Pluuto uued horisondid
Tõnu Tuvikene

Möödunud sajandi kuuekümnendate aastate lõpul küpses NASA reaktiivliikumise laboratooriumis (JPL) mõte saata automaatjaamad mööda kõigist Marsist kaugemal olevatest planeetidest, alates Jupiterist ja lõpetades Pluutoga. Ära taheti kasutada haruldane, vaid iga 176 aasta tagant korduv olukord, kui need planeedid on enam-vähem ühel joonel, nii et möödalend ühest kiirendaks järgmise juurde jõudmist.

Sellegipoolest oleks see teekond võtnud ikkagi aega 12 aastat. Pärast inimese edukat lennutamist Kuule aga kärbiti NASA eelarvet järsult ja ära tuli jätta ka see "Grand Touri" (suur retk) nime saanud projekt. Selle asemel startisid 1977. aastal automaatjaamad Voyager 1 ja 2, millest esimene möödus Jupiterist ja Saturnist, teine neile lisaks veel Uraanist (1986) ja Neptuunist (1989), Pluuto aga jäigi uurimata. Kui USA postiamet andis 1991. aastal välja planeetide uurimisele pühendatud margiseeria, siis ilutseski Pluutot kujutaval margil tekst “Planeet, mida ei ole veel [automaatjaamade poolt] uuritud”.
Selleks ajaks oli aga juba kõikuma löönud Pluuto au kanda päikesesüsteemi üheksanda planeedi nime.

Kas Pluuto on planeet?

Astronoomid, kes olid hoolikalt jälginud Uraani liikumist, leidsid, et seda häirib mingi senitundmatu taevakeha.
Häirituste põhjal arvutasid Inglise astronoom John C. Adams ja Prantsuse astronoom Urbain J. Le Verrier üksteisest sõltumatult välja selle orbiidi ja umbkaudse asukoha taevavõlvil. Kasutades U. J. Le Verrier’ tulemusi, leidiski Saksa astronoom Johann Galle 1846. aastal uue planeedi üles. Vastavastatud planeet sai Rooma merejumala järgi nimeks Neptuun.
Selle ja Uraani liikumise edasine jälgimine näitas aga, et seal peaks olema veel üks planeet. Kõige tõsisemalt tegeles selle otsimisega Ameerika astronoom Percival Lowell, kes oli tuntust kogunud Marsi ja eriti selle müstiliste “kanalite” uurimisega, milleks ta oli koguni asutanud Arizona osariiki eraobservatooriumi. Kuid pärast P. Lowelli surma 1916. aastal jäi uue planeedi otsimine hulgaks ajaks unarusse.
Pluuto avastas 1930. aasta algul Percival Lowelli poolt ettearvutatud koha lähedusest tollal vaid 24aastane Clyde Tombaugh, kes töötas Lowelli observatooriumis (USA).
Õige varsti sai aga selgeks, et Pluuto on palju väiksem kui arvatud ja ei saa tekitada selliseid häireid teiste planeetide liikumises, millel põhinesid Lowelli arvutused. See sai lõpliku kinnituse 1978. aastal, kui Pluutol avastati kaaslane Charon. Kaaslase olemasolu annab võimaluse planeedi massi täpsemalt määrata ja nii selguski, et Pluuto mass on isegi Kuu omast väiksem, moodustades viimasest vaid ühe kuuendiku! Selge, et avastamisel üheksanda planeedina väljakuulutatud taevakeha tegelikult seda tiitlit ei vääri.
Pärast Voyager 2 möödalendu sai selgeks, et ka Neptuuni tegelik mass erineb varem arvatust ning selliseid häireid, mida P. Lowell kasutas uue planeedi asukoha leidmiseks, polegi tegelikult olemas ja avastus ise oli seega täiesti juhuslik! Aga millega on siis tegemist?

Kuiperi vöö
Vastus peitus hollandi päritolu Ameerika astronoomi Gerard Kuiperi poolt juba 1951. aastal esitatud hüpoteesis, et Neptuunist kaugemal paikneb suhteliselt väikeste taevakehade vöö, millest pärinevad lühiperioodilised (sellised, millel kulub tiiru tegemiseks ümber Päikese vähem kui 200 aastat) komeedid. See Kuiperi vööks kutsutav moodustis jäi hüpoteetiliseks kuni 1992. aastani, kui sealkandis avastati teine taevakeha Pluuto järel. Ajapikku leiti neid veelgi juurde ja sai järjest selgemaks, et Pluuto on vaid üks paljudest Kuiperi vöö objektidest. Mõned neist taevakehadest olid küll üsna suured (nende läbimõõt ületas tuhat kilomeetrit), kuid esialgu oli Pluuto oma 2390 km diameetriga siiski suurim objekt Kuiperi vöös ja võis õigustada vähemalt sellega oma planeedi staatust. Kuid mitte enam praegu.
Eelmise aasta juuli lõpus teatas edukaim Neptuuni-taguste taevakehade avastaja, Ameerika astronoom Michael Brown (California tehnoloogiainstituut), et tema töörühmal on õnnestunud leida sealt Pluutost suurem objekt. Kuigi selle, artikli kirjutamise ajal veel nimetu taevakeha täpne läbimõõt pole teada, saab juba öelda, et ta on kindlalt suurem kui Pluuto ja tema diameeter võib küündida isegi 3000 kilomeetrini! Muidugi kerkis kohe üles küsimus, et kui Pluutot kutsutakse, küll patuga pooleks, planeediks, kas ei peaks siis sama tiitliga austama ka sellest suuremat taevakeha? Antud küsimuses saab otsuse teha aga vaid Rahvusvaheline Astronoomialiit, mis juba paar aastat tagasi moodustas planeedi mõiste määratlemiseks vastava komisjoni, mis polnud 2005. aasta lõpuks küll veel oma tööd valmis saanud.

Tulevikuplaanid
Õigupoolest pole seda definitsiooni vaja mitte niivõrd astronoomidele enestele kui laiemale üldsusele. Neptuunist kaugemal olevad objektid, sealhulgas Pluuto kui nende tuntuim esindaja, pakuvad päikesesüsteemi uurijatele suurt huvi sõltumata sellest, kas nad kannavad planeedi nime või mitte. Ja last but not least – ametlikult pole keegi Pluutolt planeedistaatust ära võtnudki, seni on piirdutud vaid ähvardustega.
Esimese katse Pluuto uurimiseks automaatjaamaga pärast Grand Tour'ist loobumist tegi NASA üheksakümnendatel aastatel. Esialgu "Pluto Fast Flyby" (kiire möödalend Pluutost) nime kandnud projekt nimetati õige ruttu ümber "Pluto Kuiper Expressiks" ja kavva võeti möödalend peale Pluuto ka mõnest teisest Kuiperi vöö objektist. "Pluto Kuiper Express" oleks startinud detsembris 2004 ning jõudnud Pluutoni detsembris 2012, tehes kiiruse kogumiseks 2006. aastal möödalennu Jupiterist. Kahjuks ei suudetud projektile eraldatud rahaga välja tulla ja aastal 2000 otsustati sellega tegelemine lõpetada.

Pikk tee Pluutoni
Pluuto oli Päikesele kõige lähemal 1989. aastal ja kaugeneb nüüd kiiresti, sest Pluuto orbiit on hästi piklik. Seetõttu võib tema hõre atmosfäär ära külmuda ning lumena planeedi pinnale langeda. Arvatakse, et see võib juhtuda pärast 2020. aastat ja seega tuleb püüda seal varem ära käia. Kui see aga ei õnnestu, siis tuleb uut võimalust oodata ligi 250 aastat, sest niipalju kulub Pluutol täistiiru tegemiseks ümber Päikese.
NASA ise ei pidanud Pluuto atmosfääri uurimist eriti oluliseks ja ei kavatsenud automaatjaama väljasaatmisega kiirustada, eelistades sellele hoopis Jupiteri kaaslase Europa uurimist, kuid Pluuto-lennust huvitatutel õnnestus enda poole võita USA Kongressi poolehoid. See eraldaski selleks raha ja NASA-l ei jäänud muud üle, kui asi jälle käsile võtta. Parima ja mis peaasi, odavaima lahenduse leidmiseks korraldati konkurss, mille võitis Southwest Research Institute’i ja Johns Hopkinsi ülikooli ühisprojekt. Kuigi koos kütusega kaalub nende automaatjaam New Horizons (uued horisondid) vaid 465 kg, on selle pardal seitse teaduslikku aparaati, sealhulgas kaamera (õigemini teleskoop) külastatavate taevakehade pildistamiseks, infrapunaspektromeeter nende keemilise koostise kaardistamiseks ja ultraviolettspektromeeter neid ümbritsevate gaaside uurimiseks. Peale selle on automaatjaamas veel aparaadid laetud osakeste analüüsimiseks ning seade tolmuosakestega kokkupõrgete registreerimiseks, mille on ehitanud Colorado ülikooli üliõpilased.
Nagu ikka Marsist edasi suunduvatel automaatjaamadel, annavad ka New Horizonsile energiat termoeletrilised radionukliidgeneraatorid (Radioisotope Thermoelectric Generators – RTG), sest päikesepatareid on nii kaugel ebaefektiivsed. Need generaatorid muundavad termoelektriliste pooljuhtelementide abil elektriks soojuse, mis tekib radioaktiivsete plutooniumi isotoopide (põhiliselt plutoonium 238) lagunemisel. Aja jooksul nende võimsus langeb, olles Pluuto juures umbes 200 W. Viimati kasutati neid praegu Saturni uurival Cassinil. Seetõttu sõdisid selle stardi vastu keskkonnakaitsjad, kes kartsid avarii korral kogu maakera radioaktiivset saastumist, kuigi reaalset ohtu ei olnud siis ega ole ka praegu (lähemalt räägitakse sellest TMi 2004. a juulinumbris). Maaga sidepidamiseks on New Horizonsil 2,1meetrise läbimõõduga paraboolantenn, mis, arvestades kuue miljardi kilomeetrist vahemaad, pole kindlasti liiga suur. Info edastamise kiirus langeb Pluuto juures tublisti alla saja baidi sekundis, nii et ühe pildi ülekandmiseks Maale kulub kuni 12 tundi!
New Horizonsi start on planeeritud 17. jaanuarile 2006, kuid aega on sellega ka kuni 14. veebruarini. Kui ka selleks ajaks valmis ei saada, võib stardi koguni 2007. aasta veebruarisse edasi lükata. Siiski pole väljasaatmisega venitamine hea, sest ainult selle ajavahemiku esimesel 23 päeval on võimalik kasutada lennu kiirendamiseks möödalendu Jupiterist. Sellisel juhul jõutakse Pluuto ja tema kaaslase Charonini 14. juulil 2015. Hilisemal ajal startimine tähendab otselendu Pluutoni ilma Jupiterilt hoogu juurde saamata ja seetõttu võtab kohalejõudmine mitu aastat kauem. Peale selle saab möödalendu kasutada umbes neli kuud kestvaks Jupiteri ja tema kaaslaste uurimiseks.
Lennuks ettevalmistuste käiku on seganud 2005. a orkaan Wilma, mille tegevuse tagajärjel vajas väljavahetamist üks New Horizonsi kosmosesse viiva kanderaketi Atlas V kiirendajatest.
Sõltumata lennuajast, algab Pluuto ja tema kaaslaste uurimine pool aastat enne kohalejõudmist ja kestab veel kaks nädalat pärast seda. Vähim vahemaa automaatjaama ja Pluuto vahel on 9600 km. See võib tunduda suur, kuid sellegipoolest suudab New Horizons saada sellest planeedist pilte lahutusvõimega kuni 25 m, mis on 20 000 korda parem Hubble’i kosmoseteleskoobi poolt tehtutest.
Pärast möödalendu Pluutost ja tema kaaslastest on kavas New Horizons suunata uurima veel mõnda objekti Kuiperi vöös. Konkreetset sihtmärki pole veel välja valitud, otsustamise teeb keeruliseks see, et suuremate kursimuutuste tegemiseks ei jätku rakettmootoritel kütust ja seega peab uuritav taevakeha lausa teele ette jääma. Aja jooksul väheneb ka vooluallikate võimsus ja nii peab uurimistööga ühele poole saama 5–10 aastaga pärast Pluutost möödumist.

Pluuto ja teiste Kuiperi vöö objektide põhjalikum uurimine on väga oluline kas või Päikesesüsteemi tekke ja arengu mõistmise seisukohast. Kahjuks on seda Maalt nende suure kauguse tõttu raske teha ja seega on kõik meie lootused neid taevakehi järgneval aastakümnel lähemalt tundma õppida seotud New Horizonsiga. Jääb vaid loota, et see tagasihoidlik automaatjaam meie ootusi ei peta ja kümme või isegi rohkem aastat kestvale kosmoselennule auga vastu peab.

Sarnased artiklid