De orbiter kan nadat deze Pluto heeft bestudeerd, namelijk doorreizen naar een ander Kuipergordelobject.

Dat is één van de belangrijkste conclusies uit een nieuw onderzoek van het Southwest Research Institute. Tijdens dit onderzoek keken wetenschappers of het mogelijk is om een ruimtevaartuig in een baan rond Pluto te manoeuvreren en wat zo’n orbiter allemaal kon onderzoeken. Ook werd er gekeken of het wellicht mogelijk was om de orbiter weer aan de zwaartekracht van Pluto en zijn manen te laten ontsnappen, zodat deze dieper de Kuipergordel in kan reizen en meerdere Kuipergordelobjecten kan bestuderen.

Alles in één missie
De resultaten zijn volgens onderzoeker Alan Sterk “baanbrekend”. “Eerder dacht NASA en de planetaire wetenschapsgemeenschap dat de volgende stap in het verkennen van de Kuipergordel een keuze vereiste: óf we gaan de diepte in door Pluto en zijn manen nader te bestuderen óf we bekijken het breder en bestuderen meerdere kleinere Kuipergordelobjecten en een andere dwergplaneet zodat we deze met Pluto kunnen vergelijken. De planetaire wetenschapsgemeenschap discussieerde al over wat de beste keuze zou zijn. Maar onze onderzoeken laten zien dat je het in één missie allebei kunt doen. Dat verandert alles.”

New Horizons
Er is natuurlijk al eens een missie naar Pluto georganiseerd: in 2015 scheerde ruimtesonde New Horizons langs de dwergplaneet. Het leverde een schat aan informatie op, maar er bleven ook veel vragen. Want tijdens een scheervlucht is de tijd om informatie te verzamelen, beperkt. Dat ervoor gekozen is om New Horizons langs Pluto te laten scheren en deze niet in een baan rond de dwergplaneet te plaatsen, is goed te verklaren: NASA wilde nog minstens één ander Kuipergordelobject van dichtbij bekijken (New Horizons is momenteel onderweg naar Ultima Thule). En het is best lastig om een ruimtesonde eerst in een baan rond Pluto te laten draaien en vervolgens weer aan de zwaartekracht van dat systeem te laten ontsnappen. Aangenomen werd dat het een hoop brandstof zou kosten en dat kon men zich eigenlijk niet permitteren, want er is ook al behoorlijk wat brandstof nodig om überhaupt in de Kuipergordel te kunnen arriveren. Wat Stern en collega’s nu echter aantonen, is dat het heel goed mogelijk is om het Pluto-systeem na enige tijd zonder dat daar extra brandstof voor nodig is, weer te verlaten. De onderzoekers stellen voor om een toekomstige orbiter een scheervlucht langs Pluto’s maan Charon te laten maken. Het idee is dat de sonde dan door de zwaartekracht van de maan zodanig versneld wordt dat deze uit het Pluto-systeem wordt geslingerd.

Het onderzoek wijst uit dat het mogelijk is om verschillende aspecten van het Pluto-systeem te onderzoeken zonder dat daar veel brandstof voor verbruikt hoeft te worden. Men gebruikt gewoon de zwaartekracht van Charon om de baan van de orbiter iets te wijzigen. Afbeelding: Southwest Research Institute.

Onderzoek
In hun studie gaan de onderzoekers ook dieper in op wat een ruimtevaartuig allemaal zou kunnen doen wanneer het zich in een baan rond Pluto nestelt. Zo zou de baan van de orbiter tijdens de missie – wederom met behulp van Charon – herhaaldelijk veranderd kunnen worden. Zo kan de orbiter bijvoorbeeld het gebied rond de evenaar van Pluto bestuderen, maar ook de poolgebieden. Daarnaast zou deze verschillende scheervluchten langs elk van Pluto’s manen kunnen maken en zelfs een duik kunnen nemen in de atmosfeer van Pluto.

Gouden standaard
“Nu ons team heeft aangetoond dat we niet hoeven te kiezen tussen een Pluto-orbiter of scheervluchten langs andere Kuipergordelojecten, maar beiden kunnen doen, is dit wat mij betreft de gouden standaard voor toekomstige verkenning van Pluto en de Kuipergordel,” aldus Stern. Dat er op termijn weer een missie naar Pluto en de Kuipergordel georganiseerd gaat worden, lijkt buiten kijf te staan. We weten namelijk nog zeer weinig over de Kuipergordel en New Horizons heeft wel laten zien dat het gebied veel spannender is dan we dachten. Zo bleken zowel Pluto als zijn manen vrij complexe werelden te zijn. En waarom zou dat voor andere Kuipergordelobjecten anders zijn?

Gelijktijdig met het onderzoek van Stern is er een tweede paper verschenen waarin missies naar de 45 grootste Kuipergordelobjecten en dwergplaneten onderzocht worden. Het gaat dan om missies die zich tussen 2025 en 2040 zouden kunnen ontvouwen. In het paper is te lezen dat we bijvoorbeeld – met een beetje hulp van de zwaartekracht van Jupiter en Neptunus binnen 25 jaar een sonde naar de dwergplaneten Eris en Sedna zouden kunnen sturen. En ook Makemake lijkt – met hulp van de zwaartekracht van Jupiter en Saturnus – met een beetje geduld binnen bereik. Waar wachten we nog op?