In der Weltraumforschungsgemeinschaft gibt es jede Menge verrückter Ideen für Missionen. Manche sind einfach besser finanziert als andere. Einer der ersten Wege zur Finanzierung dieser verrückten Ideen ist das Institute for Advanced Concepts der NASA. 2017 und erneut 2021 finanzierte es eine Missionsstudie zu einem Ziel, das die meisten Weltraumbegeisterten als nur mäßig ehrgeizig betrachten würden, das Außenstehende jedoch als abwegig betrachten könnten – die Landung auf Pluto.
Bei der Planung der Mission stehen zwei wichtige Fragen im Vordergrund: Wie würde eine Sonde bei ihrer Ankunft auf Pluto abgebremst werden und welche Art von Landegerät wäre auf Pluto selbst sinnvoll? Die Antwort auf die erste Frage ist eine Frage, die bei Planetenerkundungsmissionen immer häufiger vorkommt: das aerodynamische Bremsen.
Pluto besitzt eine – wenn auch sehr dünne – Atmosphäre, wie die New-Horizons-Mission bestätigte, die 2015 an ihm vorbeiflog. Ein Vorteil der relativ schwachen Schwerkraft dieses Kleinplaneten besteht darin, dass seine Atmosphäre mit geringer Dichte fast achtmal größer ist als die der Erde, was für eine sich schnell nähernde aerodynamische Bremssonde ein viel größeres Ziel darstellt.
Ein Großteil des NIAC-Phase-I-Projekts konzentrierte sich auf die Details dieses aerodynamischen Bremssystems, genannt Enveloping Aerodynamic Decelerator (EAD). Zusammen mit einem Lander bildet dieses System das „Einstiegsfahrzeug“, um das die Mission herum konzipiert ist. Angeblich könnte es alternativ einen Orbiter enthalten, und es gibt zahlreiche andere Missionen, bei denen diskutiert wird, wie man einen Orbiter um Pluto herum platzieren könnte. Daher liegt der Schwerpunkt dieses Dokuments auf einem Lander.
Nach dem aerodynamischen Abbremsen und einer Verlangsamung von 14 km/s während der interplanetaren Reisephase auf einige zehn Meter pro Sekunde würde die Mission ihre Landeeinheit abwerfen, dann auf der Oberfläche ruhen und dann aus eigener Kraft wieder aufsteigen. Die Antwort auf die zweite Frage, welche Art von Landeeinheit auf Pluto nützlich wäre, lautet: ein Hopper.
Hopper erfreuen sich als Erkundungsinstrumente überall auf der Welt zunehmender Beliebtheit, vom Mond bis zu Asteroiden. Einige offensichtliche Vorteile wären, dass man eine Vielzahl interessanter wissenschaftlicher Stätten besuchen und keine kniffligen Hindernisse an Land überwinden müsste. Ingenuity, der Hubschrauber, der Perseverance begleitete, ebnete den Weg für diese Idee, aber mit anderen Worten: Die Atmosphäre ist nicht dicht genug, um einen Hubschrauber zu tragen. Warum also nicht die derzeit beliebteste Methode fast aller Raumfahrzeuge nutzen – Raketen?
Ein Hopper würde seine Triebwerke zünden, um das Gebiet auf Plutos Oberfläche zu erreichen und dann woanders zu landen. Er könnte dann an seinem neuen Standort wissenschaftliche Arbeiten durchführen, bevor er abhebt und dies woanders erneut tut.
Der Abschlussbericht der NIAC-Phase I beschreibt fünf wissenschaftliche Hauptziele der Mission, darunter das Verständnis der Oberflächengeomorphologie und die Durchführung einiger chemischer Analysen vor Ort. Eine Trichterstruktur würde diese Ziele viel besser als ein herkömmlicher Rover ermöglichen und dabei relativ geringe Gewichtskosten verursachen, da Plutos Schwerkraft so schwach ist.
Zu den weiteren Zielen des Berichts gehören mathematische Berechnungen der Flugbahn, einschließlich der Aerobraking-Effekte selbst und der Belastungen und Beanspruchungen, die diese auf die im System verwendeten Materialien ausüben würden. Die Autoren, die hauptsächlich für die beiden privaten Unternehmen Global Aerospace Corporation und ILC Dover arbeiten, aktualisierten außerdem die Atmosphärenmodelle von Pluto mit neuen Daten von New Horizons, die sie dann in das von ihnen verwendete Aerobraking-Modell einspeisten. Die Entwicklung des Landers/Hoppers, die Integration aller wissenschaftlichen und Navigationskomponenten und die Schätzung ihrer Gewichte waren ebenfalls Teil von Phase I.
Das ursprüngliche Startfenster für die Mission war bereits 2018 auf das Jahr 2029 festgelegt worden. Doch trotz des Erhalts eines NIAC-Zuschusses für Phase II im Jahr 2021 erscheint dieses Startfenster inzwischen äußerst optimistisch.
Da die Mission eine Schwerkraftunterstützung durch Jupiter erfordern würde, wäre das nächste mögliche Startfenster 2042, und eine Landesonde würde schließlich in den 2050er Jahren die Oberfläche von Pluto erreichen. Dieses spätere Startfenster ist wahrscheinlich das einzig machbare für die Mission, sodass wir möglicherweise fast 30 Jahre warten müssen, um zu sehen, ob sie zustande kommt.