Exploración de Plutón

Uno de los muchos conceptos tempranos para una misión a Plutón era enviar la aeronave Mariner Mark II. La idea más tarde sería reemplazada por la idea de una aeronave más pequeña y menos costosa, similar al concepto Plutón 350.

En mayo de 1989, un grupo de científicos e ingenieros, entre los que estaban Alan Stern y Fran Bagenal, formó una alianza llamada Pluto Underground, nombrada en homenaje a Mars Underground, con el que otro grupo obtuvo fondos para retomar las misiones a Marte, a raíz de la falta de proyectos desde el programa Viking. El grupo comenzó una campaña de cartas que tenía por objeto llamar la atención sobre Plutón como objetivo viable para la exploración.[6] En 1990, gracias a presión de la comunidad científica, entre quienes estaba el grupo Pluto Underground, la NASA decidió realizar proyectos para una misión a Plutón. En esa época se pensaba que la atmósfera de Plutón congelaría y precipitaría a la superficie durante el invierno, por lo que era necesaria una nave o sonda ligera capaz de lograr la llegada a Plutón antes de dicho acontecimiento. Uno de los primeros proyectos fue una aeronave de 40 kilogramos que alcanzaría Plutón en 5 o 6 años. Sin embargo, la idea se desechó toda vez que las técnicas de la época no permitían una miniaturización razonable del instrumental científico a bordo.[7]

Otra propuesta de misión, la Plutón 350, fue desarrollada por Robert Farquhar, desde el Centro de vuelo espacial Goddard, igualmente junto con Alan Stern y Fran Bagenal. Su objetivo era enviar una sonda de 350 kilogramos hasta Plutón.[8] El diseño minimalista perseguía viajar más rápido y de manera más eficiente, en contraste con la mayoría de proyectos de gran presupuesto de la NASA que se desarrollaban en esa época, como Galileo o Cassini-Huygens. Aun así, Plutón 350 traería polémica entre los responsables de la misión de la NASA, que consideraron al proyecto demasiado pequeño y con un alto riesgo. Una alternativa considerada por entonces era enviar a Plutón una configuración del Mariner Mark II, de unos dos mil kilogramos y con un coste de 3'2 mil millones de dólares, en fuerte contraste con el proyecto Plutón 350, de solo 543 millones de dólares.[9] Entre tanto, la carrera espacial tocaba a su fin con la caída del bloque soviético, con lo que al no existir la necesidad imperiosa de quedar delante de ningún otro, el presupuesto de la NASA comenzó a disminuir y se empezaban a elegir misiones cada vez más pequeñas como la Mars Pathfinder o la NEAR Shoemaker.[8]

En octubre de 1991, el Servicio Postal de los Estados Unidos publicó una serie de sellos que conmemoraban la exploración del Sistema Solar por la NASA.[10] La serie presentó un sello para todos los planetas, mostrando una imagen de cada planeta y destacando la nave espacial asociada que lo visitó. El sello para Plutón (seguía siendo considerado en la época un planeta) se describió como una esfera sin rasgos, presentado con la frase «aún no explorado» en el lugar donde correspondía ir el nombre de la nave espacial. Los sellos se dieron a conocer en una ceremonia en el Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL). Dos científicos que asistieron al evento: el presidente de la Fundación Mundial del Espacio, Robert Staehle, y el científico de la JPL Stacy Weinstein; se inspiraron en el estatus de inexplorado que el sello le daba a Plutón, para presentar proyectos de exploración para el mismo junto con otros miembros del Laboratorio de Propulsión.[11][12][13][14]

En agosto de 1992, Staehle hizo una llamada telefónica al descubridor de Plutón, Clyde Tombaugh, solicitando permiso para visitar su planeta, quien le respondió que era bienvenido a hacerlo, según Tombaugh, más tarde recordó: «a pesar de que tiene que hacer un largo y frío viaje».[15] En ese mismo año, Staehle, otros ingenieros del JPL y estudiantes del Instituto de Tecnología de California, formaron el proyecto Pluto Fast Flyby (Rápido Sobrevuelo a Plutón). La misión anunciaba la misma ideología del concepto de Plutón 350: de pequeño tamaño y eficiente en su alcance, de modo que la nave espacial fuera capaz de llegar a Plutón más velozmente y ser asequible de desarrollar y poner en marcha. Descrita como "concepto radical", la misión constaría de dos naves espaciales que serían enviadas a Plutón. Ambas pesarían sólo alrededor de 35 a 50 kilogramos cada una (incluyendo 7  kg de instrumentos científicos), y el desarrollo del proyecto costaría menos de 500 millones de dólares, excluyendo el coste de lanzamiento.[16] Descrito por Staehle como un enfoque "más rápido, mejor, y más barato" que los proyectos Plutón 350 y Mariner Mark II, llamó la atención del entonces Administrador de la NASA, Daniel S. Goldin, quién ordenó que todos los trabajos en curso tanto de Plutón 350 como de Mariner Mark II cesaran y se redirigieran sus recursos al nuevo proyecto Pluto Fast Flyby.[17]

Durante el desarrollo de Pluto Fast Flyby, sin embargo, hubo múltiples preocupaciones tanto por parte del administrador de la NASA como por la del equipo de desarrollo de la misión. A medida que la investigación y el desarrollo de la misión progresaron, el tamaño del proyecto, su alcance y su presupuesto se expandieron. Adicionalmente, la moral se vino abajo entre el equipo y el personal que trabajaba en las misiones interplanetarias por la pérdida de la nave espacial Mars Observer, durante la maniobra de puesta en órbita en agosto de 1993. Alan Stern citaría aquel acontecimiento como un factor significativo del bajo entusiasmo para el proyecto Pluto Fast Flyby.[7] Se pretendían usar cohetes Titan IV para lanzar la sonda, lo que habría costado unos 400 millones de dólares cada uno, elevando así el presupuesto a más de mil millones de dólares.[18] Debido a las crecientes limitaciones presupuestarias, el concepto de nave espacial dual fue desechado y reemplazado con la idea de enviar una sola nave espacial a Plutón. Aun así, el proyecto era todavía demasiado caro a ojos del administrador Goldin.[7] Alan Stern, como compromiso con el proyecto, logró un acuerdo con el Instituto Ruso de Investigación Espacial en Moscú, para que Pluto Fast Flyby fuera lanzado en un cohete Protón, ahorrando a la NASA más de 400 millones de dólares sólo en costes de lanzamiento. La propuesta fue remitida al administrador Goldin, pero vetó la propuesta, recomendando en cambio que el JPL estudiara la viabilidad de que Pluto Fast Flyby fuera lanzado a bordo de un cohete más pequeño, como el Delta II.[18]

Arte conceptual para el Pluto Kuiper Express; la última fase de la misión proyectada para Plutón, finalmente cancelada en 2000.

Durante el transcurso de la década de 1990, se descubrieron una serie de objetos transneptuniano, confirmando la existencia del cinturón de Kuiper. El interés en una misión al cinturón de Kuiper fue tal que la NASA encargó al JPL redefinir el propósito de la misión no sólo como sobrevuelo de Plutón, sino también como sobrevuelo de varios objetos del cinturón de Kuiper. Por ello, la misión fue rebautizada como Pluto Kuiper Express, tras haber sido anunciada breve e inicialmente como Pluto Express. El peso de la nave espacial fue aumentado nuevamente, esta vez a 175 kilogramos y la NASA fue más permisiva con el presupuesto del proyecto.[18] Sin embargo, Goldin decidiría posteriormente que Pluto Kuiper Express tenía poca importancia y la financiación del proyecto fue reducida drásticamente. Finalmente, a pesar de la selección oficial de instrumentos científicos y el nombramiento de varios investigadores, el Director de Misiones Científicas de la NASA, Edward J. Weiler, canceló toda la misión concerniente al cinturón de Kuiper y Plutón en el año 2000, citando crecientes limitaciones presupuestarias, que habían minado el proyecto desde su creación en 1992. En el momento de la cancelación, los costes proyectados superaban los mil millones de dólares.[7][19]

La más ambiciosa de las propuestas, una misión para orbitar, aterrizar y retornar con muestras de Plutón estuvo sobre la mesa en 2003. El plan incluía un viaje de doce años desde la Tierra a Plutón, mapeo desde la órbita, aterrizajes múltiples, una sonda de agua caliente^{[cita requerida]} y una posible producción de propulsión in situ para otro viaje de doce años hacia la Tierra con las muestras. La energía y la propulsión provendrían de un sistema de reactor nuclear MITEE bimodal.[20]

Aunque no sería ésta la que finalmente llegaría a Plutón.