แนวคิดของศิลปินแสดงยานอวกาศนิวฮอริซอนส์ในระหว่างการเผชิญหน้ากับพลูโตและดวงจันทร์ชารอน เครดิต: JHUAPL / SwRI
เนื่องจากยานอวกาศนิวฮอริซอนส์ออกจากโลกกลับมาในปี 2549 มีบางสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับระบบพลูโตในขณะนี้ซึ่งเราไม่เคยรู้มาก่อน ยกตัวอย่างเช่นมันถูกค้นพบพลูโตมีดวงจันทร์ขนาดเล็กอีกสองตัวคือ P4 และ P5 และอลันสเติร์นหัวหน้าผู้วิจัยนิวฮอริซอนส์กล่าวว่าพลูโตอาจมีระบบดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่จะค้นพบเมื่อยานอวกาศเข้าใกล้มากขึ้น นอกจากนี้ยังมีดาวหางอาจเป็นดาวเคราะห์แคระและวัตถุอื่น ๆ ในแถบแถบไคเปอร์ซึ่งดาวพลูโตโคจรอยู่
“ นั่นช่างน่าตื่นเต้น” สเติร์นกล่าว“ แต่นี่เป็นเรื่องผสม”
สเติร์นบอกนิตยสารอวกาศว่าในขณะที่ยานอวกาศอาจมาถึงดวงจันทร์ที่ยังไม่ถูกค้นพบหรือวัตถุแถบไคเปอร์และพวกเขาจะต้องเปลี่ยนเส้นทางปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือเศษเล็ก ๆ ซึ่งอาจมาจากผลกระทบต่อดวงจันทร์ขนาดเล็ก
“ เราสามารถมีขนาดของดวงจันทร์ P4 ได้ 100 ดวงและพวกมันจะไม่เป็นอันตรายอย่างมีนัยสำคัญ” สเติร์นกล่าวผ่านอีเมล “ อันตรายมาจากการดีดตัวออกมาจากดาวเทียมเหล่านี้เมื่อพวกมันถูกกระแทกเนื่องจากการดีดออกนั้นหนีแรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอของพวกมันและเข้าสู่วงโคจรรอบพลูโต”
ในการแถลงข่าวที่การประชุม American Astronomical Society ของแผนกดาราศาสตร์ดาวเคราะห์ Stern กล่าวว่าด้วยเศษซากทั้งหมดใน Kuiper Belt วัตถุจะได้รับผลกระทบอย่างแน่นอน “ หากความนิยมเกิดขึ้นกับดาวพลูโตและชารอนพวกมันมีแรงโน้มถ่วงเพียงพอที่อีเจ็คจะบินข้ามดาวเคราะห์และสร้างอุกกาบาตที่สอง แต่การตกกระทบของดวงจันทร์ขนาดเล็กทำให้เศษและเศษเล็กเศษน้อยลงในระบบพลูโต”
สเติร์นกล่าวว่าความเร็วในการตกกระทบจากดวงจันทร์เหล่านี้จะเทียบเท่ากับความเร็วของการโคจร นั่นหมายความว่าเศษขยะสามารถโคจรรอบความโน้มเอียงใด ๆ และอาจมีก้อนเมฆรอบ ๆ ระบบทำให้เกิดอันตรายต่อยานอวกาศ
สิ่งนี้ทำให้สเติร์นและทีมของเขากังวล
“ ยานอวกาศของฉันกำลังแล่นเร็วมากและแม้แต่การโจมตีจากสิ่งเล็ก ๆ อย่าง BB อาจถึงขั้นเสียชีวิต "เขากล่าว “ แทบจะไม่มีที่ใดที่ยานอวกาศจะถูกโจมตีได้และมันก็โอเค”
สเติร์นกล่าวว่าความรู้ในปัจจุบันเกี่ยวกับความหนาแน่นของเศษซากของระบบไม่สามารถพิสูจน์ยานอวกาศที่จะไม่ได้รับผลกระทบและพวกเขาจะไม่สามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมจนกว่าพวกเขาจะได้ใกล้ชิด
“ เรากำลังจะไปที่ใหม่และไม่มีหลักฐานโดยตรงของเศษซากที่อาจก่อให้เกิดอันตรายจากการกระแทก” เขากล่าว “ เราไม่รู้ว่าจะพบอะไรและเราอาจต้องเปลี่ยนหลักสูตรของเรา”
สเติร์นและทีมของเขากำลังมองหาแผนการทางเลือกและการพัฒนาพวกเขาในตอนนี้เป็นสิ่งสำคัญ
“ เมื่อเราวางแผนที่จะเผชิญหน้ากับภารกิจเช่นนี้มันต้องใช้เวลาหลายหมื่นชั่วโมงโดยผู้เชี่ยวชาญในการเรียงลำดับนั้นเข้าด้วยกันและทดสอบมัน” เขากล่าว “ เราต้องวางแผนพวกเขาตอนนี้เพื่อให้การวางแผนเสร็จสมบูรณ์ เราไม่สามารถดำเนินการให้เสร็จภายในสองสามเดือนหรือสัปดาห์ที่ผ่านมา”
แผนการที่ได้รับการพิจารณานั้นเรียกว่า SHBOT: วิถีการหลบภัยที่ปลอดภัย พวกเขามีวิถีการเคลื่อนที่ที่เป็นไปได้เก้าแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสิ่งที่พบเมื่อเข้าใกล้
ภาพหน้าจอจากการนำเสนอของ Stern แสดงวิถีกระสุน SHBOT ทั้งเก้า
ทีมยังใช้เครื่องมือที่มีอยู่ทุกอย่างรวมถึงการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเกี่ยวกับความเสถียรของเศษซากที่โคจรรอบพลูโต, กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดยักษ์, การตรวจสอบดวงดาวของดาวพลูโตในระบบดาวพลูโตและแม้แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
สเติร์นบอกนิตยสารอวกาศว่าพวกเขาใช้กล้องใน New Horizons เองทุกฤดูร้อนเมื่อพวกเขา "ตื่น" ยานอวกาศ “ LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) ได้เห็นพลูโตมาแล้วประมาณ 6 ปี!” เขากล่าวว่า“ แต่เราจะไม่ผ่านการลงมติ HST จนกว่าเราจะได้รับประมาณ 10 สัปดาห์ในเดือนเมษายน 2558 นั่นคือเมื่อเราพยายามอย่างหนักเพื่อค้นหาดวงจันทร์วงแหวนและอื่น ๆ อีกมากมาย”
พวกเขากำลังมองหาข้อดีและข้อเสียสำหรับแต่ละแผนเพื่อให้สามารถทดสอบและเป็น“ หลักฐานพิสูจน์” เช่นเดียวกับแผนเที่ยวบินปกติที่กำหนด
นอกเหนือจากการบันทึกยานอวกาศวิถีโคจรทางเลือกเหล่านี้ยังต้องรักษาภารกิจทางวิทยาศาสตร์ให้ได้มากที่สุด หลักสูตรสำรองส่วนใหญ่จะนำยานอวกาศออกไปจากระบบพลูโต แต่จริง ๆ แล้วนำมันเข้ามาใกล้กับ Charon มากขึ้นเนื่องจากเส้นทางอาจมีความชัดเจนมากขึ้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและการหักล้างของ Charon
ยานอวกาศจะเริ่มการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ในเดือนมกราคม 2558 ด้วยวิธีการที่ใกล้เคียงกับระบบที่กำหนดไว้ในวันที่ 14 กรกฎาคม 2558 (“ Bastille Day” Stern กล่าว“ เมื่อเราบุกประตูของระบบพลูโต!”)
ในช่วง 50 วันสุดท้ายของการเข้าใกล้เมื่อยานอวกาศกำลังถ่ายภาพและส่งพวกเขากลับสู่โลกเพื่อทำการวิเคราะห์ทีมอาจค้นพบบางสิ่งและต้องยิงเครื่องยนต์ยานอวกาศทำให้พวกเขาอยู่ในวิถีกระสุน SHBOT แต่โอกาสสุดท้ายในการเปลี่ยนหลักสูตรจริงคือ 10 วันก่อนพบ
“ หลังจากนั้นเราอยู่ใกล้เกินไปและเราจะหมดเชื้อเพลิงและไม่เสร็จสิ้นการซ้อมรบ” สเติร์นกล่าว
ดังนั้นในขณะที่ทีมห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ของดาวอังคารมี“ ความหวาดกลัวเจ็ดนาที” ในระหว่างการลงจอดที่เต็มไปด้วยอันตรายบนดาวอังคารสเติร์นกล่าวว่าพวกเขามีสิ่งที่คล้ายกัน “ เราไม่มีความหวาดกลัวเจ็ดนาที เรามีความสงสัยเจ็ดสัปดาห์”
