Den 14. juli, cirka kl. 8 am østlig tid, vil et halvt ton NASA-rumfartøj, der har kæmpet over solsystemet i ni og et halvt år, endelig indhente det lille Pluto, tre milliarder miles fra Solen, den mest fjerne genstand, som nogen eller noget fra Jorden nogensinde har besøgt. Pluto blev ikke synlig for det blotte øje først opdaget før i 1930 og er blevet betragtet som vores solsystemets ulige kugle lige siden, helt anderledes end de stenede planeter tæt på Solen, inklusive Jorden og lige i modsætning til de ydre gasgiganter. Denne finurlige og mystiske lille verden vil svinge ind i dramatisk udsigt, da rumfartøjet New Horizons tager sin nærmeste tilgang, kun 6.000 miles væk, og kameraer ombord knipser tusinder af fotografier. Andre instrumenter vil måle Plutos topografi, overflade- og atmosfærisk kemi, temperatur, magnetfelt med mere. New Horizons vil også se hårdt på Plutos fem kendte måner, inklusive Charon, den største. Det kan endda finde andre måner, og måske en ring eller to.
Relaterede læser
Pluto Files: The Rise and Fall of America's Favorite Planet
KøbeRelateret indhold
- De første officielle data fra Pluto Flyby omformer Dværgplanetens historie
- Disse instrumenter hjælper NASA med at finde ud af, om livet kan trives i Europa
Det var knap for 20 år siden, da forskerne først fandt ud af, at Pluto, langt fra alene ved kanten af solsystemet, bare var en i en enorm sværm af små frosne kroppe i en bred, bred bane omkring solen, som en ring af rester tilbage i udkanten af en konstruktionszone. Denne indsigt har blandt andet fremdelt New Horizons-missionen. Forstå Pluto, og hvordan det passer ind i de resterende organer, siger forskere, og du kan bedre forstå dannelsen og udviklingen af solsystemet i sig selv.
Hvis alt går godt, vil "møde dag", som New Horizons-teamet kalder det, være en kork-popping fejring af enorm videnskabelig og teknisk dygtighed - det er ingen lille bedrift at smide en samling præcisionsinstrumenter gennem det frigide tomrum med hastigheder op til 47.000 miles i timen for at møde næsten et årti senere med en iskugle omkring halvdelen så bred som USA er bred. Dagen vil også være en sød retfærdiggørelse for lederen af missionen, Alan Stern. En 57-årig astronom, luftfartsingeniør, ville være astronaut og selvbeskrevet ”rabalder”, Stern har brugt den bedre del af sin karriere til at kæmpe for at få Pluto den opmærksomhed, han synes, det fortjener. Han begyndte at presse NASA til at godkende en Pluto-mission for næsten et kvart århundrede siden, og så i frustration, da agenturet gav grønt lys til den ene Pluto-sonde efter den anden, først for senere at annullere dem. ”Det var utroligt frustrerende, ” siger han, ”som at se Lucy rive fodbold væk fra Charlie Brown igen og igen.” Endelig rekrutterede Stern andre videnskabsfolk og indflydelsesrige senatorer til at deltage i hans lobbyindsats, og fordi underhund Pluto længe har været en børn af deres favorit, talsmænd for missionen udråbte let børnene til at skrive til kongressen og opfordrede til, at finansiering til rumfartøjet godkendes.
New Horizons missionskontrol har hovedkontor ved Johns Hopkins Universitets Applied Physics Laboratory nær Baltimore, hvor Stern og flere dusin andre Plutonians vil blive installeret i uger omkring den store juli-begivenhed, men jeg fangede Stern sent sidste år i Boulder på Southwest Research Institute, hvor han er associeret vicepræsident for forskning og udvikling. Et billedvindue på hans imponerende kontor ser ud på Rockies, hvor han ofte går på vandretur og slapper af. Trim og atletisk på 5-fod-4, han er også en løber, en sport, han udøver med nøjagtigheden af, vel, en raketforsker. Han har beregnet sin fremskridthastighed og siger (kun halvt spøg), at han ville være i verdensklasse, hvis bare hans ben var længere. Det ville ikke være en overdrivelse at sige, at han er en polariserende figur i planetvidenskabssamfundet; hans single-minded forfølgelse af Pluto har irriteret nogle kolleger. Så har hans lidenskabelige forsvar af Pluto i årene, siden astronomifolk berømte demotiveret den til en "dværgplanet", hvilket giver det ryggen ud af den eksklusive solsystemklub, som nu er begrænset til de otte biggies.
Tidspunktet for den fornærmelse, som Stern og andre afskårne Pluto-elskere ser det, kunne ikke have været mere dramatisk, og kom i august 2006, kun måneder efter at New Horizons havde raket ud i rummet fra Cape Canaveral. Det, der gør Plutos undergang endnu mere smertefuldt ironisk for Stern, er, at nogle af de banebrydende videnskabelige opdagelser, som han havde forudsagt, stærkt styrkede sine modstanders argumenter, alt sammen mens han åbnede døren til en ny tidsalder af planetarisk videnskab. Faktisk brugte Stern selv udtrykket ”dværgplanet” allerede i 1990'erne.
Alan Stern, hovedundersøger for New Horizons-missionen, begyndte at presse på for at sende et rumfartøj til Pluto for mere end to årtier siden. ”Jeg må indrømme en vis stædighed, ” siger han. (Jamie Kripke) 
Det 1.054 pund New Horizons rumfartøj bærer syv videnskabelige instrumenter til at studere overfladen og atmosfæren af Pluto og dens måner. Instrumenterne har charmerende navne som Alice, Ralph og REX. (NASA) 
At løse Plutos overfladefunktioner er som at prøve at identificere markeringerne på en fodbold fra 40 miles væk. Disse synspunkter blev konstrueret ud fra Hubble-fotografier. (NASA) 
New Horizons tog dette farvebillede af Pluto og dets største måne, Charon, fra 71 millioner miles ud. Snart er overfladefunktioner tydelige. (NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute) 
En Atlas V-raket lancerede New Horizons ud i rummet fra Cape Canaveral den 19. januar 2006. Rumfartøjet besøgte Jupiter i februar 2007 og modtog et tyngdekraftsforøg, der trimmede tre år fra sin rejse. (NASA) **********
Den velhavende astronom Percival Lowell, almindeligvis kendt for at insistere på, at der var kunstige kanaler på Mars, begyndte først at søge efter Pluto ved hans private observatorium i Arizona i 1905. Omhyggelig undersøgelse af planetariske kredsløb havde antydet, at Neptun ikke var det eneste objekt derude, der udøvede en tyngdekraft slæbebåd mod Uranus, og Lowell forsøgte at finde ud af, hvad han kaldte ”Planet X.” Han døde uden succes, men en ung mand ved navn Clyde Tombaugh, der havde en lidenskab for astronomi, selvom ingen universitetsuddannelse, ankom observatoriet og hentede søgning i 1929. Efter 7.000 timer med at stirre på omkring 90 millioner stjernebilleder, fik han øje på en ny planet på sine fotografiske plader i februar 1930. Navnet Pluto, den romerske gud i underverdenen, blev foreslået af en 11-årig Britisk pige ved navn Venetia Burney, der havde drøftet opdagelsen med sin bedstefar. Navnet blev enstemmigt vedtaget af personalet i Lowell Observatory delvis fordi de to første bogstaver er Percival Lowells initialer.
Plutos ensomme natur forvirrede forskere i årtier. Bør der ikke være andre, lignende objekter ud over Neptune? Hvorfor syntes solsystemet at være tom for materiale så brat? ”Det virkede bare underligt, at det ydre solsystem ville være så tomt, mens det indre solsystem var fyldt med planeter og asteroider, ” minder David Jewitt, en planetvidenskabsmand ved UCLA. Gennem årtierne foreslog forskellige astronomer, at der var mindre kroppe derude, men alligevel uset. Kometer, der med jævne mellemrum fejrer ind for at lyse op til nattehimlen, spekulerede de, sandsynligvis kom fra et bælte eller skive af affald ved solsystemets ydre rækkevidde.
Stern argumenterede i et papir, der blev offentliggjort i 1991 i tidsskriftet Icarus, ikke kun, at bæltet eksisterede, men også at det indeholdt ting så store som Pluto. De var simpelthen for langt væk og for svage til let at blive set. Hans resonnement: Neptuns måne Triton er en næsten tvilling af Pluto og kredsede sandsynligvis om Solen, før den blev fanget af Neptunes tyngdekraft. Uranus har en drastisk vippet rotationsakse, sandsynligvis på grund af en kollision for et år siden med et objekt i Pluto-størrelse. Det gjorde mindst tre Pluto-lignende genstande, hvilket antydede for Stern, at der måtte være mere. Antallet af planeter i solsystemet skulle en dag blive revideret opad, tænkte han. Der var sandsynligvis hundreder, med størstedelen, inklusive Pluto, bedst tildelt en underkategori af "dværgplaneter."
Bare et år senere blev den første genstand (bortset fra Pluto og Charon) opdaget i det fjerne område, kaldet Kuiper Belt efter den hollandske-fødte astronom Gerard Kuiper. Fundet af Jewitt og hans kollega, Jane Luu, er det kun omkring 100 mil på tværs, mens Pluto spænder over 1.430 miles. Et årti senere opdagede Caltech-astronomer Mike Brown og Chad Trujillo et objekt omkring halvt så stort som Pluto, stort nok til at være sfærisk, som de kaldte Quaoar (udtalt "kwa-krig" og opkaldt efter skaberguden i mytologien fra før -Kolumbiske Tongva-folk, der er hjemmehørende i Los Angeles-bassinet). Det blev fulgt hurtigt i rækkefølge af Haumea, og i 2005 fandt Browns gruppe Eris, omtrent samme størrelse som Pluto og også sfærisk.
Planetforskere har fundet mange hundreder af mindre Kuiper Belt Objekter; der kan være så mange som ti milliarder der ligger en kilometer over eller mere. Stern vil tage en mere præcis folketælling af deres størrelser med kameraerne på New Horizons. Hans enkle idé er at kortlægge og måle Plutos og Charons kratere, som er tegn på kollisioner med andre Kuiper Belt-objekter og således tjener som en repræsentativ prøve. Når Pluto er tættest på Solen, fordamper frosset overflademateriale til en midlertidig atmosfære, hvoraf nogle slipper ud i rummet. Denne "flugt erosion" kan slette ældre kratere, så Pluto vil give en nylig folketælling. Charon vil uden denne erosion tilbyde en rekord, der spænder over kosmisk historie. I en førende teori ville den originale, meget tættere Kuiper Belt have dannet snesevis af planeter, der var så store eller større end Jorden, men Jupiter og Saturns orbitalændringer kastede de fleste af byggestenene væk, før det kunne ske, og klippede planetdannelse i knop.
Da New Horizons blev lanceret i Cape Canaveral den 19. januar 2006, var det blevet vanskeligt at argumentere for, at Pluto var væsentligt forskellig fra mange af sine naboer til Kuiper Belt. Mærkeligt nok eksisterede ingen streng definition af "planet" på det tidspunkt, så nogle forskere argumenterede for, at der skulle være en størrelsesafskæring for at undgå at gøre listen over planeter for længe. Hvis du kaldte Pluto og de andre relativt små kroppe noget andet, ville du sidde med en dejlig ryddig otte planeter - Merkur gennem Neptun. I 2000 havde Neil deGrasse Tyson, direktør for Hayden Planetarium i New York City, berømt valgt den sidstnævnte mulighed og efterladt Pluto fra en udstilling med solsystem.
Derefter, med New Horizons, mindre end 15 procent af vejen til Pluto, stemte medlemmer af Den Internationale Astronomiske Union, der var ansvarlige for navngivning og klassificering af himmelobjekter, på et møde i Prag for at gøre denne ordning officiel. Pluto og de andre skulle nu blive kendt som dværgplaneter, som i modsætning til Sterns oprindelige betydning ikke var planeter. De var en helt anden slags dyr. Fordi han opdagede Eris, er Caltechs Brown undertiden skylden for nedrivningen. Han har sagt, at han ville have været fint med begge resultater, men han gav titlen på 2010-memoiret How I Killed Pluto og Why It Had It Coming .
”Det er pinligt, ” minder Stern, der ikke var i Prag til afstemningen. ”Det er forkert videnskabeligt, og det er forkert pædagogisk.” Han sagde den samme slags ting offentligt på det tidspunkt, på sprog, der er usædvanligt sløv i videnskabens verden. Blandt de dummeste argumenter for nedbrydning af Pluto og de andre, bemærkede Stern, var tanken om, at det at have 20 eller flere planeter på en eller anden måde ville være ubelejligt. Desuden er latterligt, siger han, forestillingen om, at en dværgplanet ikke rigtig er en planet. ”Er en dværg stedsegrøn ikke en stedsegrøn?” Spørger han.
Sterns næppe skjulte foragt for, hvad han betragter som tåbelighed over for de bureaukratiske og videnskabelige sorter, har ikke altid hjulpet kolleger. En astronom, som jeg spurgte om Stern, svarede: ”Min mor lærte mig, at hvis du ikke kan sige noget pænt om nogen, skal du ikke sige noget.” En anden sagde, “Hans efternavn er 'Stern'. Det fortæller dig alt hvad du behøver at vide. ”
DeGrasse Tyson tilbyder på sin side målrettet ros: ”Når det gælder alt fra at vække det offentlige synspunkt til støtte for astronomi til at gå ind for rumvidenskabelige missioner til at forsvare Pluto, er Alan Stern altid der.”
Stern inspirerer også mindre reserveret beundring. ”Alan er utroligt kreativ og utrolig energisk, ” siger Richard Binzel, en planetforsker MIT, der har kendt Stern siden deres skoledag. ”Jeg ved ikke, hvor han får det.”
**********
Stern voksede op i New Orleans og senere Dallas. Hans far var forretningsfører, og hans mor blev hjemme hos Alan og hans to søskende. ”Alan blev 100 procent konsumeret med rumrejse i en alder af 8 år, ” minder hans yngre bror Hap, en advokat i Dallas. ”Han ønskede mere end noget andet at være en astronaut.” På det tidspunkt, hvor Stern gik på college, i 1975, var Apollo-programmet afsluttet, og den første lancering af rumfærgen var flere år væk, men efter at have brugt et år eller to på studietiden som ” slacker ”- dette ord - han begyndte at arbejde på at blive nøjagtigt, hvad NASA ville forvente af dets astronautkandidater: en overachiever. ”Jeg lavede lige A'er fra det tidspunkt, ” siger han og uddannet sig fra University of Texas i Austin med grader i fysik og astronomi. Hans fritidsundervisning var også astronautvenlig: Han fik sin pilotlicens, blev flyveinstruktør
Folk afgiver løfter som dette hele tiden. De er langt nemmere at lave end at holde - især når dit karrieremål er noget så urealistisk romantisk som at blive en astronaut. og lærte at skydive og dykke.
Han blev ved i Austin og tog kandidatuddannelser inden for rumfartsteknik og planetariske atmosfærer. Han tog et job som ingeniør i luftfartsselskabet Martin Marietta og arbejdede med forskellige satellitprogrammer. Derefter flyttede han til laboratoriet for atmosfærisk og rumfysik ved University of Colorado, i Boulder, hvor han designede og overvågede et instrument til en satellit, der skulle studere Halley's Comet under sit besøg i 1986. Denne satellit var dog ombord på rumfærgen Challenger, da skibet eksploderede den 28. januar 1986, dræbte sit syv-medlemmer besætning og satte det amerikanske human spaceflight-program i bero.
Stern var blevet fascineret af kometer, og endte med at skrive en doktorafhandling om udviklingen af disse iskolde kroppe, og han udtænkte instrumenter til at studere dem. Hans ultraviolette spektrograf skulle fange lys, der sprang ud af en komets midlertidige atmosfære for at finde ud af, hvad den var lavet af. Sidste år, da Det europæiske rumfartsagenturs Rosetta-sonde blev den første nogensinde, der kredsede en komet, fandt en af Sterns UV-spektrografer overfladen på kometen overraskende blottet for vandis.
I betragtning af den ekstraordinære præstation, Intet, hvis ikke nådesløst, ansøgte Stern astronautkorpset tre gange efter, at skytten var begyndt at flyve igen i 1988, og blev endda valgt som en af 130 blandt tusinder af ansøgere, der skulle komme til Houston for at interviewe. I sidste ende blev han ikke valgt. Men han håbede, at han fik et andet skud, da komet Hale-Bopp tændte nattehimmelen i 1997. Han tilpassede et af sine instrumenter til at køre på skytten - og hvem var bedre at betjene det end Stern selv? NASA kastede beslutningen over til et udvalg af astronauter, der besluttede, at hans ekspertise ville være essentiel, og han blev opstemt over at være på vej til rummet omsider.
I sidste øjeblik satte NASA imidlertid en canadisk astronaut på flugt og stak Stern af. Det generer ham selv i dag at minde om sin skuffelse. ”Jeg var meget ophørt, fordi jeg indså, at der ikke var noget ... tiden var ved at løbe ud. Der var ingen måde at jeg ... det hele blev gjort. Det var en færdig aftale. Det er den eneste gang i mit liv, jeg nogensinde har grædt over noget om arbejde, ”siger han. ”Jeg mener, at jeg lige har mistet det.”
Men det bremsede ham ikke. Ud over at føre tilsyn med missioner og en kort opfølgning som NASAs associerede administrator for videnskab, grundlagde han et firma kaldet Uwingu, som samler penge til astronomiaktiviteter ved (uofficielt) at sælge navnerettighederne til exoplaneter og kratere på Mars. Han var også medstiftet World View, der planlægger at tage turister til kanten af rummet i balloner i høj højde og et andet firma, kaldet Golden Spike, for at sælge Moon-missioner til lande, der vil hen dertil. Og et projekt kunne nå sin drøm om at gå ud i rummet selv. Han og hans team i Southwest har designet instrumenter til suborbital rumflyvninger, der er planlagt af de private virksomheder Virgin Galactic og XCOR Aerospace. Forskere bliver nødt til at køre instrumenterne, og, Stern siger, ”Vi har købt i alt ni sæder, ” på separate flyvninger. Han er fast besluttet på at besætte flere af dem.
**********
Der er dog en anden årsag, der besætter ham endnu mere lidenskabeligt end at rejse til rummet. ”Selv i gradskole, ” sagde Binzel, da jeg mødtes med ham i Boulder, ”Alan talte med mig om det. Han er som Luke Skywalker. ”Derefter, i en spot-on Darth Vader-efterligning:“ At udforske Pluto ... er din skæbne. ”
Planetforskere har kun lært et par ting om Pluto siden opdagelsen: De har bundet sin 248-årige bane ned og tæt observationer af, hvordan Pluto og Charon cirkel hinanden har givet deres størrelse og masse. Fra disse kan kompositioner forudsiges - en blanding af sten og is. Hovedparten af isen på begge dele er frosset vand, mens isbelægningen Plutos overflade for det meste er frosset nitrogen. Overfladetemperaturer svæver omkring minus 380-grader Fahrenheit.
New Horizons forventes at afsløre meget mere. Synlige lyskameraer tæller ikke kun kratere, men også kort bakker, dale, klipper og revner, der er mindre end en fodboldbane. Infrarøde sensorer viser variationer i overfladetemperatur, måske afslører varme pletter, der antyder geologisk aktivitet. Et sæt instrumenter vil analysere den kemiske sammensætning af overfladen, mens et andet, der ligner spektrografen ombord på Rosetta, vil undersøge den midlertidige atmosfære.
Listen over spørgsmål er næsten uendelig. Har Pluto f.eks. Et hav med flydende vand under sin iskolde overflade som dem på Jupiter og Saturns iskolde måner? Foder det hav gejsere, der sprøjter ud i rummet? Hvorfor har Pluto en større andel sten under isen end Charon?
Og så er der de spørgsmål, som forskerne ikke engang ved nok til at stille. "Den store lektion i planetarisk videnskab, " siger Stern, "er når du foretager en første rekognosering af en ny type objekt, skal du forvente det uventede."
På mødedagen vil Sterns kone, Carole, og deres tre børn sammen med forældre, søskende, nieser og nevøer og flere fætre sammen med ham i missionshovedkvarteret. ”Jeg kan ikke forestille mig, at jeg ikke er der, ” siger Sterns yngste datter, Kate, 24. ”Det er som om du er gift, og din kone føder, og du ikke møder op.”
Allerede rumfartøjets tilgang gør nyheder. I april frigav NASA de første farvebilleder af Pluto og Charon fra New Horizons. De bedste fotografier er endnu ikke kommet. Nogle elskere af Pluto har spekuleret i, at New Horizons, når de bragte denne slørede klods i fokus, måske kan finde en grund til at gendanne dens planetariske status. Det er en romantisk forestilling, men Stern er ikke overbevist. Han er i stedet fokuseret på detaljerne i mødet, på de data, der allerede strømmer ind og på en ny forståelse af et objekt, der har betaget hans opmærksomhed i mere end to årtier og mystificeret verden i otte og et halvt. ”Det siger noget meget dybt om mennesker og vores samfund, noget meget godt om os, at vi har investeret vores tid og skat i at opbygge en maskine, der kan flyve over tre milliarder miles plads til at udforske Pluto-systemet. Men, fortsætter han, "det gør det svært at fejre og værdsætte denne præstation i sammenhæng med en konstant diskussion om Plutos undergang."
