Tre och ett halvt år efter att ha gett mänskligheten sin första närbild av Pluto, och nästan 13 år efter uppskjutning från jorden, rymdfarkosten New Horizons kommer att utforska en annan ny gräns:en rödaktig bit av sten och is känd som Ultima Thule.

Objektet – eller, kanske, ett par objekt (det är så långt borta astronomer är inte säkra) - tros vara en orörd rest av det tidiga solsystemet, orörd i miljarder år. Dess smeknamn förmedlar dess betydelse, som betyder "bortom den kända världen".

Ultima Thule ligger 4 miljarder miles från jorden. New Horizons når det när det nya året kommer den 1 januari, med ett uppdrag att samla in så många bilder och så mycket data som möjligt medan du rusar förbi vid 32, 000 miles per timme.

"Detta är ren utforskning, sa Alan Stern, uppdragets huvudutredare. "Vi flyger verkligen mot något helt okänt, till skillnad från något annat föremål vi har studerat tidigare."

Ultima Thule-förbiflygningen är ett extranummer för New Horizons-uppdraget, ledd av Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Den babyflygelstora rymdfarkosten designad och administrerad för NASA på labbets Laurel, Md., campus zippade förbi Pluto – dess främsta uppdrag – i juli 2015, avslöjar knasig, isiga ytor och en bit av en atmosfär runt dvärgplaneten.

Den kommer att fånga liknande bilder och data när den passerar ännu närmare Ultima Thule, sig bara cirka 20 mil tvärs över.

Men även om det tekniskt sett är en tilläggsfas av ett uppdrag vars huvudfokus var Pluto, undersökningen av Ultima Thule kan visa sig vara ännu mer avslöjande.

"Det kan potentiellt vara det mest primitiva föremål som någonsin stött på av en rymdfarkost, sa Hal Weaver, uppdragets projektforskare. "Genom att undersöka hur det ser ut nu, vi ser tillbaka på tiden för planetbildningen."

Ultima Thule ligger i en region i utkanten av solsystemet som kallas Kuiperbältet. Forskare misstänker att regionen är hem för hundratusentals asteroid- eller kometliknande föremål som är minst lika stora som Ultima Thule - som officiellt är känd som 2014 MU69.

På sådant avstånd, solen ger knappt en glimt av ljus, ändå känns dess inflytande fortfarande – Ultima Thule är bland en grupp Kuiperbält-objekt som kretsar kring den avlägsna stjärnan i nästan en perfekt cirkel, istället för en ellips som de flesta planetariska objekt. Det tyder på att den har undvikit några större kollisioner under de 4,6 miljarder år som gått sedan solsystemet bildades.

New Horizons gör en historisk förbiflygning av Pluto

Medan Pluto och dess månar också är en del av Kuiperbältet, Ultima Thule är ungefär en miljard miles längre bort från jorden. Det tog New Horizons nästan ett decennium att nå Pluto, även om den raket från jorden vid upp till 36, 000 mph, snabbare än något tidigare uppdrag.

Nästan 3 år till kommer att ha gått när rymdfarkosten når Ultima Thule.

Lika dramatisk och upplysande som Pluto-förbiflygningen var, forskarna vet ännu mindre om vad de kan förvänta sig av Ultima Thule. För det är så långt borta och så mörkt, de är inte ens säkra på om det är en enda massa. De misstänker att den består av två lober, men det kan också vara två separata objekt som kretsar runt varandra.

"Vi fick redan antydningar om hur Pluto skulle se ut i god tid före dagen för närmaste inflygning, " sa Weaver. "Den här gången, allt kommer att bli ett mysterium, Vi tror, tills den sista timmen eller så."

Den timmen förväntas komma runt midnatt den 1 januari, när forskare förutspår att New Horizons kommer att börja observera Ultima Thule på allvar. Rymdfarkostens ögonblick för närmaste inflygning till objektet förväntas cirka 12:30 på morgonen.

Förbiflygningen i sig är en komplicerad och extremt riskabel process, men en som körs helt på autopilot. Forskare har ägnat mer än ett år åt att finjustera en mängd kommandon som New Horizons kommer att följa för att fånga bilder och spektroskopisk data, som tillsammans kommer att visa både hur Ultima Thule ser ut och vad den är gjord av.

Forskare stod inför samma sorts utmaning när de observerade Pluto, men det är ännu svårare den här gången eftersom Ultima Thule är så mycket mindre och längre bort. Det tar en och en halv timme längre att skicka och ta emot meddelanden till och från New Horizons än vad det gjorde 2015 – sex timmars väntan, varje väg.

New Horizons hastighet, i kombination med Ultima Thules storlek, ställer också till problem. Om rymdskeppet inte flög så snabbt, det skulle inte nå sitt mål inom rimlig tid. Men på grund av den hastigheten, forskarna måste tajma den förprogrammerade observationssekvensen perfekt för att säkerställa att Ultima Thule bokstavligen befinner sig inom ramen för New Horizons kameror.

"Föremålet är så litet att om du är iväg, du kan missa det hela, sa Alice Bowman, operativ chef för New Horizons uppdrag.

Forskarna hoppas kunna flyga rymdfarkosten inom cirka 2, 200 miles av Ultima Thule, fyra gånger närmare än mötet med Pluto, att fånga bilder och annan data med så hög upplösning som möjligt. Men det kan bero på vad, om något, New Horizons kommer i sin väg när Ultima Thule kommer närmare och ljusare.

Uppdragsingenjörer förberedde sig för möjligheten att de skulle behöva styra rymdfarkosten så långt som 6, 200 miles från sitt mål, om det betyder att man undviker skräp i rymden.

"En pellet i risstorlek som träffar rymdfarkosten på fel ställe kan förstöra den, " sa Weaver.

Den första signalen tillbaka från New Horizons väntas cirka 10 på morgonen nyårsdagen, med de bästa bilderna och data från Ultima Thule förväntas komma ner senare samma dag och den 2 januari, sa forskarna.

Alla bra data skulle vara den första som samlats in från ett planetariskt objekt så långt från jorden.

Bara Voyager- och Pioneer-uppdragen har rest längre än New Horizons, men de tog relativt grovare observationer av plasma och partiklar i rymden. När de lanserades på 1970-talet, Weaver sa, forskare "visste inte ens vad som fanns där ute."

Akter, som är baserad på Southwest Research Institute i Colorado, krediterade forskarna vid Hopkins-labbet för deras banbrytande planetforskning. Institutionen hanterade tidigare bara ett planetariskt uppdrag, till en jordnära asteroid känd som Eros på 1990-talet. Nu, dess team har tagit New Horizons 100 gånger längre.

Och Ultima Thule kanske inte är slutet på uppdraget. Medan det primära målet med New Horizons var att utforska Pluto, NASA hade alltid för avsikt att uppdraget skulle fortsätta att utforska mer av Kuiperbältet. Stern sa att forskarnas uppmärksamhet kommer att vändas till att hitta ett nytt mål för utforskning 2020. Rymdfarkosten beräknas ha tillräckligt med kraft för att fortsätta springa in i mitten av 2030-talet.

"Vi får se vad vi hittar, sa han. Vi har en lång väg kvar att gå.

Sålänge, horisonterna fortsätter att vidgas. Den här månaden, forskare bekräftade upptäckten av det längst borta objektet i solsystemet som observerats av människor, mer än 3 { gånger längre bort från solen än Pluto.

Dess namn är "Farout".

©2018 The Baltimore Sun
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.