New Horizons indsætter et globalt team for sjældent kig på næste flyby-mål

På nytårsdag 2019, mere end 4 milliarder miles hjemmefra, NASA's New Horizons-rumfartøj vil køre forbi et lille Kuiper-bælt-objekt kendt som 2014 MU69 – hvilket gør denne stenede rest af planetarisk formation til det fjerneste objekt, et rumfartøj nogensinde er stødt på.

Men i løbet af de næste seks uger, New Horizons-missionsteamet får en slags "MU69"-forhåndsvisning – og en chance for at samle nogle vigtige oplysninger om mødeplanlægning – med et sjældent blik på deres målobjekt fra Jorden.

Den 3. juni og så igen den 10. juli og 17. juli, MU69 vil okkultere – eller blokere lyset fra – tre forskellige stjerner, en på hver dato. For at observere den 3. juni "stjerneokkultation, "mere end 50 teammedlemmer og samarbejdspartnere udsendes langs projicerede udsigtsstier i Argentina og Sydafrika. De vil rette kameraudstyrede bærbare teleskoper på okkultationsstjernen og holde øje med ændringer i dens lys, der kan fortælle dem meget om selve MU69.

"Vores primære mål er at afgøre, om der er farer i nærheden af ​​MU69 – ringe, støv eller endda satellitter – der kan påvirke vores flyveplanlægning, " sagde New Horizons hovedefterforsker Alan Stern, fra Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado. "Men vi forventer også at lære mere om dens kredsløb og muligvis bestemme dens størrelse og form. Alt dette vil hjælpe med at nære vores flybyplanlægningsindsats."

Hvad kigger de på?

I enkleste vendinger, en astronomisk okkultation er, når noget bevæger sig foran, eller okkulte, noget andet. "Når månen passerer foran solen, og vi har en solformørkelse, det er en slags okkultation, " sagde Joel Parker, en New Horizons co-investigator fra SwRI. "Hvis du er på vej til en formørkelse, det betyder, at du er på banen for den skygge på Jorden, der er skabt af månen, der passerer mellem os og solen. Hvis du står på det rigtige sted på det rigtige tidspunkt, solformørkelsen kan vare op til et par minutter."

Holdet vil ikke have en sådan luksus med MU69-okkultationerne. Marc Buie, New Horizons medforsker fra SwRI, som leder okkultationsobservationerne, sagde, at fordi MU69 er så lille - menes at være omkring 25 miles (40 kilometer) på tværs - bør okkultationerne kun vare omkring to sekunder. Men forskerne kan lære meget af selv det, og observationer fra flere teleskoper, der ser forskellige dele af skyggen, kan afsløre information om et objekts form såvel som dets lysstyrke.

En rumudfordring

Missionsholdet har 22 nye, bærbare 16-tommer (40-centimeter) teleskoper klar, sammen med tre andre bærbare computere og over to dusin teleskoper med fast base, der vil blive placeret langs okkultationsstien gennem Argentina og Sydafrika. Men det var en udfordring at beslutte præcis, hvor de skulle placeres. Dette særlige Kuiperbæltsobjekt blev opdaget for blot tre år siden, så dens bane er stadig stort set ukendt. Uden en præcis fixering af objektets position – eller på den nøjagtige vej, dens smalle skygge kan tage hen over Jorden – holder holdet afstand mellem teleskopholdene langs "palehegnslinjer, " en hver 6 til 18 miles (10 eller 25 kilometer), at øge oddsene for, at mindst et eller flere af de bærbare teleskoper fanger begivenhedens centrum og hjælper med at bestemme størrelsen på MU69.

De andre teleskoper vil give flere sonder for affald, der kan være en fare for det hurtigt bevægende New Horizons-rumfartøj, når det flyver forbi MU69 ved omkring 35-tiden. 000 miles i timen (56, 000 kilometer i timen), den 1. januar, 2019.

"Deployering på to forskellige kontinenter maksimerer også vores chancer for godt vejr, " sagde New Horizons viceprojektforsker Cathy Olkin, fra SwRI. "Skyggen forventes at gå på tværs af begge steder, og vi vil have observatører på begge steder, fordi vi ikke ønsker, at et enormt stormsystem kommer igennem og skyer os ud – begivenheden er for vigtig og for flygtig til at gå glip af."

Holdet får hjælp fra oven til okkultationen den 10. juli, tilføjer det kraftige 100-tommer (2,5 meter) teleskop på NASAs luftbårne Stratosfæriske Observatorium for Infrarød Astronomi (SOFIA). Tilmelder SOFIA, med sit udsigtspunkt over skyerne, tager dårligt vejr faktoren ud af billedet. Flyet skulle også være i stand til at forbedre sine målinger ved at manøvrere ind i selve midten af ​​okkultationsskyggen.

Indsigt i mødeplanlægning

Alle oplysninger om MU69, samlet fra himlen eller på jorden, er velkommen. Carly Howett, stedfortrædende hovedefterforsker af New Horizons' Ralph-instrument, af SwRI, sagde, at der ved så lidt om MU69, at holdet planlægger observationer af et mål, det ikke helt forstår – og tiden til at lære mere om objektet er kort. "Vi var først i stand til at begynde at planlægge MU69-mødet, efter at vi fløj med Pluto i 2015, sagde hun. Det giver os to år, i stedet for næsten syv år skulle vi planlægge Pluto-mødet. Så det er en meget anderledes og på mange måder, mere udfordrende forbiflyvning at planlægge."

Hvis vejret samarbejder og forudsagt målretning viser sig på sporet, de kommende okkultationsobservationer kunne give de første præcise størrelses- og reflektionsmålinger af MU69. Disse figurer vil være nøglen til at planlægge selve forbiflyvningen – at kende størrelsen af ​​objektet og reflektionsevnen af ​​dets overflade, for eksempel, hjælper holdet med at indstille eksponeringstider på rumfartøjets kameraer og spektrometre.

"Rumfartøjer forbiflyvninger er uforsonlige, " sagde Stern. "Der er ingen anden chance. De kommende okkultationer er en værdifuld mulighed for at lære noget om MU69 før vores møde, og hjælpe os med at planlægge en meget unik forbiflyvning af et videnskabeligt vigtigt levn fra solsystemets dannelsesæra."