Nuevos horizontes en el enfoque de la primera exploración de un objeto del cinturón de Kuiper

Eche un vistazo detrás de escena mientras el equipo de New Horizons se prepara para el primer sobrevuelo histórico de un cuerpo en el remoto Cinturón de Kuiper, en esta primera serie de cuatro partes del investigador principal de la misión, Alan Stern.

La nave espacial New Horizons vuela por el Kuiper Belt Object 2014 MU 69, en la ilustración de este artista.
NASA / JHU-APL / SwRI / S. Gribben

Mientras escribo estas palabras, la nave espacial New Horizons de la NASA, que exploró el sistema de Plutón en 2015, está ahora a casi mil millones de millas más allá de Plutón y avanza hacia su próximo objetivo de sobrevuelo a una velocidad de más de 1 millón de kilómetros por día. El objetivo es el objeto del cinturón de Kuiper (KBO) 2014 MU 69, apodado Ultima Thule. Ese nombre, pronunciado "Ultima Tooly", en latín significa "más allá de las fronteras más lejanas" y fue elegido en un concurso de nombres públicos porque su significado representa lo que estamos haciendo: explorar el objeto más lejano (y probablemente el más primitivo) jamás visitado en el espacio .

Nuestro equipo descubrió Ultima (como generalmente llamo nuestro objetivo) en 2014, utilizando el telescopio espacial Hubble. La órbita de Ultima, que es casi circular y se encuentra a una distancia de 44 au (6.600 millones de kilómetros) del Sol, se encuentra en una región especial del Cinturón de Kuiper llamada cinturón clásico frío. Mientras que la mayoría de los objetos en el Cinturón de Kuiper se formaron entre los planetas gigantes y luego se movieron hacia afuera a sus órbitas actuales, los cuerpos en la región clásica fría realmente se formaron en su ubicación actual. Como tal, sus miembros, como Ultima, representan una valiosa muestra de roca madre de la antigua nebulosa solar exterior.

Con un diámetro de solo 25 o 30 kilómetros (16 o 19 millas), Ultima es un orden de magnitud más grande y aproximadamente 1, 000 veces más masivo que los cometas típicos del Cinturón de Kuiper. Como tal, podría revelar aspectos importantes del proceso de construcción del planeta al mostrarnos el siguiente paso en la escala de acumulación que construyó KBO aún más grandes y planetas pequeños como Plutón.

Cuando la NASA solicitó propuestas para explorar el sistema de Plutón en 2001, cada equipo proponente debía demostrar que sus naves espaciales e instrumentos también podían explorar un objeto del Cinturón de Kuiper después de investigar a Plutón.

Ahora estamos llevando a cabo esa parte de la misión. Y a medida que lo hagamos, escribiré una serie de blogs para Sky & Telescope, ofreciéndote un asiento de primera fila desde aquí en la silla del investigador principal, detrás de escena. En este primer blog, quiero resumir lo que está sucediendo ahora a medida que comenzamos a presionar a Ultima.

Una imagen de navegación óptica de Ultima Thule realizada mediante la combinación de 20 imágenes del New Horizons Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) adquirido el 24 de septiembre y luego restando el campo estelar de fondo, un paso crítico para aislar Ultima entre las estrellas.
NASA / JHU-APL / SwRI / KinetX

A bordo de la nave espacial, que todavía está a decenas de millones de kilómetros de su aproximación más cercana a Ultima establecida para el 1 de enero de 2019, las actividades principales son dos veces. Primero, la nave espacial está utilizando su generador de imágenes telescópicas más sensible, llamado LORRI (por sus siglas en inglés, Long Range Reconnaissance Imager), para obtener imágenes de nuestro objetivo débil en la distancia contra los campos estelares de Sagitario, donde aparece Ultima en el cielo. Nuestro equipo de navegación utiliza estas imágenes de navegación óptica (u OpNav), que se envían de regreso a la Tierra cada semana, para refinar nuestro conocimiento de la órbita de Ultima y, a partir de eso, calcular las maniobras de corrección de trayectoria para enfocar nuestro objetivo. Hacemos eso porque las matemáticas del sobrevuelo requieren que lleguemos a unas pocas decenas de kilómetros de nuestro punto objetivo y a unos cientos de segundos del tiempo de llegada planeado para que las muchas observaciones de mapeo tengan éxito.

Los miembros de nuestro equipo científico también están utilizando las imágenes de OpNav para buscar lunas o anillos alrededor de Ultima que puedan representar un peligro para nuestra nave espacial. Si detectamos tal peligro, tendremos que quemar los motores para volver a disparar a una distancia de vuelo más segura, más allá del punto de objetivo nominal de 3.500 kilómetros en el que esperamos llegar. Hasta ahora, no se han encontrado tales peligros, pero a medida que nos acercamos cada semana, LORRI puede detectar anillos más débiles y satélites más pequeños.

La otra actividad principal de la nave espacial que tiene lugar ahora es el uso de nuestros dos sensores de radiación de partículas cargadas y nuestro detector de polvo para caracterizar el entorno de radiación y polvo del Cinturón de Kuiper en el que orbita Ultima. Esta caracterización ambiental es importante para nuestra capacidad de comprender las sutiles formas en que el entorno del Cinturón de Kuiper ha moldeado la composición de la superficie, la reflectividad y otras características de Ultima, una vez que obtenemos imágenes de alta resolución y espectros de composición de nuestro objetivo.

Mientras tanto, en la Tierra, nuestro equipo terrestre, que consiste en controladores de vuelo, ingenieros y científicos, está dando los últimos toques a la secuencia de sobrevuelo que instruirá a New Horizons para el período crítico de nueve días, cuando se acerque Ultima. crecer desde un punto en la distancia a un mundo que exploraremos. En qué consiste esa exploración será el tema de mi próximo blog. ¡Manténganse al tanto!

Una línea de tiempo de las operaciones de New Horizons antes y justo después del encuentro de Año Nuevo 2019 con el objeto Kuiper Belt 2014 MU 69 .
NASA / JHU-APL / SWRI