Ο πλανήτης Πλούτων

Κατ’ αυτήν τήν εβδομάδα συμβαίνει το ίσως σπουδαιότερο επίτευγμα τής Αστροναυτικής. Το διαστημόπλοιο «Νέοι ορίζοντες» τήν Τρίτη 14 Ιουλίου περνά 12.500 χλμ. δίπλα από τόν πιό μακρινό εκ τών 9 πλανητών, δηλ. από τόν Πλούτωνα. Εκτοξεύθηκε στίς 19-1-2006, και ζυγίζει 478 κιλά. Τό τί θα βρεί και φωτογραφίσει δέν θα τά πούμε, διότι θα τά δείτε από τήν τηλεόραση. Εκείνο που μάς ενδιαφέρει είναι να σάς προετοιμάσουμε ούτως, ώστε να σάς είναι κατανοητά τό τί σημαίνει πλανήτης Πλούτων.

Τό έτος 1846 ανακαλύφθηκε ο προτελευταίος (8^ος) πλανήτης, ο Ποσειδών. Αυτός έχει διάμετρο 3,5 φορές μεγαλύτερη από τήν γήινη, ενώ η μάζα του είναι κι αυτή κατά 17 φορές μεγαλύτερη τής Γής. Αμέσως οι αστρονόμοι άρχισαν να υποπτεύονται οτι πρέπει να υπάρχει κι άλλος πλανήτης πέραν τού Ποσειδώνος, και δέν άργησαν να αρχίσουν επιστάμενες έρευνες. Κάπως έτσι Φεβρουάριο 1930 ανακαλύφθηκε στήν Αριζόνα ο ένατος πλανήτης (Πλούτων) από τόν τότε νεαρό Clyde Tombaugh (1906→1997). Άμα τή ανακαλύψει, τόν Απρίλιο 1930 έφθασε στήν Αριζόνα ο γηραιός Dr. John A. Miller γιά να ηγηθεί τού computation. Τα αποτελέσματα ήσαν σοκαριστικά. Αμέσως έγινε αντιληπτό πως κάτι δέν πάει καλά με τόν νεοανακαλυφθέντα «πλανήτη». Ναί μέν τα πρώιμα αποτελέσματα τού Miller δέν ήσαν ακριβή (π.χ., έδιναν περίοδο περιφοράς 3000 έτη, αντί τών 248,7 που είναι το σωστό), πλήν όμως καταδείκνυαν τό αλλόκοτο τής πλουτώνιας τροχιάς.

Το άλλο το απροσδόκητο, είχε να κάνει με τίς καθαυτώ διαστάσεις τού Πλούτωνος. Ενώ ο Ποσειδών ήταν 3,5 φορές μεγαλύτερος τής Γής παρουσιάζων φαινόμενη διάμετρο («φ.δ.») 2,22 δευτερόλεπτα μοίρας (= 2,22΄΄), λογικό είναι τότε να προσδοκούσαν ο νέος πλανήτης να παρουσιάζει φ.δ. άνω τού ενός δευτερολέπτου (>1΄΄). Ωστόσο, μετά τό 1976 έγινε αντιληπτό οτι ο Πλούτων είναι ‑παραδόξως‑, μικρότερος ακόμη και από τήν Σελήνη, επομένως δείχνει ως 21 φορές μικρότερος τού Ποσειδώνος με φ.δ. ≈ 0,105΄΄. «Μα τί σόϊ πλανήτης είναι αυτός ;», όλοι τους αναρωτήθηκαν! Σήμερα πιστεύεται διάμετρος 2368 χλμ. (=68% τής σεληνιακής διαμέτρου). Είναι τόσο λιλιπούτειος, που ό,τι βρίσκεται στήν επιφάνειά του, ζυγίζει 15 φορές λιγότερο απ’ ό,τι στήν Γή.

Γιά να πάρουμε ακόμη μιά γεύση τών αναπαντέχων του, ας ξαναδούμε τήν τροχιά του: Έχουσα αυτή εκκεντρότητα e = 0,249, τούτο έτσι απλά σημαίνει οτι ο Πλούτων άλλοτε βρίσκεται αρκετά κοντά στόν Ήλιο (καβαλά ακόμη και τήν τροχιά τού Ποσειδώνος), ενώ άλλοτε βρίσκεται πάρα πολύ μακριά. Συγκεκριμένα κι έχοντας κατά νού οτι περιφέρεται κάθε 248,7 έτη, όποτε βρίσκεται στό αφήλιο (π.χ. τό 1866 και 2114 μ.Χ.) απομακρύνεται στά 7.378.000.000 χλμ από τόν Ήλιο. Απεναντίας όποτε βρίσκεται στό περιήλιο (π.χ. τό 1989 και τό 2238 μ.Χ.) απέχει από Ήλιο «μόνον» 4.436.420.000 χλμ.. Μάλιστα γιά μιάν 20ετία (από Φεβρ 1979 → Φεβρ 1999) έκειτο εγγύτερα τού Ποσειδώνος!! Με απλές πράξεις [(Q/q)²] βρίσκουμε οτι στό περιήλιό του (q) λαμβάνει κατά 276% περισσότερη ενέργεια και φώς από τόν Ήλιο απ’ όσο στό αφήλιό του (Q).

Ο πνευματώδης κι ευρηματικός Gary Flandro στίς ΗΠΑ εισηγήθηκε αποστολή 4 ή 5 προηγμένων διαστημοπλοίων πρός πλανήτες Ουρανό, Ποσειδώνα & Πλούτωνα, διότι βρήκε οτι εάν αυτά εκτοξευθούν καταλλήλως τό 1977, ήταν μοναδική ευκαιρία γιά να επισκεφθούμε αυτούς τούς τρείς μακρινότερους πλανήτες. Δυστυχώς προσέκρουσε στόν ξεροκέφαλο Πρόεδρο (1969-1973) Richard Nixon, ο οποίος είχε αποφασίσει να περικόψει δραστικά τά κονδύλια, προκειμένου αυτά να διοχετευθούν στό Space Shuttle. Με χίλια ζόρια και παρακάλια, το Κογκρέσο συναίνεσε στήν αποστολή δύο φθηνών διαστημοσυσκευών κι έτσι προέκυψαν τά δύο Voyagers. Αλλά κι απ’ αυτά τά δύο, μόνον το Voyager‑2 επισκέφθηκε τόν Ουρανό (1986) και τόν Ποσειδώνα (1989). Και γιά κάποιους λόγους, ήταν τελείως ανέφικτο να επισκεφθεί μετά καί τόν Πλούτωνα. Έτσι, εξ αιτίας τών ανεγκεφαλιών τών πολιτικών, η ανθρωπότης στερήθηκε τήν γνώση να μάθει τί εστί Πλούτων. Υπενθυμίζουμε οτι τό έτος 1989 βρισκόταν στό περιήλιό του, κι έτσι κατ’ εκείνα τά έτη η μελέτη τού Πλούτωνος θα ήταν τό δυνατόν ευκολώτερη. Υπονοούμε οτι ο φωτισμός του ήταν στό υψηλότερο σημείο κι επομένως οι κάμερες θα χρησιμοποιούσαν μικρότερους χρόνους εκθέσεως, ενώ το έδαφός του ήταν κατά τό δυνατόν πιό απαλλαγμένο από τούς πάγους κι επομένως θα αποκαλυπτόταν καλύτερα η «γεωγραφία» του.

Η Σελήνη μας έχει διάμετρο 3476 χλμ, και αφού τό 1976 καταδείχθηκε οτι ο Πλούτων είναι μικρότερος τής Σελήνης κανείς πιά δέν προσδοκούσε οτι είναι δυνατόν ο μικρούλης πλανήτης να έχει δορυφόρο. Κι όμως! Τό 1978 ο James W. Christy (γεν. 1938) βρήκε οτι ο Πλούτων διαθέτει δορυφόρο. Ονομάσθηκε «Χάρων». Το επίσης περίεργο είναι οτι ο Χάρων συγκριτικά με τόν πλανήτη του έχει τεράστιες διαστάσεις (51%), περίπου 1207 χλμ διάμετρο. Σήμερα ξέρουμε οτι απέχει μόλις 19.571 χλμ από τόν Πλούτωνα. Αποτέλεσμα, ο Χάρων είναι «κλειδωμένος». Αυτό σημαίνει οτι η περιφορά του γύρω από τόν Πλούτωνα (lunation) είναι ακριβώς ίδια με τό ημερονύκτιο (περιστροφή) τού Πλούτωνος, δηλ. 6,387 μέρες. Συνεπώς, ο Χάρων φαίνεται μόνον από τό ένα ημισφαίριον τού Πλούτωνος, ενώ τό άλλο δέν τόν βλέπει ποτέ. Ο Πλούτων είπαμε περιφέρεται γύρω από τόν Ήλιο κάθε 248,7 έτη, που αλλιώς μπορούμε να τό πούμε 90.810 γήινες μέρες (= 24-ωρα). Αυτό όμως σημαίνει οτι τό πλουτώνιο έτος απαρτίζεται από 14.217 ημερονύκτια. Ταυτόχρονα όμως και ο Χάρων διαγράφει ισάριθμες περιφορές (lunations) γύρω από τόν πλανήτη του. Το διαστημόπλοιο θα διέλθει 27.000 χλμ. από τόν Χάροντα.

Κι ενώ όλα έδειχναν οτι το θέμα «περί δορυφόρου» στόν Πλούτωνα είχε κλείσει, μετά τό 2005 έτος ανακαλύφθηκαν και άλλοι … τέσσερεις!!! Τα ονόματά τους είναι (κατά σειρά αποστάσεως):

Χάρων, Στύξ, Νύξ, Κέρβερος, Ύδρα. Όμως οι διαστάσεις τών τελευταίων τεσσάρων είναι πάρα πολύ μικρές, έχουσες διάμετρο από 20 έως 120 χλμ..

Ο συνδυασμός πραγματικής διαμέτρου και αποστάσεως από τόν πλανήτη, έχει αποτέλεσμα να παρουσιάζουν οι δορυφόροι κάποιαν φαινόμενη διάμετρο (φ.δ.) από τόν πλανήτη. Τήν μεγαλύτερη εκ τών τεσσάρων παρουσιάζει η Νύξ, με φ.δ. = 237΄΄. Πρός σύγκριση ας έχουμε κατά νού οτι η Σελήνη μάς παρουσιάζει φ.δ. = 1865΄΄. Επομένως η Νύξ φαίνεται από τούς «πλουτώνιους» κατά (1865/237=) 7,87 φορές μικρότερη τής Σελήνης. Όμως με τόν Χάροντα τα πράγματα είναι εντυπωσιακότατα! Παρουσιάζων αυτός φ.δ. = 12.723΄΄, δείχνει ως κατά 6,82 φορές μεγαλύτερος τού Φεγγαριού! Φανταστείτε τήν Σελήνη να μήν απείχε από τήν Γή 384.400 χλμ., αλλά μόνον 56.350 χλμ.. Θα ήταν λέτε μαγευτική; Ίσως! Όμως οι παλίρροιες που θα ξεσήκωνε θα ήσαν κατά 317 φορές μεγαλύτερες απ’ ό,τι γίνεται τώρα. Παλιρροϊκά κύματα ύψους έως 57 μέτρων θα κτυπούσαν κάθε 40 ώρες τίς ανατολικές ακτές τής Ελλάδος.

Επανερχόμαστε στόν Χάροντα: Το οτι αυτός ο δορυφόρος φαίνεται από τόν Πλούτωνα ως 6,82 φορές μεγαλύτερος τής Σελήνης, τούτο δέν συνεπάγει οτι φαίνεται καί λαμπρότερός της! Επειδή (τώρα, Ιούλιος 2015) ο Πλούτων απέχει 4.922.000.000 χλμ από τόν Ήλιο (: τουτέστιν κατά 32,902 φορές μακρύτερα απ’ όσο η Γή), διά τούτο δέχεται αυτός κατά (32,902² =) 1082 φορές λιγότερο φωτισμό. Η συνεκτίμιση όλων τών φυσικών παραγόντων μάς καταδεικνύουν οτι ο γιγάντιος Χάρων που παρουσιάζει (6,82² =) 47πλάσια επιφάνεια από τήν Σελήνη, εν τέλει είναι κατά 3 φορές αμυδρότερός της. Με άλλα λόγια φαίνεται από τόν Πλούτωνα ως ένα μουντό πτωματώδες σώμα που μετέωρο υποφώσκει στήν ολοσκότεινον τοπικό ουρανό. Οι χρόνοι φωτογραφήσεως πρέπει να είναι κατά 140 φορές μεγαλύτεροι απ’ όσο χρησιμοποιούμε γιά τήν Σελήνη, και οι φωτογράφοι γνωρίζουν καλά οτι δέν σημαίνει οτι κερδίζουμε όταν αυξάνουμε τά ASA. Τά γράφω όλα αυτά αφ’ ενός μέν γιά να φανερώσω ένα μέρος τών τεχνικών προβλημάτων που ενσκήπτουν από ένα τέτοιο τόλμημα (project) δηλ. “διαστημόπλοιο στόν Πλούτωνα”, ενώ αφ’ ετέρου γιά να τονίσω τόν μαρασμό που επήλθε από τά «όχι» τού Nixon (και άλλων πολιτικών) που δέν διαθέτουν γνώση άρα και ευαισθησία γιά να αντιληφθούν τήν αξία τών διαστημικών αποστολών. Εάν δηλαδή είχαν σταλεί 1 ή 2 διαστημόπλοια στόν Πλούτωνα τήν πενταετία 1989→1994, τώρα τό θέμα αυτό θα είχε κλείσει κατά τόν καλύτερον δυνατόν τρόπο.

Γιά να σταλεί διαστημόπλοιο στόν Πλούτωνα το ταξίδι θα διαρκούσε μερικές δεκαετίες. Με κάποια όμως κόλπα και δίνοντας στό «Νέοι Ορίζοντες» υπερβολική τροχιά (hyperbolic orbit) καταφέραμε αυτό να αφηχθεί εκεί σε μόλις 9 χρόνια. Τούτο όμως έχει και τό μεγάλο κόστος: Η ταχύτητα διελεύσεως (πέρασμα) πάνω από τόν Πλούτωνα είναι τεράστια, επομένως ο διαθέσιμος χρόνος γιά να γίνουν οι επιστημονικές εργασίες, λιγοστός. Γιά τροχιοθέτησή του γύρω από τόν Πλούτωνα, ούτε κουβέντα! Το άλλο (πρόσφατο) σφάλμα που έκανε η αμερικανική ηγεσία είναι η απόρριψη τής προτάσεως τής NASA γιά αποστολή δύο ομοίων διαστημοπλοίων στόν Πλούτωνα με διαφορά χρόνου αφίξεως ~ 3 ημερών, ούτως ώστε να χαρτογραφηθούν αμφότερα τα ημισφαίριά του. Είπαμε, όπου μπλέκονται κι αποφαίνονται οι πολιτικοί, οι επιστήμες μένουν πίσω.

Όπως πολλά άλλα, φοβάμαι οτι κι ετούτο το επίτευγμα δέν θα εκτιμηθεί από τό ευρύ κοινό όσο τού αξίζει. Ο κόσμος θα τό δεί έτσι απλά, ως μιά άλλη από τίς «πολλές διαστημικές αποστολές». Όμως δέν είναι διόλου έτσι! Είπαμε, οτι ο Πλούτων είναι ο πιό μακρινός πλανήτης τού ηλιακού συστήματος, και ουδέποτε έχει σταλεί διαστημόπλοιο πρός αυτόν.

π. Γεώργιος Γεωργιάδης