 |
 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
|
|
| | 1 |
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
| 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
| 30 | 31 | |
|
|
| |
|
|
| 15 กรกฏาคม 2549 |
|
|
 |
|
|
|
|
|
| |
|
 |
 |
 |
 |
|
|
|
|
|
| |
ดาวพลูโตและผองเพื่อน.....
ในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา การสำรวจอวกาศทั้งจากภาคพื้นดินและการส่งยานออกไป ได้เผยให้เห็นความลับของสมาชิกในระบบสุริยะ ไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์วงใน, ดาวเคราะห์วงนอก รวมถึงเทหวัตถุอื่นๆ ยานอวกาศจากโลกได้เดินทางสำรวจดาวเคราะห์เกือบทุกดวงในระบบ ยานมาริเนอร์ 10(Mariner 10) เป็นยานลำแรกที่ไปสำรวจดาวพุธ ขณะที่ดาวศุกร์ก็มียานหลายลำทั้งจากอเมริกาและรัสเซียไปสำรวจ ดาวอังคารเองขณะนี้ก็มียานมาร์ส โอดิสซี(Mars Odyssey) กับมาร์ส โกลบอล เซอร์เวเยอร์(Mars Global Surveyor) ของนาซ่า และ มาร์ส เอกเพรส(Mars Express) ขององค์กรอวกาศยุโรป(ESA) อยู่ในวงโคจรรอบดาวเคราะห์ ขณะที่บนพื้นผิวดาวเคราะห์แดงก็มียานโรเวอร์แฝด สปิริต(Spirit) และออพเพอทูนิตี้(Opportunity) สำรวจอยู่ และเร็วๆ นี้ นาซ่าก็จะส่งยานมาร์ส รีคอนเนสต์ซองค์ ออร์บิเตอร์(Mars Reconnaissance Orbiter) ไปโคจรรอบดาวอังคารซึ่งจะสำรวจโครงสร้างและองค์ประกอบของดาวเคราะห์ตั้งแต่ชั้นบรรยากาศจนถึงใต้พื้นผิว
ยานกาลิเลโอ(Galileo) ก็เพิ่งปิดฉากการสำรวจดาวพฤหัสไปอย่างสวยงามด้วยการทิ้งตัวลงสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ใหญ่ดวงนี้เมื่อปี 2003 ขณะที่จะมีโครงการสำรวจดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสในชื่อ Jupiter Icy Moons Orbiter หรือ JIMO ซึ่งตั้งเป้าสำรวจดวงจันทร์แกนิมีด(Ganymede), ยูโรปา(Europa) และคาลลิสโต(Callisto) โดยจะส่งออกสู่อวกาศในปี 2015 ดาวเสาร์เองขณะนี้ก็มียานแคสสินี(Cassini) ศึกษาระบบของดาวเคราะห์วงแหวนดวงนี้อยู่ โดยเมื่อต้นปีนี้ แคสสินีเพิ่งปล่อยยานดิ่งฮอยเกนส์(Huygens probe) ผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของดวงจันทร์ดวงใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์- ไททัน(Titan) สำหรับดาวเคราะห์ก๊าซอีกสองดวงที่เหลือคือ ยูเรนัส(Uranus) และเนปจูน(Neptune) ก็มียานอวกาศจากโลกคือยานวอยเอเจอร์ 2 (Voyager2) บินผ่านทำการสำรวจยูเรนัสในปี 1986 และเนปจูนในปี 1989 ก่อนที่วอยเอเจอร์ 2 จะเหวี่ยงตัวออกตามเส้นทางใต้ระนาบระบบสุริยะ ส่วนที่เลยจากเนปจูนออกไปทั้งพลูโต(Pluto) ดาวเคราะห์ดวงที่เก้าของระบบและอาณาบริเวณที่ไกลกว่านั้นยังคงเป็นปริศนาต่อไป
ภาพเขียนแสดงพลูโตเมื่อมองจากบนพื้นผิวคารอน
พลูโต การค้นพบพลูโตเริ่มต้นขึ้นเมื่อพบว่าวงโคจรของยูเรนัสและเนปจูนถูกรบกวนจากวัตถุปริศนาที่อยู่เลยวงโคจรของเนปจูนออกไป นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณและทำนายตำแหน่งของวัตถุปริศนานี้ไว้ล่วงหน้า และในปี 1929 ไคลด์ ทอมโบ(Clyde Tombaugh) นักดาราศาสตร์อเมริกันที่หอสังเกตการณ์โลเวลล์ได้เปรียบเทียบภาพที่ถ่ายในช่วงเดือนมกราคมและกุมภาพันธ์ และพบวัตถุเคลื่อนที่อยู่ห่างจากตำแหน่งที่ทำนายไว้ในกลุ่มดาวคนคู่(Gemini) เพียงไม่กี่องศาเท่านั้น วัตถุปริศนานี้ได้รับการตั้งชื่อว่า พลูโต(Pluto) ตามชื่อเทพเจ้าโลกใต้พิภพของชาวโรมัน อย่างไรก็ตาม ภายหลังพบว่าการรบกวนในวงโคจรของดาวเคราะห์สองดวงเป็นความผิดพลาดจากการสำรวจในช่วงก่อนหน้านั้น การค้นพบพลูโตจึงเป็นความบังเอิญโดยแท้
ต่อมาในเดือนมิถุนายน ปี 1978 เจมส์ คริสตี้(James Christy) และโรเบิร์ต แฮร์ริงตัน(Robert Harrington) นักดาราศาสตร์จากหอสังเกตการณ์กองทัพเรือพบว่าภาพถ่ายพลูโตมีความผิดปกติ กล่าวคือ ดิสก์ดาวเคราะห์ที่เห็นไม่กลมแต่กลับรี ดูเหมือนจะมีส่วนป่องยื่นออกมา เมื่อวิเคราะห์ภาพถ่ายในช่วงเวลาต่างๆ พบว่าส่วนป่องนั้นเคลื่อนที่ไปรอบๆพลูโต ครบรอบทุก 6.39 วัน ซึ่งเป็นคาบการหมุนรอบตัวของพลูโตด้วย ต่อมาจึงสรุปได้ว่าเป็นดวงจันทร์ที่มีวงโคจรพ้อง(synchronous) กับพลูโต และตั้งชื่อว่าคารอน(Charon) ตามชื่อคนแจวเรือที่นำวิญญาณข้ามแม่น้ำสติกซ์(Styx) สู่โลกใต้พิภพของพลูโต พร้อมกันนี้ยังยืนยันได้ว่าแกนการหมุนรอบตัวของพลูโตเอียงเกือบถึงระนาบการโคจรของมันเอง คล้ายกับที่เกิดในยูเรนัส โดยที่คารอนโคจรอยู่รอบศูนย์สูตรพลูโต
และเนื่องจากวงโคจรของพลูโตที่รี(eccentricity; 0.25) และมีระนาบการโคจรเอียง(inclination; 17 องศา)มากกว่าวงโคจรของดาวเคราะห์อื่นๆ ซึ่งหมายความว่าพลูโตจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด(perihelion) ที่ระยะ 29.7 AU(Astronomical Units; หน่วยดาราศาสตร์เป็นระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์มีค่าประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร) ซึ่งจะเป็นช่วงเวลาที่พลูโตเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าเนปจูน และจะอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุด(aphelion) ที่ระยะ 49.7 AU นอกจากนี้พลูโตยังมีบางส่วนของวงโคจรที่เคลื่อนที่อยู่เหนือและใต้ระนาบการโคจรโดยรวมของระบบสุริยะ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีวงโคจรที่ตัดกัน แต่ระยะห่างระหว่างเนปจูนและพลูโตไม่เคยน้อยกว่า 17 AU เนื่องจากเนปจูนควบคุมวงโคจรของพลูโตผ่านการเกิดกำทอนการโคจร (orbital resonance) 2:3 กล่าวคือเนปจูนจะบังคับไม่ให้พลูโตเข้ามาใกล้ โดยแรงโน้มถ่วงจากเนปจูนจะบังคับให้พลูโตโคจรไปครบสองรอบ(คาบการโคจรของพลูโต 248 ปี) ขณะเดียวกับที่เนปจูนเองก็โคจรครบสามรอบด้วย ในช่วงที่พลูโตเคลื่อนที่เข้ามาภายในวงโคจรเนปจูน เนปจูนจะอยู่ที่อีกฟากของวงโคจรเสมอ หรือไม่พลูโตก็จะอยู่เหนือหรือใต้ระนาบวงโคจรของเนปจูน
ตำแหน่งการเรียงตัวของพลูโตและคารอน
เมื่อมองจากโลกในช่วงปี 1982 จนถึง 1994
ภาพแสดงวงโคจรของเนปจูนและพลูโตในระหว่างปี 1979 จนถึง 1999
วงโคจรของพลูโตเมื่อมองจากด้านข้างระนาบระบบสุริยะ
ความรู้เกี่ยวกับพลูโต - คารอนยังมีอยู่จำกัดมาก เพราะแม้แต่ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล(Hubble Space Telescope) ก็ไม่ได้แสดงรายละเอียดใดมากนักนอกจากรายละเอียดส่วนสว่างและส่วนมืดบนพื้นผิวพลูโต องค์ความรู้เกือบทั้งหมดเกิดจากความโชคดีในช่วงปี 1979 จนถึงปี 1999 ซึ่งพลูโตเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าเนปจูน(อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในวันที่ 5 กันยายน 1989) ด้วยวงโคจรดังกล่าวพร้อมทั้งตำแหน่งการเรียงตัวของพลูโตที่หันศูนย์สูตรเข้าหาโลกทำให้เกิดคราสระหว่างพลูโตและคารอนช่วยให้สามารถศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพทั้งขนาดและมวลของระบบพลูโต คารอนได้
การค้นพบคารอนช่วยให้สามารถคำนวณมวลของพลูโตได้(แท้จริงแล้วเป็นการคำนวณมวลรวมของพลูโตและคารอน) เมื่อทราบระยะทางและคาบการโคจรของคารอนก็ใช้กฏข้อที่สามของเคปเลอร์ที่ปรับปรุงโดยนิวตันคำนวณมวลรวมของพลูโตและคารอนได้ที่ 0.0022 เท่ามวลโลก ซึ่งจะเป็นมวลของพลูโต 0.0020 เท่ามวลโลก และมวลคารอนเพียง 0.0002 เท่ามวลโลก และเมื่อจับเวลาการเกิดคราสระหว่างพลูโตและคารอนก็จะสามารถคำนวณเส้นผ่าศูนย์กลางของวัตถุทั้งสองได้ โดยพลูโตมีความกว้าง 2,300 กิโลเมตรขณะที่คารอนมีความกว้าง 1,200 กิโลเมตร แม้จะยังไม่ทราบว่าภายในของพลูโตเป็นเช่นไร แต่จากค่ามวลและเส้นผ่าศูนย์กลางก็สามารถคำนวณความหนาแน่นของพลูโตซึ่งอยู่ที่ 2,000 กิโลกรัมต่อตารางเมตร ความหนาแน่นที่สูงบอกว่าพลูโตไม่ได้ประกอบด้วยน้ำแข็งเพียงอย่างเดียว แต่ต้องมีวัสดุสารที่เป็นหินอยู่ด้วย แต่จากที่พื้นผิวมีการสะท้อนแสงที่สูงมาก ก็บอกว่าชั้นพื้นผิวพลูโตปกคลุมด้วยวัสดุสารที่เป็นน้ำแข็ง และด้วยระยะห่างระหว่างพลูโตและคารอนเพียง 19,600 กิโลเมตร(ประมาณหนึ่งในยี่สิบส่วนระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์) และขนาดที่ใกล้เคียงกัน ทำให้พลูโตและคารอนต่างก็อยู่ในวงโคจรพ้องกัน ต่างก็หันพื้นผิวฝั่งเดียวฝั่งเดิมเข้าหากัน เมื่อมองคารอนจากบนพื้นผิวพลูโตก็จะเห็นคารอนลอยอยู่ในตำแหน่งเดิมไม่เปลี่ยนแปลง นักดาราศาสตร์มีความคิดว่าพลูโตมีชั้นบรรยากาศซึ่งได้รับการยืนยันว่าเป็นจริงเมื่อพลูโตเคลื่อนที่เข้าบัง(occultation) ดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง ชั้นบรรยากาศที่เบาบางมากจะดูดซับแสงจากดาวฤกษ์ไว้ซึ่งสามารถตรวจจับการแปรผันเล็กน้อยนี้ได้จากโลก
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าระบบสุริยะสิ้นสุดที่พลูโต แต่จากการสำรวจดาวหางทั้งดาวหางคาบสั้น(short-period comets) และดาวหางคาบยาว(long-period comets) กลับพบลักษณะที่คล้ายกันในดาวหางแต่ละกลุ่ม กล่าวคือในกลุ่มดาวหางคาบสั้นมีระนาบการโคจรใกล้เคียงกับระนาบของระบบสุริยะ ขณะที่กลุ่มดาวหางคาบยาวกลับมีระนาบการโคจรที่มีความเอียงหลากหลายมากกว่า นักวิทยาศาสตร์จึงเสนอว่าน่าจะมีแหล่งของดาวหางอยู่ในตำแหน่งที่เลยวงโคจรของเนปจูนออกไปโดยดาวหางแต่ละกลุ่มก็มีที่มาจากบริเวณที่แตกต่างกัน ด้วยสมมติฐานนี้นักดาราศาสตร์จึงสรุปว่าดาวหางคาบสั้นมาจากแถบวัสดุสารดั่งเดิมที่อยู่ในระนาบโดยมีทรงกลมของวัสดุสารที่จะกลายเป็นดาวหางคาบยาวอยู่ถัดออกไป แนวความคิดเรื่องการมีแหล่งวัสดุสารซึ่งเคยได้รับการเสนอจากนักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงถูกใช้เพื่ออธิบายที่มาของดาวหางแต่ละกลุ่ม
แถบไคเปอร์(Kuiper Belt)
ภาพแสดงตำแหน่งของแถบไคเปอร์และเมฆออร์ตในหน่วย AU
หรือเรียกอีกชื่อว่าแถบเอจเวิร์ธ-ไคเปอร์(Edgeworth-Kuiper belt) ตามชื่อนักวิทยาศาสตร์เคนนาร์ด เอจเวิร์ธ(Kennath Edgeworth) และเจอราร์ด ไคเปอร์(Gerard Kuiper) ที่ต่างก็เสนอการมีอยู่ของแถบแบนในปี 1949 และ 1951 ตามลำดับ โดยทั้งสองมีแนวความคิดว่ามีแถบที่อยู่เลยวงโคจรของเนปจูนออกไป(จะเรียกวัตถุที่อยู่เลยวงโคจรของเนปจูนออกไปว่า Trans-Neptunian objects หรือ TNOs) ตามระนาบระบบสุริยะ เป็นที่รวมวัตถุก่อกำเนิดดาวเคราะห์(planetesimals) จำนวนมหาศาลซึ่งก่อตัวขึ้นจากเนบิวลากำเนิดดวงอาทิตย์ โดยที่วัตถุกำเนิดดาวเคราะห์เหล่านี้ไม่เคยรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ได้ แนวความคิดนี้สามารถใช้อธิบายกำเนิดของดาวหางคาบสั้น โดยแถบจะส่งวัตถุที่เป็นก้อนน้ำแข็งปนหินซึ่งจะมีความเอียงของวงโคจรใกล้เคียงกับระนาบการโคจรของระบบสุริยะ เข้ามาสู่ระบบสุริยะส่วนในและกลายเป็นดาวหาง และในปี 1992 นักวิทยาศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์เมานาคีในฮาวาย ได้พบวัตถุในแถบไคเปอร์(Kuiper Belt Objects-KBOs) ดวงแรกคือ 1992 QB1 ซึ่งมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบของพลูโต ตั้งแต่นั้นมาได้มีการค้นพบ KBOs อีกเกือบพันดวง โดยบางดวงมีขนาดใหญ่มากจนเกือบเท่าพลูโต
20000 วารูน่า(20000 Varuna) หรือ 2000 WR106 ถูกค้นพบเมื่อปลายปี 2000 มีขนาดประมาณสองในห้าส่วนของพลูโต วารูน่าใช้เวลา 285 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยวงโคจรที่รีเล็กน้อย มี perihelion และ aphelion ที่ 40.5 และ 45.7 AU ตามลำดับ ด้วยพื้นผิวที่มีค่าการสะท้อนแสง(albedo) ค่อนข้างมาก(ประมาณ 7%) นักดาราศาสตร์ประเมินขนาดของวารูน่าไว้ที่ 900 กิโลเมตร ทำให้วารูน่าครองตำแหน่งผู้ยิ่งใหญ่ในแถบไคเปอร์ก่อนจะพบวัตถุอื่น ค่าการสะท้อนแสงที่มากบ่งบอกว่าพื้นผิวบางส่วนของวารูน่าถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็ง
50000 ควาโออาร์(50000 Quaoar) หรือ 2002 LM60 ถูกพบเห็นครั้งแรกในภาพถ่ายเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2002 โดย แชด ทรูจิลโล(Chad Trujillo) และ ไมเคิล อี . บราวน์(Michael E.Brown) นักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย(Caltech) ควาโออาร์ได้ชื่อตามเทพผู้สร้างของเผ่า Tongva หรือ San Gabrelino ซึ่งเป็นชนเผ่าที่เคยอาศัยอยู่ทางใต้ของแคลิฟอร์เนียก่อนการมาถึงของนักสำรวจชาวสเปน ควาโออาร์มีแมกนิจูดประมาณ 18 โคจรรอบดวงอาทิตย์ครบรอบทุกๆ 228 ปี ที่ระยะทางเฉลี่ย 44.5 AU หรือ 6.7 พันล้านกิโลเมตร ด้วยพื้นผิวที่มีค่าการสะท้อนแสงมากถึง 12%(มาตรฐานทั่วไปสำหรับ KBOs อยู่ที่ประมาณ 4%) ทำให้ประเมินขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางได้ประมาณ 1,255 ± 190 กิโลเมตร ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับ
คารอน(มีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของพลูโต) ควาโออาร์กลายเป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมาในแถบไคเปอร์แทนที่วารูน่าชั่วคราวก่อนที่จะค้นพบออร์คัส แม้ว่าควาโออาร์จะมีวงโคจรที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากกว่าพลูโต แต่เนื่องจากวงโคจรที่รีของพลูโตทำให้มีบางส่วนไปคาบเกี่ยวกับวงโคจรของควาโออาร์
90482 ออร์คัส(90482 Orcus) หรือ 2004 DW ถูกค้นพบในภาพที่ถ่ายในคืนวันที่ 17 กุมภาพันธ์ 2004 โดยนักดาราศาสตร์ที่ค้นพบควาโออาร์ จากความสว่างของวัตถุ, ระยะทางและการสะท้อนแสงที่คล้ายคลึงกับควาโออาร์ นักวิจัยประเมินขนาดกว้างไว้ที่ประมาณ 1,600 กิโลเมตร แต่ถ้าวัตถุมีค่าการสะท้อนแสงน้อยกว่า 9% มันก็อาจจะมีขนาดใหญ่จนใกล้เคียงกับพลูโตได้ ออร์คัสโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ระยะทางระหว่าง 30.9 AU จนถึง 48.1 AU(เฉลี่ย 39.5 AU)และมีความเอียง 20.6 องศาจากระนาบ มันใช้เวลา 248 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์หนึ่งรอบ และผ่านจุดที่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดเมื่อปี 1989 ขณะนี้ออร์คัสกำลังเคลื่อนที่เข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น และจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในปี 2113 ด้วยลักษณะการโคจรที่คล้ายพลูโตซึ่งอยู่ในกำทอนการโคจรกับเนปจูนด้วยอัตราส่วน 2:3 ทำให้สามารถจัด ออร์คัสไว้ในวัตถุน้ำแข็งที่เรียกว่า พลูติโน(plutino)
90377 เซดน่า(90377 Sedna) หรือ 2003 VB12 เซดน่าได้ชื่อตามเทพีแห่งทะเลของชาวอินุอิต ค้นพบในภาพที่ถ่ายเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน 2003 โดยนักดาราศาสตร์ที่ค้นพบควาโออาร์และออร์คัส เซดน่ามีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1,700 กิโลเมตร(ประมาณสามในสี่ของพลูโต) วงโคจรเอียงจากระนาบเพียง 12 องศา น้อยกว่าพลูโต แต่ด้วยวงโคจรที่รีมากทำให้เซดน่าเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดที่ระยะ 76 AU ในขณะที่ระยะไกลที่สุดถึง 900 AU มันใช้เวลา 10,500 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ อุณหภูมิพื้นผิวบนเซดน่าอาจจะต่ำถึง 240 องศาเซลเซียส ซึ่งจะกลายเป็นสถานที่ที่เย็นที่สุดในระบบสุริยะของเรา และที่ระยะห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด มันอาจจะเย็นถึง 253 องศาเซลเซียส
เซดน่าได้สร้างคำถามหลายข้อให้กับวงการดาราศาสตร์ ตั้งแต่กำเนิดจนถึงเหตุผลที่เซดน่ามีวงโคจรที่รีมาก และเหตุผลที่ดาวเคราะห์น้อยดวงนี้แดงอย่างผิดปกติ รวมทั้งการจำแนกว่ามันควรเป็น KBOs หรือเป็นวัตถุในเมฆออร์ต หรืออาจจะเป็นวัตถุจากระบบดาวฤกษ์อื่น
ภาพวัตถุในแถบไคเปอร์ดวงแรก(QB1)โดย David Jewitt
ภาพวาดแสดงวัตถุในแถบไคเปอร์ควาโออาร์
ภาพวาดของเซดน่า
ภาพเปรียบเทียบขนาดระหว่างพลูโต, ควาโออาร์, เซดน่า, ดวงจันทร์ และโลก
ภาพเปรียบเทียบขนาดของวัตถุประเภท TNOs
ภาพแสดงวงโคจรที่รีมากของเซดน่ารอบดวงอาทิตย์
เมฆออร์ต(Oort cloud)
เป็นทรงกลมที่ล้อมรอบระบบดาวเคราะห์ทั้งหมดไว้และอยู่ถัดจากแถบไคเปอร์ออกไป ซึ่งอาจแผ่กระจายกินระยะทางถึงเกือบครึ่งทางสู่ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด เมฆออร์ตถูกเสนอโดย ยาน ออร์ต(Jan Oort) ในปี 1950 เพื่ออธิบายที่มาของดาวหางคาบยาวที่มีวงโคจรที่หลากหลายรวมทั้งคุณลักษณะอื่นๆด้วย โดยเมฆออร์ตอาจจะถูกรบกวนจากดาวฤกษ์อื่นหรือจากการผ่านเข้าใกล้เมฆโมเลกุล(molecular cloud; กลุ่มก๊าซไฮโดรเจนโมเลกุลซึ่งจะให้กำเนิดดาวฤกษ์ในเวลาต่อมา) ขนาดใหญ่ในกาแลคซี และรบกวนวงโคจรของวัตถุในเมฆ พร้อมกับส่งมันเข้ามาในระบบสุริยะส่วนในและกลายเป็นดาวหาง อย่างไรก็ตามยังคงไม่มีข้อพิสูจน์ถึงการมีอยู่ของเมฆออร์ต
ภาพแสดงลักษณะทรงกลมของเมฆออร์ต
พลูโตมีลักษณะทางกายภาพหลายอย่างที่คล้ายคลึงกับดวงจันทร์น้ำแข็งไทรตัน(Triton) ของเนปจูน รวมทั้งดวงจันทร์ฟีบี(Phoebe) ของดาวพฤหัสด้วย ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดวงจันทร์ทั้งสองเป็นดวงจันทร์ที่ถูกจับไว้โดยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ เนื่องจากสภาพที่พวกมันมีองค์ประกอบและสารเคมีบนพื้นผิวแตกต่างจากดวงจันทร์น้ำแข็งอื่นๆในระบบของพวกมัน แต่กลับคล้ายคลึงกับ KBOs อีกทั้งวงโคจรที่สวนทางกับการหมุนรอบตัวของดาวเคราะห์แม่(retrograde) นักวิทยาศาสตร์จึงคาดว่าไทรตันและฟีบีน่าจะเป็น KBOs ที่ถูกจับไว้ในช่วงขณะที่ดาวเคราะห์เพิ่งก่อตัวสำเร็จ ขณะที่แบบจำลองว่าด้วยการก่อตัวระบบสุริยะในปัจจุบันไม่สามารถอธิบายการก่อตัวของพลูโตได้ และด้วยคุณสมบัติที่คล้ายคลึงระหว่างระบบพลูโตกับ KBOs ทำให้นักวิทยาศาสตร์และหน่วยงานบางแห่งจัดให้พลูโตพ้นจากสถานภาพดาวเคราะห์ โดยอาจจะเป็นดาวเคราะห์น้อยกลุ่ม KBOs ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่พบ
ด้วยตระหนักในความสำคัญของบริเวณขอบนอกของระบบสุริยะ นักวิทยาศาสตร์จึงขอให้นาซ่าทำโครงการสำรวจพลูโตมากว่าสิบปีแล้ว องค์กรอวกาศได้ศึกษาปฏิบัติการที่มีขนาดตั้งแต่เท่าเรือบดที่บรรทุกอุปกรณ์เต็มอัตราคล้ายกับยานแคสสินีที่ไปศึกษาดาวเสาร์ จนถึงยานขนาดเล็กเท่าแมวที่มีเพียงกล้องติดไปเท่านั้น ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 นาซ่าได้ก่อตั้งโครงการขนาดปานกลางที่เรียกว่า Pluto Kuiper Express(PKE) ที่ดำเนินการโดยห้องทดลองไอพ่นขับดัน (JPL) ในพาซาดีน่า แคลิฟอร์เนีย แต่เนื่องจากค่าใช้จ่ายของโครงการได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึงแปดร้อยล้านเหรียญสหรัฐซึ่งมากกว่าที่นาซ่าต้องการ องค์กรจึงยกเลิก PKE ในปี 2000 แต่การยกเลิกโครงการไม่ได้จบลงง่ายๆ เมื่อนักวิทยาศาสตร์, องค์กรและประชาชนต่างก็ร้องขอให้นาซ่าทบทวนการตัดสินใจใหม่ ซึ่งองค์กรก็ทำในวิธีอื่น กล่าวคือแทนที่จะดำเนินการ PKE ซึ่งมีราคาแพงต่อไป นาซ่าก็ให้มีการแข่งขันระหว่าง สถาบันการศึกษา, ห้องวิจัย และบริษัทการบินอวกาศ เพื่อยื่นข้อเสนอสำรวจพลูโต คารอน และแถบไคเปอร์ในราคาที่ต่ำลงโดยมีข้อแม้ว่าองค์กรจะไม่ต้องถูกบังคับให้เลือก ถ้าไม่มีข้อเสนอใดที่มีเป้าหมายสำรวจเสร็จสิ้นในปี 2020 และมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าห้าร้อยล้านเหรียญสหรัฐ
ในเดือนพฤศจิกายน 2001 หลังจากผ่านกระบวนการคัดกรอง นาซ่าได้เลือกข้อเสนอของทีมจากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ (SwRI) ในชื่อปฏิบัติการว่า New Horizons ซึ่งเป็นปฏิบัติการสู่ระบบพลูโตและแถบไคเปอร์ เมื่อต้นปี 2003 สภาคองเกรสและรัฐบาลบุชได้อนุมัติงบประมาณให้นิว ฮอริซอนส์ และองค์กรก็ได้รับอนุญาตให้สร้างยานได้ โครงการนิว ฮอริซอนส์ นำทีมโดย SwRI ในซานอันโตนิโอ เทกซัส และห้องทดลองฟิสิกส์ประยุกต์ (APL) ของมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอบกินส์จะสร้างและจัดการยานนิว ฮอริซอนส์ ; บริษัทการบินอวกาศบอลล์, ศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของนาซ่าและมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดจะสร้างเครื่องมือบางส่วน และ JPL จะรับผิดชอบนำทางและติดตามยาน
ด้วยการบุกเบิกการสร้างและดำเนินงานยานโดยมีค่าใช้จ่ายที่ถูกลง นิว ฮอริซอนส์ อยู่ในเงื่อนไขของนาซ่า โดยมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 550 ล้านเหรียญสหรัฐซึ่งรวมถึงงบสำรอง 80 ล้าน และยานจะไปถึงพลูโตในช่วงฤดูร้อนปี 2015 ยิ่งกว่านั้น นิว ฮอริซอนส์ ยังมีเครื่องมือและจะส่งกลับข้อมูลการสำรวจได้มากกว่า PKE ถึงสิบเท่าด้วยค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าด้วย ในระหว่างเดินทางยานยังจะบินผ่านเปิดโอกาสให้ศึกษาดาวพฤหัสและดวงจันทร์ของมัน และหลังจากบินผ่านพลูโตและคารอน ยานจะสำรวจ KBOs อื่นๆ ในระยะใกล้ด้วย
ทำไมนักดาราศาสตร์จึงตัดสินใจศึกษาพลูโต - คารอน และแถบไคเปอร์ สาเหตุใหญ่ๆ เช่น ขนาด, รูปร่าง, มวล และสภาพโดยทั่วไปของแถบไคเปอร์ดูคล้ายกับแถบชิ้นส่วนซากที่พบเห็นรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียงอื่นๆ เช่น เวก้า (Vega) ในกลุ่มดาวหญิงสาว(Virgo), ฟอมาลโอท์ (Fomalhaut) ในกลุ่มดาวปลาใต้ (Piscis Australis) นักวิจัยได้ใช้เทคนิคจำลองแบบคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างภาพเสมือนจริงการก่อตัวของ KBOs เมื่อ 4 พันล้านปีก่อนที่ระบบดาวเคราะห์กำลังอยู่ในช่วงก่อเกิดจากดิสก์ฝุ่นและก๊าซที่หมุนวน พบว่าแถบไคเปอร์ในอดีตที่ให้กำเนิด พลูโต - คารอน และ KBOs จะต้องมีขนาดใหญ่กว่าที่เห็นทุกวันนี้ร้อยเท่า หรือพูดอีกอย่างว่าครั้งหนึ่งแถบไคเปอร์เคยมีวัสดุสารมากพอที่จะก่อตัวดาวเคราะห์อีกดวงที่มีขนาดประมาณยูเรนัสหรือเนปจูน
แบบจำลองเสมือนจริงอันเดียวกันนี้ยังบอกว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างเนปจูนอาจจะก่อตัวจาก KBOs ได้ในเวลาสั้นๆ ถ้าไม่มีอะไรรบกวน เป็นที่แน่ชัดว่ามีบางสิ่งรบกวนแถบไคเปอร์ในช่วงเวลาที่พลูโตก่อตัวขึ้น แต่เรายังคงไม่ทราบว่าคืออะไร บางทีอาจเป็นเนปจูนที่ก่อตัวใกล้ๆ ขอบในของแถบ หรืออิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ได้ก่อกวนการก่อตัวของดาวเคราะห์ก๊าซดวงอื่นที่อยู่ไกลออกไป ถ้าเป็นเช่นนั้นจริง ทำไมการก่อตัวของยูเรนัสจึงไม่รบกวนการเกิดของเนปจูนในทำนองเดียวกัน หรือบางทีอาจจะเป็นอิทธิพลแรงโน้มถ่วงจากตัวอ่อนดาวเคราะห์จำนวนมากที่มีขนาดกว้างหลายสิบกิโลเมตร เคลื่อนที่ผ่านแถบไคเปอร์อย่างรวดเร็วเมื่อหลายพันล้านปีก่อน หลังจากมันถูกผลักออกจากบริเวณที่พวกมันเกิด โดยยูเรนัสและเนปจูน หรือบางทีอาจจะเกิดจากหลายอย่างรวมกัน อะไรก็ตามที่เป็นสาเหตุ มันทำให้แถบไคเปอร์สูญเสียมวลเกือบทั้งหมดไปและการเจริญของวัตถุในบริเวณดังกล่าวก็หยุดลงโดยเฉียบพลัน
KBOs เป็นซากที่เหลืออยู่ของกระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์ในอดีต และยังกำความลับสำคัญของการก่อตัวระบบสุริยะส่วนนอกไว้ การสำรวจพลูโตและแถบไคเปอร์จึงเป็นเสมือนการขุดทางโบราณคดีเพื่อหาที่มาของระบบสุริยะส่วนนอก ซึ่งนักวิจัยสามารถได้เงื่อนงำของการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่ยาวนาน ยิ่งกว่านั้นแม้ว่าความรู้ของเราเกี่ยวกับพลูโต - คารอนจะมีจำกัด แต่สิ่งที่เราทราบล้วนแล้วแต่เป็นเรื่องมหัศจรรย์ทางวิทยาศาสตร์ทั้งนั้น ประการหนึ่งคือ คารอนมีขนาดใหญ่ เส้นผ่าศูนย์กลาง 1200 กิโลเมตร หรือเกือบครึ่งหนึ่งของพลูโตและ เนื่องจากวัตถุทั้งสองมีขนาดใกล้เคียงกัน พลูโต คารอน อาจจะจัดให้เป็นดาวเคราะห์คู่ (double planet) ได้ ไม่มีดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราดวงใดเลยที่จะจัดอยู่วัตถุประเภทนี้ เส้นผ่าศูนย์กลางของดาวบริวารเกือบทั้งหมดเป็นสัดส่วนเพียงไม่กี่เปอร์เซนต์ของเส้นผ่าศูนย์กลางของดาวเคราะห์แม่เท่านั้น แต่เนื่องจากในช่วงไม่กี่ปีนี้ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์น้อยคู่และ KBOs คู่ จึงไม่น่าสงสัยว่าวัตถุคู่อย่างพลูโต คารอน จะเป็นสิ่งธรรมดาในระบบสุริยะของเรา เช่นเดียวกับระบบอื่นด้วย เพียงแต่เรายังไม่เคยไปเยี่ยมโลกคู่นั้น
ภาพเขียนแสดงยาน นิว ฮอริซอนส์ ในขณะสำรวจพลูโต
จะเห็นชั้นบรรยากาศบางๆ ของพลูโต ไกลออกไปคือคารอน
ดวงอาทิตย์จะปรากฏเป็นจุดสว่างที่มองได้ด้วยตาเปล่า
ภาพจากแบบจำลองแสดงการชนพลูโตที่สร้างคารอน
เราปรารถนาจะรู้ว่าระบบอย่างพลูโต คารอนก่อตัวอย่างไร ทฤษฎีที่มีอยู่แล้วบอกว่าพลูโตชนกับวัตถุขนาดใหญ่อีกก้อนหนึ่งในอดีต และเศษซากจากการชนก็หลุดออกสู่วงโคจรรอบพลูโตและรวมตัวกลายเป็นคารอน เนื่องจากดูเหมือนการชนลักษณะนี้ที่สร้างดวงจันทร์ของโลก การศึกษาพลูโต คารอน จะให้ความกระจ่างถึงการก่อตัวดวงจันทร์ของเราได้ นักวิจัยยังอยากจะรู้ว่าเพราะเหตุใดพลูโตและคารอนจึงมีลักษณะปรากฏที่แตกต่างกันมาก การสำรวจจากภาคพื้นดินและจากกล้องฮับเบิลแสดงให้เห็นว่าพลูโตมีพื้นผิวที่สะท้อนแสงได้สูง กับมีรายละเอียดที่บ่งชี้ถึงขั้วน้ำแข็งที่ขยายตัวได้ เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวของคารอนสะท้อนแสงได้ต่ำกว่ามาก และไม่มีรายละเอียดใดๆ และเมื่อพลูโตมีชั้นบรรยากาศ คารอนก็ดูเหมือนจะไม่มีสิ่งใดห่อหุ้มเลย ความแตกต่างอย่างสุดขั้วของโลกที่อยู่ใกล้กันทั้งสองเป็นผลจากวิวัฒนาการที่แตกต่างกันหรือไม่ บางทีอาจจะเพราะขนาดและองค์ประกอบ หรือมีรายละเอียดในช่วงก่อนตัวเริ่มแรก เรายังคงไม่ทราบได้
แม้ว่าความหนาแน่น ขนาด และองค์ประกอบพื้นผิวของพลูโต จะคล้ายคลึงกับดวงจันทร์ไทรตัน สิ่งที่น่าประหลาดใจจากการสำรวจระบบเนปจูนของยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 ก็คือ การค้นพบปฏิกิริยาของภูเขาไฟน้ำแข็ง(cryovolcanism- กระบวนการทางธรณีวิทยาที่เหมือนการประทุของภูเขาไฟเพียงแต่สิ่งที่ออกมาเป็นน้ำไม่ใช่แมกม่า-ผู้เขียน) อย่างรุนแรงที่กำลังดำเนินไปบนไทรตัน พลูโตจะมีกิจกรรมอย่างนี้ด้วยหรือไม่ รวมถึง KBOs ด้วยหรือ ความรู้ในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับกระบวนการบนดาวเคราะห์บอกว่าอาจจะไม่มี แต่กิจกรรมบนไทรตันก็เป็นเรื่องไม่คาดคิดเหมือนกัน บางทีไทรตันกำลังแสดงให้เราเห็นว่าเรายังคงไม่เข้าใจธรรมชาติของโลกขนาดเล็ก การสำรวจพลูโตและ KBOs คาดหวังว่าจะเข้าใจพื้นฐานของวัตถุประเภทนี้ได้ดีขึ้น
รายละเอียดประหลาดอย่างอื่นๆ ของพลูโตก็คือชั้นบรรยากาศของมัน แม้ว่าชั้นบรรยากาศของพลูโตจะหนาแน่นเพียงหนึ่งในสามหมื่นส่วนความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศโลกแต่ก็มีความพิเศษ ขณะที่ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยก๊าซชนิดเดียวคือไอน้ำซึ่งเปลี่ยนสถานะไปมาระหว่างของแข็งจนเป็นก๊าซ แต่ชั้นบรรยากาศของพลูโต มีก๊าซ 3 ชนิดคือ ไนโตรเจน, คาร์บอนมอนอกไซด์ และมีเธน ยิ่งกว่านั้น อุณหภูมิปัจจุบันของพลูโตที่พื้นผิวประมาณ 50 เคลวิน (อุณหภูมิแปรผันตั้งแต่ 40 ถึง 60 เคลวิน) พลูโตเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในปี 1989 เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนที่ไกลออกไป นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่าอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยจะต่ำลงไปอีก และชั้นบรรยากาศเกือบทั้งหมดจะควบแน่นหล่นลงมาเป็นหิมะ พลูโตอาจจะมีรูปแบบของฤดูกาลที่แปลกตาที่สุดในระบบสุริยะ นอกจากนั้นชั้นบรรยากาศของพลูโตยังหลั่งไหลออกสู่อวกาศในอัตราเดียวกับดาวหาง โมเลกุลเกือบทั้งหมดในชั้นบรรยากาศชั้นบนๆ มีพลังงานความร้อนมากพอที่จะหนีจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ การรั่วไหลอย่างรวดเร็วนี้เรียกว่า hydrodynamic escape แม้ว่าในปัจจุบันปรากฏการณ์ประหลาดนี้จะไม่พบเห็นในดาวเคราะห์อื่น แต่ในยุคแรกๆ ก็เป็นไปได้ที่มีการสูญเสียไฮโดรเจนอย่างรวดเร็วจากชั้นบรรยากาศของโลกด้วยวิธีนี้อาจจะช่วยให้โลกเอื้อต่อชีวิต พลูโตจึงเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบที่ยังมีกระบวนการนี้ให้ได้ศึกษา
ความเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างพลูโตและแหล่งกำเนิดชีวิตของโลกก็คือการมีอยู่ของสารประกอบอินทรีย์ เช่น มีเธนแข็ง บนพื้นผิวและภายในน้ำแข็งของพลูโต การสำรวจ KBOs เมื่อไม่นานมานี้แสดงให้เห็นว่าพวกมันเองก็อาจมีน้ำแข็ง และสารอินทรีย์อยู่จำนวนมากด้วยเช่นกัน เมื่อหลายพันล้านปีก่อนวัตถุเช่นนี้เชื่อกันว่ามีอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะส่วนในและช่วยส่งวัตถุดิบสำหรับสิ่งมีชีวิตให้แก่โลกและดาวอังคารที่ยังมีอายุน้อย
การเดินทางสู่พลูโตของนิว ฮอริซอนส์ อาจจะใช้เวลาน้อยกว่าสิบปีถ้ายานถูกส่งในปี 2006 เส้นทางการบิน(สีแดง) จะเฉียดผ่านดาวพฤหัสในปี 2007 และใช้แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้เพื่อเร่งความเร็วสู่พลูโตได้ในปี 2015 หลังจากนั้นยานจะสำรวจวัตถุน้ำแข็งในแถบไคเปอร์
จากความท้าทายทางวิทยาศาสตร์ที่มีจึงเข้าใจได้ไม่ยากว่าทำไมวงการศึกษาดาวเคราะห์จึงต้องการให้ส่งยานอวกาศสู่พลูโตและแถบไคเปอร์ และจากความน่าหลงใหลของการสำรวจโลกที่ยังไม่ถูกแตะต้องจึงไม่แปลกที่ประชาชน และนักเรียนก็ตื่นเต้นเกี่ยวกับปฏิบัติการสู่ขอบนอก นาซ่าต้องการให้ปฏิบัติการสู่พลูโตและแถบไคเปอร์มีภารกิจหลัก 3 อย่างคือ
1) ยานต้องทำแผนที่พื้นผิวของพลูโตและคารอนด้วยความละเอียดปานกลางประมาณ 1 กิโลเมตร (เปรียบเทียบกับภาพจากฮับเบิลมีความละเอียดไม่เกิน 500 กิโลเมตร)
2) ยานจะต้องทำแผนที่องค์ประกอบบนพื้นผิวในภูมิประเทศต่างๆของวัตถุทั้งสอง
3) ยานต้องหาองค์ประกอบและโครงสร้างของชั้นบรรยากาศของพลูโตเช่นเดียวกับหาอัตราการหนีของชั้นบรรยากาศด้วย นาซ่ายังกำหนดภารกิจที่มีความสำคัญรองลงมาประกอบด้วย การหาอุณหภูมิพื้นผิว และสำรวจหาดวงจันทร์หรือวงแหวนของพลูโต และองค์การยังต้องการให้ยานทำการสำรวจ KBO อย่างน้อย 1 ดวง ในรายละเอียดเดียวกัน
สำหรับยานนิว ฮอริซอนส์ มีน้ำหนักเพียง 445 กิโลกรัม หนักกว่ายานไพโอเนียร์ (Pioneer) แต่ก็ยังเบากว่ายานวอยเอเจอร์ น้ำหนักทั้งหมดรวมถึงเชื้อเพลิงไฮดราซีนที่จะใช้เพื่อปรับเส้นทางโคจรของยานด้วย ระบบย่อยของยานเกือบทั้งหมด เช่น คอมพิวเตอร์และระบบควบคุมการขับดัน ยืนตามการออกแบบที่ใช้ในยานลำอื่นๆ ของ JPL ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายและลดความเสี่ยงทั้งหมดจากปัญหาทางเทคนิคและปัญหาการส่ง ระบบย่อยเกือบทุกส่วนของยานมีเครื่องมือสำรอง ยานจะนำชุดอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ไปด้วยดังนี้
Ralph เป็นชุดสเปคโตรมิเตอร์ถ่ายภาพทำแผนที่และวัดองค์ประกอบ จะทำการสำรวจในช่วงสเปคตรัมแสงที่ตาเห็นและอินฟราเรด ; Alice เป็นชุดสเปคโตรมิเตอร์ในช่วงอุลตราไวโอเลตจะทำแผนที่และวิเคราะห์องค์ประกอบชั้นบรรยากาศ และจะหาชั้นบรรยากาศรอบคารอนและ KBO สเปคโตรมิเตอร์แผนที่อินฟราเรดของ Ralph จะเป็นอุปกรณ์สำคัญในการทำแผนที่องค์ประกอบและสภาพกายภาพ(รวมถึงอุณหภูมิ) ของน้ำแข็งบนพื้นผิวพลูโตและคารอน
REX(Radio Science Experiment) เป็นชุดเครื่องมือทำการสำรวจในช่วงคลื่นวิทยุ จะวิเคราะห์โครงสร้างบรรยากาศของพลูโตและวัดอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของพลูโตและคารอนทั้งกลางวันและกลางคืนโดยวัดความเข้มของคลื่นไมโครเวฟที่กระทบกับจานรับสัญญาณขนาด 2.5 เมตร
SWAP(Solar Wind Around Pluto) เป็นสเปคโตรมิเตอร์พลาสม่าและลมสุริยะ จะวัดอัตราการหนีของชั้นบรรยากาศและสำรวจผลของลมสุริยะที่มีต่อพลูโต; PEPSSI(Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Inverstigation) เป็นสเปคโตรมิเตอร์ตรวจอนุภาค จะวิเคราะห์องค์ประกอบและความหนาแน่นของอนุภาคที่หนีออกจากชั้นบรรยากาศของพลูโต
LORRI(Long Range Reconnaissance Imager) เป็นกล้องถ่ายภาพความละเอียดสูง ซึ่งสนับสนุนงานของ Ralph และ Alice ในช่วงที่เข้าใกล้มากที่สุด Ralph และ Alice จะทำแผนที่ดาวทั้งดวงรวมทั้ง KBO ที่มีความละเอียดประมาณหนึ่งกิโลเมตร แต่ LORRI จะถ่ายภาพบริเวณที่ถูกเลือกสามารถให้ภาพที่ละเอียดกว่าถึงยี่สิบเท่า นอกจากนี้ยังมีเครื่องมือดักจับฝุ่นที่สร้างโดยนักเรียน(Student Dust Counter-SDC) ก็ถูกติดตั้งไว้เพื่อวัดความเร็วเม็ดฝุ่นในระหว่างที่ นิว ฮอริซอนส์ เดินทางข้ามระบบสุริยะด้วยเช่นกัน
ภาพแสดงอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่ติดตั้งบนยาน นิว ฮอริซอนส์
หากทุกอย่างเป็นไปตามแผนที่วางไว้ ยานจะถูกส่งขึ้นในเดือนมกราคม 2006 ในช่วงแรกนิว ฮอริซอนส์ จะมุ่งหน้าไปบินผ่านดาวพฤหัสซึ่งจะสามารถใช้แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เหวี่ยงยานสู่พลูโต ในช่วงที่บินผ่านดาวพฤหัสนิว ฮอริซอนส์ จะทำการศึกษาระบบดาวเคราะห์เป็นเวลา 4 เดือน รวมทั้งศึกษาออโรร่า, บรรยากาศ และแมกนิโตสเฟียร์ด้วย ยานจะไปถึงพลูโตและคารอนได้เร็วถึงปี 2015 โดยอาศัยแรงเหวี่ยงของดาวพฤหัส ในระหว่างการเดินทางที่ยาวนานจากดาวพฤหัสสู่พลูโต ยานนิว ฮอริซอนส์ จะอยู่ในสภาวะจำศีล โดยปิดระบบการทำงานที่ไม่จำเป็นและลดการติดต่อกับโลกจะช่วยลดโอกาสที่เครื่องมือจะล้มเหลว และยังช่วยลดค่าใช้จ่ายของโครงการด้วย ในระหว่างจำศีลยานจะยังคงรายงานสภาวะกลับสู่โลก ถ้ามีปัญหาไม่คาดฝันเกิดขึ้นทีมผู้ควบคุมภาคพื้นดินจะสามารถจัดการได้ ในแต่ละปียานจะถูกปลุกขึ้นมาประมาณ 50 วันเพื่อทดสอบระบบ, ปรับความถูกต้อง และปรับเครื่องมือวิทยาศาสตร์ให้เที่ยงตรง (calibrate)
นิว ฮอริซอนส์ จะเริ่มการศึกษาพลูโตและคารอน หกเดือนก่อนที่จะเข้าใกล้มากที่สุด เมื่อยานใกล้ประมาณ 100 ล้านกิโลเมตรจากพลูโตหรือประมาณ 75 วันก่อนเข้าใกล้มากที่สุด ภาพถ่ายจากนิว ฮอริซอนส์ ที่ได้จะดีกว่าภาพจากฮับเบิล และจะดีขึ้นทุกๆ วัน ในช่วงไม่กี่สัปดาห์ก่อนเข้าใกล้มากที่สุดทีมปฏิบัติการจะสามารถทำแผนที่ พลูโตและคารอนโดยมีรายละเอียดมากขึ้น และสำรวจปรากฏการณ์ประหลาด เช่น อากาศของพลูโต โดยการเปรียบเทียบกับภาพดาวเคราะห์ในช่วงเวลาต่างๆ และใช้ความสามารถในการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงของ LORRI จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจว่าจะศึกษารายละเอียดทางธรณีวิทยาในบริเวณใดเป็นพิเศษ ในระหว่างวันที่เข้าใกล้มากที่สุดซึ่งนิว ฮอริซอนส์ อาจจะอยู่ใกล้พลูโตเพียงไม่กี่พันกิโลเมตร สเปคโตรมิเตอร์ทั้งช่วงตาเห็น, อินฟราเรด และอุลตราไวโอเลต จะทำแผนที่ที่ดีที่สุดของด้านที่อาบแสงอาทิตย์ของทั้งพลูโตและคารอน LORRI เองก็เล็งเพื่อสร้างแผนที่แผนที่เฉพาะส่วนที่มีความละเอียดสูงขึ้น
เมื่อยานผ่านพลูโต มันจะหันกลับและทำแผนที่ด้านมืดของดาวเคราะห์ซึ่งจะเรืองขึ้นเล็กน้อยจากการสะท้อนแสงจันทร์คารอน เสาอากาศของยานจะรับสัญญาณวิทยุจากโลกโดยผ่านชั้นบรรยากาศของพลูโต ด้วยการวัดการหักเหคลื่นวิทยุ เราสามารถหาข้อมูลอุณหภูมิและความหนาแน่นในชั้นบรรยากาศของพลูโต ตั้งแต่ระดับสูงจนถึงที่พื้นผิว หลังจากผ่านเข้าใกล้พลูโต คารอนแล้ว นิว ฮอริซอนส์ จะเริ่มเดินทางเพื่อบินผ่าน KBO อย่างน้อยหนึ่งดวง ในอีก 6 ปี ซึ่งจำนวน KBO ที่จะบินผ่านจะขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อเพลิงขับดันที่ยังเหลืออยู่หลังจากบินผ่านระบบพลูโต
ปฏิบัติการนิว ฮอริซอนส์ จะพัฒนาองค์ความรู้ของเราเกี่ยวกับทั้งระบบพลูโต คารอน และแถบไคเปอร์ แต่ความสำคัญของปฏิบัติการจะสูญเสียไปถ้าปฏิบัติการไม่ถูกส่งออกภายในปี 2007 ซึ่งอาจล่าช้าได้จากการที่มีมาตรการรักษาความปลอดภัยภายในประเทศของสหรัฐอเมริกา ซึ่งทำให้การผลิตพลูโตเนียมที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงในปฏิบัติการ นิว ฮอริซอนส์ จากห้องทดลองแห่งชาติที่ลอส อลาโมส ต้องชะงักไป แต่นักวิทยาศาสตร์ในโครงการเชื่อมั่นว่าจะมีเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะไปถึง KBO อย่างน้อยหนึ่งดวง การออกที่ล่าช้ากว่านั้นจะทำให้การผ่านเข้าใกล้พลูโตอยู่ไกลและนานออกไปจนเลยปี 2020 เนื่องจากการเปลี่ยนตำแหน่งการเรียงตัวของดาวเคราะห์ โดยในช่วงเวลาดังกล่าวพลูโตจะอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ไปอีกหลายร้อยล้านกิโลเมตร และจะหนาวเย็นกว่าในขณะนี้มาก เนื่องจากการเอียงของขั้วพลูโตและการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ พื้นที่มากกว่า 4 ล้านกิโลเมตรหรือเกือบทั้งหมดของซีกโลกใต้ของพลูโตจะถูกปกคลุมอยู่ในเงามืดของขั้ว ซึ่งจะทำให้การสำรวจเป็นไปไม่ได้เลย ชั้นบรรยากาศทั้งหมดของพลูโตเองก็จะควบแน่นลงมา ปิดโอกาสที่เราจะศึกษาจนถึงศตวรรษที่ 23 เมื่อชั้นบรรยากาศจะเกิดขึ้นอีกครั้งเมื่อพลูโตเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในรอบถัดไป
นิว ฮอริซอนส์จะเป็นปฏิบัติการแรกของโครงการสำรวจดาวเคราะห์ของนาซ่าตั้งแต่ปี 1989 ที่ยานวอยเอเจอร์ 2 บินผ่านเนปจูน ปฏิบัติการจะให้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ทรงคุณค่าอย่างยิ่งและอเมริกาจะเสร็จสิ้นการศึกษาพื้นฐานของระบบสุริยะ ซึ่งเริ่มต้นตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1960
อัจฉรีย์ อู่พุฒินันท์
แหล่งที่มา
Scientific American - New Light on the Solar System : Journey To the Farthest Planet
ติดตามความคืบหน้าโครงการได้จาก //www.pluto.jhuapl.edu
| Create Date : 15 กรกฎาคม 2549 |
| Last Update : 15 กรกฎาคม 2549 20:13:55 น. |
|
7 comments
|
| Counter : 6959 Pageviews. |
 |
|
|
| โดย: หลับได้ไหมคับ IP: 125.25.48.194 วันที่: 18 กรกฎาคม 2549 เวลา:23:38:35 น. |
|
|
|
| โดย: หลับ IP: 125.25.48.194 วันที่: 18 กรกฎาคม 2549 เวลา:23:39:40 น. |
|
|
|
โดย: pooktoon  วันที่: 21 กรกฎาคม 2549 เวลา:1:32:05 น. |
|
|
|
| โดย: anda IP: 58.9.217.21 วันที่: 22 มีนาคม 2552 เวลา:18:29:42 น. |
|
|
|
| โดย: P.T. IP: 125.24.8.21 วันที่: 24 ตุลาคม 2553 เวลา:13:26:27 น. |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
ผู้ติดตามบล็อก : 1 คน [
