Op nieuwjaarsdag 2019, meer dan 4 miljard mijl van huis, NASA's New Horizons-ruimtevaartuig racet langs een klein Kuipergordel-object dat bekend staat als 2014 MU69 - waardoor dit rotsachtige overblijfsel van planetaire formatie het verste object is dat ooit door een ruimtevaartuig is aangetroffen.

Maar de komende zes weken het missieteam van New Horizons krijgt een soort "MU69"-preview - en een kans om cruciale informatie over ontmoetingsplanning te verzamelen - met een zeldzame blik op hun doelobject vanaf de aarde.

Op 3 juni, en dan weer op 10 juli en 17 juli, MU69 zal occulteren – of het licht blokkeren van – drie verschillende sterren, één op elke datum. Om de "stellaire occultatie" van 3 juni te observeren, "Meer dan 50 teamleden en medewerkers zetten zich in langs geprojecteerde kijkpaden in Argentinië en Zuid-Afrika. Ze zullen draagbare telescopen met camera's op de occultatiester bevestigen en kijken naar veranderingen in het licht dat hen veel over MU69 zelf kan vertellen.

"Ons primaire doel is om te bepalen of er gevaren zijn in de buurt van MU69 - ringen, stof of zelfs satellieten - die onze vluchtplanning kunnen beïnvloeden, " zei hoofdonderzoeker Alan Stern van New Horizons, van het Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colorado. "Maar we verwachten ook meer te weten te komen over zijn baan en mogelijk de grootte en vorm ervan te bepalen. Dat alles zal ons helpen bij het plannen van onze flyby."

Waar kijken zij naar?

In de eenvoudigste bewoordingen, een astronomische occultatie is wanneer iets beweegt voor, of occulten, iets anders. "Als de maan voor de zon gaat en we een zonsverduistering hebben, dat is een soort occultatie, " zei Joël Parker, een New Horizons-medeonderzoeker van SwRI. "Als je op het pad van een eclips bent, het betekent dat je op het pad van de schaduw op aarde bent die is gecreëerd door de maan die tussen ons en de zon passeert. Als je op het juiste moment op de juiste plaats staat, de zonsverduistering kan enkele minuten duren."

Het team zal die luxe niet hebben met de MU69-occultaties. Marc Buie, de New Horizons co-onderzoeker van SwRI die de occultatie-observaties leidt, zei dat, omdat MU69 zo klein is - vermoedelijk ongeveer 40 kilometer breed - de occultaties slechts ongeveer twee seconden zouden duren. Maar zelfs daar kunnen wetenschappers veel van leren, en observaties van verschillende telescopen die verschillende delen van de schaduw zien, kunnen informatie over de vorm van een object en de helderheid ervan onthullen.

Een ruimte-uitdaging

Het missieteam heeft 22 nieuwe, draagbare 16-inch (40 centimeter) telescopen in de aanslag, samen met drie andere draagbare toestellen en meer dan twee dozijn telescopen met een vaste basis die langs het occultatiepad door Argentinië en Zuid-Afrika zullen worden geplaatst. Maar beslissen waar ze precies moesten worden geplaatst, was een uitdaging. Dit specifieke Kuipergordel-object werd pas drie jaar geleden ontdekt, dus zijn baan is nog grotendeels onbekend. Zonder een precieze fixatie op de positie van het object - of op het exacte pad dat zijn smalle schaduw over de aarde zou kunnen nemen - verdeelt het team de telescoopteams langs "paalheklijnen, " één elke 6 tot 18 mijl (10 of 25 kilometer), om de kans te vergroten dat ten minste een of meer van de draagbare telescopen het middelpunt van het evenement zullen bereiken en helpen bij het bepalen van de grootte van MU69.

De andere telescopen zullen meerdere sondes leveren voor puin dat een gevaar zou kunnen vormen voor het snel bewegende New Horizons-ruimtevaartuig wanneer het met ongeveer 35 langs MU69 vliegt, 000 mijl per uur (56, 000 kilometer per uur), op 1 januari 2019.

"Ontplooien op twee verschillende continenten maximaliseert ook onze kansen op goed weer, " zei Cathy Olkin, plaatsvervangend projectwetenschapper van New Horizons, van SwRI. "Er wordt voorspeld dat de schaduw over beide locaties gaat en we willen waarnemers op beide, omdat we niet willen dat er een enorm stormsysteem doorkomt en ons vertroebelt - het evenement is te belangrijk en te vluchtig om te missen."

Het team krijgt hulp van bovenaf voor de occultatie van 10 juli, toevoeging van de krachtige 100-inch (2,5-meter) telescoop op NASA's Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) in de lucht. SOFIA inschakelen, met zijn uitkijkpunt boven de wolken, haalt de slechte weersfactor uit beeld. Het vliegtuig zou ook zijn metingen moeten kunnen verbeteren door in het midden van de verduisteringsschaduw te manoeuvreren.

Inzicht voor ontmoetingsplanning

Alle informatie over MU69, verzameld uit de lucht of op de grond, is welkom. Carly Howett, plaatsvervangend hoofdonderzoeker van het Ralph-instrument van New Horizons, van SwRI, zei dat er zo weinig bekend is over MU69 dat het team observaties plant van een doelwit dat het niet volledig begrijpt - en de tijd om meer over het object te leren is kort. "We konden pas beginnen met het plannen van de ontmoeting met de MU69 nadat we in 2015 langs Pluto waren gevlogen. "zei ze. "Dat geeft ons twee jaar, in plaats van bijna zeven jaar moesten we de ontmoeting met Pluto plannen. Het is dus heel anders en, op veel manieren, meer uitdagende flyby om te plannen."

Als het weer meewerkt en de voorspelde targeting op schema blijkt te zijn, de komende occultatie-waarnemingen zouden de eerste precieze afmetingen en reflectiviteitsmetingen van MU69 kunnen opleveren. Deze cijfers zijn de sleutel tot het plannen van de flyby zelf - de grootte van het object en de reflectiviteit van het oppervlak kennen, bijvoorbeeld, helpt het team de belichtingstijden in te stellen op de camera's en spectrometers van het ruimtevaartuig.

"Vliegen van ruimtevaartuigen zijn meedogenloos, "Zei Stern. "Er zijn geen tweede kansen. De komende occultaties zijn een waardevolle gelegenheid om iets te leren over MU69 voor onze ontmoeting, en help ons bij het plannen van een zeer unieke vlucht langs een wetenschappelijk belangrijk overblijfsel uit het vormingstijdperk van het zonnestelsel."