Dobrodošli na planetu, ki to ni več

Mali, uradno poimenovan »pritlikavi« planet, štiri svetlobne ure in pol oddaljen od Zemlje, bo vsak čas dobil še precej manjšega obiskovalca: v torek, 14. julija, naj bi se Nasina vesoljska sonda Nova obzorja na vsega 13.000 kilometrov približala Plutonu. Če bo vse po načrtih, bo to prvi človekov vstop v to doslej neraziskano območje Osončja.

Ob izstrelitvi sonde januarja 2006 je bil cilj njenega potovanja deveti planet Sončevega sistema. Toda še istega leta so Pluton prekategorizirali v »pritlikavi planet«. Kljub tej za nekatere sporni »degradaciji« oddaljeni planet še vedno obljublja epohalna odkritja – tako v zvezi s površjem, prekritim z eksotičnim ledom, kot z nenavadno atmosfero, ki neprestano uhaja v vesolje, pa seveda s kompleksnim sistemom lun, z orjaškim Haronom na čelu. Znanstveniki si obetajo, da jim bo prvi bližnji obisk Plutona porodil nove zamisli o nastanku Zemlje in poglobil razumevanje starodavnega kozmičnega kaosa, iz katerega je nastalo naše osončje.

Do nedavnega je 4,8 milijarde kilometrov oddaljeni cilj Novih obzorij veljal za dokaj osamljeno območje, v katerem domuje le Pluton. Potem pa so v 90. letih prejšnjega stoletja astronomi na tem praznem območju odkrili nova ledena telesa, iz katerih morda nastajajo kometi. Sledilo je še več pomembnih odkritij, vse do pisanega roja »okruškov« daleč onstran Neptunove orbite – na asteroidnem območju, ki so ga poimenovali Kuiperjev pas.

To območje po znanstvenih domnevah sestavljajo ostanki po eksplozivnem rojstvu osmih glavnih planetov Osončja, ostanki, ki jih je že davno zaneslo v sedanje temačno domovanje. Številni med njimi so podobno majhni kakor Pluton, med seboj pa se razlikujejo tako po barvi in obliki kot po sistemu satelitov. »Kuiperjev pas je posejan z malimi planeti in Pluton je nemara njihov arhetip,« domneva dr. Alan Stern iz Jugozahodnega raziskovalnega inštituta v Koloradu in vodja znanstvenega dela misije Nova obzorja.

Skoraj nič od tega ni bilo znano v 80. letih prejšnjega stoletja, ko se je profesor Stern začel zavzemati za ambiciozno misijo na Pluton. Pri tem zavzemanju ga je, kakor priznava, gnala predvsem želja po odkrivanju novih svetov.

Eden takšnih svetov je Plutonovo kraljestvo – temačno, mrzlo in, kot rečeno, skoraj pet milijard kilometrov daleč od Zemlje. Pri tolikšni oddaljenosti sončne celice ne bi bile uporabne, zato Nova obzorja poganja vročina, ki nastaja ob radioaktivnem razpadanju male količine plutonija. Zaradi izjemno šibke svetlobe Sonca bi se neogrevana sonda na tem neraziskanem območju hitro ohladila na temperaturo, nižjo od –200 stopinj Celzija, zato so Nova obzorja ovita v večplastno zaščitno »odejo«, ki onemogoča pobeg toplote, nastajajoče pri delovanju instrumentov in električnih sistemov vesoljske sonde; tako se temperatura v njej ohranja pri sobnih vrednostih.

Tudi radijski signal za dolgo pot do Zemlje in nazaj potrebuje kar devet ur, poleg tega pa je zaradi zgolj 12-vatnega oddajnika tako šibak, da lahko prenaša le kilobit podatkov na sekundo. Skorajšnji načrtovani zgodovinski posnetki in druge dragocene informacije, ki jih bo sonda zbrala med kratkim mimoletom Plutonovega sistema, se bodo tako v mogočne Nasine računalnike predvidoma nalagali kar okoli 16 mesecev.

Težavni začetki

Toda avtorji misije so takšnih razmer in razsežnosti že vajeni. Navsezadnje je bila že sama izstrelitev sonde vse prej kot lahka naloga. Misijo Nova obzorja so večkrat proučili, revidirali in jo prizadevno pojasnjevali pristojnim, nazadnje pa spet in spet doživeli zavrnitev. »Poleg političnih kalkulacij in intrig je bilo treba premagati še marsikatero drugo težavo, od pravočasne zgraditve sonde do takratnega pomanjkanja plutonija in skoraj nemogočega urnika,« se spominja dr. Stern.

Kakor hitro pa so sondo izstrelili, je bil napredek očiten. Leta 2007 so Nova obzorja z mimoletom Jupitra od orjaškega planeta dobila močan gravitacijski pospešek, znanstveniki pa so ob tej priložnosti lahko še temeljito preizkusili delovanje sondinih instrumentov. Ti so med drugim odkrili strele na Jupitrovih polih, izbruh vulkana na njegovi luni Io in znamenja nedavnih trkov v Jupitrove obroče – kot tudi presenetljivo odsotnost manjših lun.

Zatem je sonda Nova obzorja večino potovanja preživela v stanju energijske hibernacije, a je po besedah dr. Billa McKinnona z Washingtonske univerze v Missouriju do skorajšnjega cilja priletela v dobrem stanju. »Zdaj pa se začenja zares.«

Ta »zares« seveda lahko skriva tudi nepredvidene ovire, okvare ali celo nesreče. Ena takšnih okvar se je zgodila minulo soboto, ko se je glavni računalnik sonde zaradi preobremenjenosti izklopil, pomožni pa je deloval le v »varnem načinu«; posledica je bila 81-minutna prekinitev radijske komunikacije med Zemljo in Novimi obzorji. Napako so hitro diagnosticirali in jo odpravili, toda sonda dotlej ni mogla zbirati znanstvenih podatkov.

Poleg tega so inženirji, ki so zgradili Nova obzorja, domnevali, da sondi v domnevno praznem Plutonovem sistemu ne bo grozilo prav veliko nevarnosti. Šele pozneje so namreč odkrili lune pritlikavega planeta: leta 2005 Nikso in Hidro, leta 2011 Kerberja in leto dni pozneje še Stiksa. Če bi, denimo, kakšen objekt iz še bolj oddaljenega Kuiperjeva pasu zadel katero od njih, bi lahko sprožil roj izstrelkov, ki bi pobegnili lunini šibki gravitaciji. In pri veliki hitrosti Novih obzorij – 13,7 kilometra na sekundo – bi bil že kamenček ali majhen kos ledu lahko vzrok za katastrofo.

Simulacije, ki jih na Zemlji opravljajo ves čas misije, doslej niso pokazale velike nevarnosti morebitnega trčenja s sondo, toda avtorji misije imajo kljub temu pripravljen rezervni načrt: v primeru takšne nevarnosti bi sondi spremenili smer, pa čeprav bi zato dobili nekoliko slabši pogled na Pluton.

A medtem ko bodo Nova obzorja analizirala prah in ionizirani plin okoli Plutona, bo večina pogledov uprtih v pritlikavi planet sam. Nasina sonda je doslej že odkrila znamenja, ki pričajo o morebitni Plutonovi polarni »ledeni kapi« ter nekaj drugih površinskih značilnosti – nazadnje, pred le nekaj dnevi, štiri temne pege na vsega 2300 kilometrov širokem planetu. Vsaka od teh peg ima premer okoli 500 kilometrov, predvsem pa je pomenljivo, da so si zelo podobne tako po velikosti kot po medsebojni oddaljenosti.

Vsekakor so posnetki Plutona z vsakim dnem približevanja sonde planetu ostrejši in jasnejši. Visokoresolucijska teleskopska kamera Lorri naj bi med bližnjim srečanjem s pritlikavim planetom naredila serijo črno-belih posnetkov z največjo resolucijo približno 70 metrov, druga, imenovana Ralph, pa barvne posnetke in hkrati odkrivala podrobnosti o kemijski sestavi Plutonovega površja.

Ključ do mnogih skrivnosti

S proučevanjem načina, kako se z vrtenjem Plutona spreminja njegova osvetljenost, so znanstveniki ugotovili, da zledeneli metan, dušik in ogljikov monoksid ustvarjajo spreminjajoče se vzorce na površju; natanko kakšna je Plutonova krajina, pa še ni jasno. Verjetno najbližji sorodni model je Neptunova velikanska luna Triton, ki po besedah dr. McKinnona še najbolj spominja na lupino melone. Poleg svežih tokov lave tudi razmeroma novo površje Tritona priča o geološki aktivnosti pod njegovim površjem. »Za zdaj pri najboljši volji ne vemo, kaj poganja takšne male svetove,« priznava dr. Stern. »Toda morda nam bo prav Pluton razkril tudi to skrivnost.«

Profesor McKinnon bo te dni posebno pozoren na znamenja, ki bi lahko pričala o oceanu pod Plutonovim površjem. »Nova obzorja niso opremljena z oceanskim detektorjem, Plutona tudi ne moremo rentgenizirati, zato bomo morali o morebitnih tovrstnih znamenjih sklepati na podlagi oblike in površinskih značilnosti planeta,« pojasnjuje. »V ta okvir med drugim sodijo prelomi, ki lahko pričajo o navzočnosti podzemnih rezervoarjev. Najpomembnejši pa bi bil morebitni dokaz o preteklih izbruhih ali celo aktivne vulkanske razpoke.«

Morda ima tudi Pluton, tako kot Triton, aktivne gejzirje plinastega dušika, ki jih poganja šibka svetloba Sonca. Vsekakor ima pritlikavi planet redko dušikovo atmosfero, katere tlak znaša le nekaj milijonink Zemljinega. Brez dotoka svežega plina takšna atmosfera ne bi bila prav dolgega veka, saj bi zaradi šibke Plutonove gravitacije hitro ušla v vesolje. Dušik na planetovem površju torej očitno prehaja neposredno iz ledenega v plinasto stanje, vetrovi pa ga morda razpihujejo z dnevne na nočno stran, kjer plin spet zmrzne.

Sicer pa, če bo vse po sreči in načrtih, bodo Nova obzorja že kmalu preskrbela nove podrobnosti o sestavi Plutonove atmosfere. Instrument Alice bo analiziral spekter zvezdne svetlobe, ki prodira skoznjo, pa tudi radijski signal, ki na Zemljo seveda potuje tudi skozi Plutonovo atmosfero, naj bi znanstvenikom omogočil, da na podlagi popačenj tega signala določijo njeno temperaturo in tlak.

Vse prej kot puščava

A naj bo Plutonova atmosfera še tako tanka in redka, morda skriva vrsto nenavadnih značilnosti. Med drugim obstaja možnost, da je tekoči neon stabilen, meni hidrolog Jeff Kargel z Univerze v Arizoni. Prav neon je morda odigral pomembno vlogo pri nastanku vode na Zemlji, tako kot je metanu ta vloga nemara pripadla na Saturnovi luni Titan; po Plutonovem površju tako morda tečejo reke neona.

Profesor McKinnon o tem sicer dvomi, vendar dopušča tudi takšno možnost. Sam se bolj nagiba k domnevi, da je pod Plutonovim ledom morda tekoči dušik; pri morebitnem močnem trku bi se sprostilo dovolj vročine, da bi se stalila jezera dušika na površju ali celo povzročila dušikov dež. »Vsekakor si obetamo, da bomo že kmalu videli stvari, kakršnih nismo videli še nikdar,« ne skriva napetega pričakovanja.

Zelo malo verjetnosti je torej, da bi se Pluton izkazal za pust, mrtev svet, na katerem je opaziti le morebitne kraterje po trkih z nebesnimi telesi. »A si na njem vendarle želim videti vsaj kakšen krater,« poudarja dr. McKinnon. »Prav kraterji bi bili namreč lahko ključni za razumevanje rojstva tega planeta.«

Napeto vse do zadnjega

Po prevladujočih teorijah se rojstvo planeta začne z malimi drobci, ki trkajo drug v drugega, se združujejo v večje gmote in tako rastejo v vedno večje objekte. Če ta domneva drži, v Kuiperjevem pasu morda obstajajo tudi različno veliki ostanki takšne planetarne gradnje. Štetje morebitnih različno velikih kraterjev na Plutonu bi znanstvenikom omogočilo ugotoviti tudi to, koliko ledenih krogel je že treščilo v pritlikavi planet in kako velike so bile.

Vsekakor je pogled na oddaljeni Pluton z vsakim dnevom ostrejši – in dosedanje analize pričajo o njegovem kompleksnem površju. A že po 14. juliju bo morda jasnejše še marsikaj. Nova obzorja naj bi se že nekaj minut po največjem približanju Plutonu obrnila k njegovi veliki luni Haronu, nato pa spet k Plutonu in izdelala zemljevid njegovega južnega polarnega območja, ki mu bo ob prihodu še zakrito. Ta stran pritlikavega planeta je trenutno obrnjena stran od Sonca, zato bo edina svetloba le medel sij, ki se odbija od Harona.

In nato, po vse prekratkem srečanju s pritlikavim planetom, naj bi sonda po načrtih nadaljevala pot naprej, verjetno proti »potencialni tarči 1« (PT1), objektu v Kuiperjevem pasu, ki je še za poldrugo milijardo kilometrov bolj oddaljen od Sonca in ima premer le nekaj deset kilometrov. Nato pa se bodo Nova obzorja pridružila predhodnikom iz družine Pioneer in Voyager kot del zemeljske medzvezdne flotilje ter poročala o stanju solarnih vetrov, dokler ne bodo porabila vsega plutonija.

A ne prehitevajmo. Najsi bo Pluton prvi svet iz Kuiperjevega pasu ali poslednji izmed devetih planetov Osončja, kakor komu drago – o njem bo, če bo vse teklo po načrtih, kmalu znano marsikaj novega, vznemirljivega.