval’ dat 4,5 miljard jaar geleden overbleef na de vorming van de grote hemellichamen van ons zonnestelsel. Waar de meeste planetoïden voornamelijk uit gesteenten en metalen bestaan, bestaan Kuipergordelobjecten voor een groot deel uit ijs. En niet alleen bevroren water, maar bijvoorbeeld ook bevroren methaan en ammoniak. Door de grote afstand tot de zon is het er bitterkoud: ruwweg 230 graden onder nul.

Die lage temperatuur, en de bijbehorende duisternis, vormt een grote uitdaging voor ruimtemissies als New Horizons. Daar staat tegenover dat de Kuipergordelobjecten waarschijnlijk beter geconserveerd zijn dan warmere planetoïden. Wetenschappers hopen dan ook dat het onderzoek van Pluto en zijn grote maan Charon meer inzicht zal geven in het ontstaan van ons zonnestelsel. Het is voor het eerst dat Kuipergordelobjecten van dichtbij onderzocht worden.

New Horizons is ruwweg 2,5 meter groot en heeft een massa van 480 kilogram. De ruimtesonde is uitgerust met een camera en zes meetinstrumenten. Met dit instrumentenpakket wordt onder meer de samenstelling van de Pluto-atmosfeer gemeten, en de structuur en samenstelling van het oppervlak geanalyseerd. Ook zal worden gemeten in welke mate de atmosfeer van de dwergplaneet te lijden heeft onder de zonnewind – de stroom geladen deeltjes die de zon voortdurend uitstoot.

Zo rood als Mars

De beelden die de ruimtesonde de afgelopen weken en dagen naar de aarde heeft overgeseind laten nog veel aan de verbeelding over. Van miljoenen kilometers afstand lijkt de dwergplaneet op het eerste gezicht een beetje op de rode planeet Mars, zoals gezien door een kleine telescoop. Maar schijn bedriegt: het zijn compleet verschillende werelden.

Waar de rode kleur van Mars wordt veroorzaakt door ijzeroxide (roest), komt de tint van Pluto hoogstwaarschijnlijk voor rekening van tholinen. Dat zijn grote, complexe moleculen die ontstaan door de inwerking van ultraviolette straling op eenvoudige organische verbindingen zoals methaan en ethaan. Recente metingen van New Horizons laten zien dat die uv-straling niet alleen van de zon afkomstig is, maar ook van hete sterren ver hiervandaan – buiten de Melkweg zelfs.

Ook het oppervlak van Pluto laat zich niet vergelijken met die van een rotsachtige, zanderige wereld als Mars. Het bestaat uit bevroren stikstof, koolmonoxide, methaan, en wellicht nog andere ijsachtige materialen. Boven dat oppervlak hangt een uiterst ijle atmosfeer die voornamelijk uit stikstof bestaat.

Moment suprême

Kan het nog misgaan met New Horizons? Ja – al is die kans niet erg groot. Nog maar een week geleden raakte de boordcomputer van de ruimtesonde zo overbelast, dat hij zichzelf even in ‘spaarstand’ zette. Als zoiets zich rond het moment suprême zou herhalen, is dat funest. Een ander risico is de grote snelheid van de ruimtesonde: een botsing met een deeltje ter grootte van een rijstkorrel kan al ernstige schade veroorzaken.

Het worden dus spannende dagen voor de vluchtleiding van New Horizons. Morgenmiddag om 13.50 uur Nederlandse tijd scheert de ruimtesonde op een afstand van 12.500 kilometer langs Pluto. Nog geen vier minuten later is Charon aan de beurt: de 1200 kilometer grote maan wordt tot op 28.800 kilometer genaderd. En dan… gebeurt er een hele tijd niets.

Tijdens de kortstondige scheervluchten richt New Horizons zich volledig op het maken van foto’s en het doen van metingen. Dat moet ook wel, want de verschillende instrumenten en de antennes zijn zo gepositioneerd, dat hij niet tegelijkertijd naar Pluto kan kijken en gegevens naar de aarde kan sturen. Het zou bovendien niet veel uitmaken als dat wél kon. De dataoverdracht naar de aarde is vanwege de grote afstand (bijna 4,8 miljard kilometer) dermate traag, dat het overseinen van de gegevens die tijdens de close encounter zijn opgeslagen meer dan een jaar zal duren.

Pas even na middernacht, woensdag dus, wordt weer een levensteken van de ruimtesonde verwacht – geen beelden of meetgegevens, maar een eenvoudig statusrapport. Pas later op de dag moeten de eerste close-ups binnenkomen. Pas dan zullen we weten hoe Pluto er van dichtbij uitziet.

Als New Horizons zijn korte bezoek aan Pluto ongeschonden doorstaat, kan hij nog in de richting van een van de vele kleine Kuipergordelobjecten worden gedirigeerd. Welk object dat zal zijn, wordt pas volgende maand besloten. De meest waarschijnlijke kandidaat, 2014 MU69, is nog geen honderd kilometer groot. Verwachte aankomst: januari 2019.