Etter sin berømte flyby av Pluto i juli 2015, gjorde NASAs romfartøy New Horizons historie en gang, da det surret det fjerneste objektet som noen gang er utforsket: 2014 MU69.
"Vi satte rekord! Aldri før har et romfartøy utforsket noe så langt borte," sa Alan Stern, New Horizons hovedetterforsker, etter flybyen. "Jeg mener, tenk på det. Vi er en milliard mil lenger enn Pluto, og nå skal vi fortsette å gå inn i Kuiper Belt."
Både Pluto og 2014 MU69 ligger innenfor Kuiper Belt, en samling isete bergarter som omgir de ytre delene av solsystemet. Disse objektene antas å være uberørte prøver fra det tidlige solsystemet, kastet ut i grensesonen gjennom gravitasjonsinteraksjoner med de større gjenstandene som ville vokse til planeter. Undersøkelse av dem skulle avsløre innsikt i hva som skjedde i solsystemet i de første stadiene av levetiden.
Også kjent med kallenavnet Ultima Thule (uttales TOOL-ie), MU69 var det første objektet i verdensrommet som ble utforsket av et romfartøy som ble lansert før objektets oppdagelse.
Utover Pluto
Allerede i 2003 anbefalte National Academy of Sciences 'Planetary Decadal Survey sterkt at besøket i Pluto inkluderer flybys av små Kuiper Belt-objekter (KBOs). Å observere flere mål ville gi større innsikt i det tidligere uutforskede segmentet av solsystemet. New Horizons ble lansert i 2006 med ekstra drivstoff til en slik flyby, og kraft- og kommunikasjonssystemene er forberedt på å jobbe på avstander utenfor Plutos bane i årene som kommer.
I 2011 brukte misjonsforskere bakkebaserte teleskoper for å begynne å søke etter et andre mål, men ingen av de nye funnene var innen rekkevidde for New Horizons. I 2014 ble Hubble-romteleskopet med på søket og fant fem potensielle objekter. En av dem var 2014 MU69, som ble merket 1110113Y etter oppdagelsen 26. juni 2014 og også kalt PT1 ("potensielt mål 1") etter at den ble hevet til et av to mulige destinasjoner. I august 2015 valgte New Horizons-teamet 2014 MU69 som sitt neste potensielle mål.
SU69 i 2014 er et godt valg fordi det bare er den typen eldgamle KBO, dannet der den går i bane rundt nå, som Decadal Survey ønsket at vi skulle fly forbi, sier Stern i en uttalelse. "Dessuten koster denne KBO mindre drivstoff for å nå [enn andre kandidatmål], og etterlater mer drivstoff til flyby, for tilleggsvitenskap og større drivstoffreserver for å beskytte mot uforutsette."
MU69 ligger omtrent 1 milliard miles (1,6 milliarder kilometer) utover Pluto.
I 2017 ba New Horizons-teamet forslag fra publikum om et kallenavn for KBO som del av en oppsøkende kampanje. Den endelige avgjørelsen, Ultima Thule, er et begrep brukt i middelalderen som betyr "utover den kjente verden." Kallenavnet ble sendt inn av rundt 40 forskjellige personer, sa NASA-tjenestemenn.
"MU69 er menneskehetens neste Ultima Thule," sa Stern da navnet ble kunngjort.
Kallenavnet ansporet kontrovers på grunn av dets historiske bruk av nazistiske forløpere og moderne bruk av ekstremistiske grupper. Imidlertid bestemte New Horizons-teamet seg for å holde fast ved kallenavnet til tross for den potensielt negative forbindelsen.
"Jeg har sagt det flere ganger, jeg tror New Horizons er et eksempel - et av de beste eksemplene i vår tid - på rå leting, og begrepet Ultima Thule, som er veldig gammel, mange hundre år gammel, muligens over en tusen år gammel, er et fantastisk meme for utforskning, "sa Stern etter flybyen. "Derfor valgte vi det. Jeg vil si at bare fordi noen gutter en gang likte det begrepet, ikke vil vi la dem kapre det."
Før flybyen
Astronomer brukte hjelp fra tre forskjellige stjerner til å studere Ultima Thule før ankomst. Når en gjenstand som en KBO reiser mellom Jorden og en stjerne, kan astronomer bruke stjernelyset til å studere det fjerne målet, en teknikk som kalles stellar okkultasjon. Ultima Thule reiste mellom jorden og flere forskjellige stjerner - en hver dag - 3. juni, 10. juli og 17. juli 2017. Hver hendelse varte bare i 2 sekunder eller så og var bare synlig fra et smalt bånd av land og sjø på jorden.
"Denne innsatsen - fra seks måneder, tre romskip, 24 bærbare bakkebaserte teleskoper og NASAs SOFIA-luftbårne observatorium - var den mest utfordrende stjernevokultasjonen i astronomiens historie, men vi gjorde det!" Sa Stern. "Vi spionerte formen og størrelsen på 2014 MU69 for første gang, en vitenskapelig skatt fra Kuiper Belt vi vil utforske litt over 17 måneder fra nå. Takket være denne suksessen kan vi nå planlegge den kommende flybyen med mye mer selvtillit."
Målinger fra alle tre observasjonene i 2017 avslørte at Ultima Thule ikke gikk i bane der det var forventet. Og en liten blipp under observasjonen 10. juli forundret astronomer fordi det så ut som MU69 faktisk var to separate objekter. Sammen antydet resultatene at MU69 ikke snurret gjennom rommet alene. Astronomer trodde at MU69 kan ha minst en måne, og kunne være vert for enda mer naturlige satellitter.
Stern sa under en konferanse på American Geophysical Union (AGU) i 2017. "Det kan antyde at det faktisk er en sverm av satellitter fra MU69."
New Horizons-teamet fikk et siste glimt av Ultima Thule før New Horizons flyby. 4. august 2018 var en endelig okkultasjon synlig fra Jorden, bare sett i Senegal og Colombia
"Denne okkultasjonen vil gi oss hint om hva vi kan forvente på Ultima Thule og hjelpe oss med å avgrense flybyplanene våre," sa Marc Buie, lederen for okkultasjon-arrangementet i New Horizons.
En nyttårsaften å huske
1. januar 2019, klokken 00.33 EST, gjorde New Horizons sin historiske flyby av MU69. Teamforskere og ingeniører samlet seg på Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland, for å ringe på nyåret og heie på det øyeblikket romfartøyet surret KBO. Brian May, misjonsforsker og hovedgitarist for bandet Queen, ga ut en ny singel til minne om arrangementet. Men Ultima Thule er så langt borte at ingen visste med sikkerhet om oppdraget hadde fullført en vellykket flyby før nesten 10 timer hadde gått.
Under flybyen passerte New Horizons Ultima Thule i en avstand på ca. 3.540 km (9.300 km) nærmere enn den fløy av Pluto.
Etter flybyen ga NASA ut de første løste bildene av Ultima Thule, og avslørte at den 21 kilometer lange (33 kilometer) gjenstanden er sammensatt av to omtrent sfæriske fliker. Paret forbindes tett i nakken, der materiale skinner lysere enn langs resten av gjenstanden.
"Det er en snømann, hvis det er noe i det hele tatt," sa Stern da det første fargebildet ble utgitt.
Teamet bestemte seg for å kalle den største loben "Ultima" og den minste "Thule." Begge lobene virker røde, sannsynligvis på grunn av misfarging fra stråling i dypt rom, sier forskere. Paret startet mest sannsynlig som to separate objekter som gradvis kom sammen, og beveget seg mindre enn en kilometer i timen.
"Hvis du kolliderte med en annen bil i disse hastighetene, kan du ikke engang bry deg om å fylle ut forsikringsskjemaene," sa Jeff Moore, New Horizons-medetterforsker fra NASAs Ames Research Center i California, under flybyen.
Ultima Thule er en av en stor bestand av gjenstander som fyller Kuiper Belt. Etter hvert ble lignende materiale kombinert for å bygge opp måner og planeter. New Horizons bilder av KBO vil bidra til å gi innsikt i hvordan disse brikkene kom sammen for å forme solsystemet.
"Vi tror at det vi ser på det er kanskje det mest primitive objektet som ennå har blitt sett av noe romfartøy, og kan representere en klasse objekter som er de eldste og mest primitive objektene som kan sees hvor som helst i det nåværende solsystemet. , "Sa Moore.
Langt ut
Før New Horizons nådde sitt andre mål, var detaljer om Ultima Thule vanskelig å finne ut, selv gjennom objektivet til Hubble-romteleskopet. Den lille gjenstanden er mindre enn 1 prosent på størrelse med Pluto, og det var grunnen til at New Horizons nærbildeutseende var så viktig.
"Det er så mye som vi kan lære av observasjoner av nærfart romfartøyer som vi aldri vil lære av Jorden, som Pluto flyby demonstrerte så spektakulært," sa forskerens teammedlem John Spencer i en uttalelse.
"De detaljerte bildene og andre data som New Horizons kunne skaffe fra en KBO flyby vil revolusjonere vår forståelse av Kuiper Belt og KBOs."
New Horizons knipset sitt første bilde av Ultima Thule i august 2018, på det første forsøket, mens det fortsatt var mer enn 100 millioner miles (170 million km) unna. På det tidspunktet forble målet en av flere prikker blant et felt av stjerner.
Selv om romskipet stengte på Ultima Thule, var gjenstanden vanskelig å tyde, men et uvanlig signal antydet på sin bilobede form og rotasjonsvinkel. Selv i timene før den historiske begivenheten nektet Ultima Thule å gi mange av sine hemmeligheter. KBO forble uavklart, og fylte knapt bilder med to piksler. Når det gjelder den den gang forvirrende formen, kunne Spencer bare si: "Vi vet at den ikke er rund."
Først etter flybyen ble noen av mysteriene endelig løst. Det viste seg at KBO roterte omtrent som hendene på en klokke som vender mot romfartøyet, et mysterium som bare ble løst like før flybyen. Det nære møtet avslørte en omtrent 15 timers rotasjonsperiode.
New Horizons vil ta 20 måneder å sende dataene tilbake til Jorden. Forskere vil pore over disse dataene i årene som kommer for å lære så mye som mulig om Kuiper Belt.
Og det er sannsynlig at New Horizons ikke vil slutte å hente informasjon om Kuiper Belt på en god stund. Romfartøyet skal ha nok drivstoff til å besøke en annen KBO. I følge Stern vil New Horizons være i Kuiper Built til 2027 eller 2028.
"Det ville være dumt å ikke se etter et annet mål," sa Stern.
Tilleggsressurser:
- NASAs MU69-webside 2014
- NASAs oppdragsside for nye horisonter
- Prinsippetterforsker Alan Sterns misjonsblogg
