[caption caption="Penjelajahan Luar Angkasa New Horizons"][/caption]
Hingga tahun 2002 gambar Pluto masih berupa citra buram dari satelit luar angkasa Hubble yang didukung dengan pemrosesan citra oleh komputer. Pluto adalah satu-satunya planet yang belum memiliki gambar yang jelas. Hal ini mendorong para peneliti dan insinyur untuk melakukan penjelajahan luar angkasa; melihat Pluto lebih dekat. Wahana antariksa pada umumnya memanfaatkan sel surya untuk memenuhi kebutuhan energi mereka. Cahaya matahari dengan efek fotolistrik diubah menjadi listrik untuk mengoperasikan perlengkapan elektrik pada wahana antariksa. Namun, sel surya menjadi tak berdaya ketika penjelajahan luar angkasa menjauhi matahari dilakukan. Pada jarak 32.6 AU (4.89 miliar kilometer), jarak Pluto ke matahari, matahari tak ubahnya dengan bintang-bintang lain di galaksi. Tidak menghangatkan. Mungkin hanya tampak seperti bintang ufuk, Venus.
[caption caption="Perbandingan citra Pluto tahun 2002 dan 2015"]
Pada Januari 2006, wahana New Horizons diluncurkan oleh Atlas V dengan kecepatan awal ketika keluar dari bumi 16.26 km/detik. Wahana seberat 478 kg itu dibekali dengan 7 instrumen penelitian : 3 instrumen optik, 2 instrumen plasma, 1 sensor debu, dan 1 radiometer. Instrumen tersebut digunakan untuk menginvestigasi geologi, temperatur dan komposisi permukaan, tekanan dan suhu atmosfer, serta escape rate Pluto. Rata-rata tiap instrumen membutuhkan daya sebesar 10 watt. Sehingga New Horizons membutuhkan paling tidak 100 watt daya listrik. Tentu saja sel surya tidak dapat memenuhi kebutuhan energi untuk misi luar angkasa tersebut selama paling tidak 83220 jam. Belum lagi pemanas agar instrumen penelitian berada dalam suhu operasi yang dibutuhkan.
Secara umum terdapat tiga "energi" yang dimanfaatkan New Horizons untuk menjelajah luar angkasa : Gravity Assist (Gravitational Slingshot), Hydrazine Thruster, dan Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG).
Gravitational Assist : Mencuri dari Jupiter
Luar angkasa merupakan ruang hampa di mana hukum aeordinamik di bumi tidak berlaku. Benda yang melayang dengan kelajuan v akan tetap melaju dengan kelajuan v sepanjang waktu. Dalam kondisi ini gravitasi lah yang bermain-main dengan kelajuan benda; memperlambat atau mempercepat. Jika wahana luar angkasa melintasi lintasan dan keluar dari lintasan yang tepat pada saat yang tepat, wahana tersebut akan terlempar oleh gravitasi planet dengan kelajuan yang bertambah. Jika berada pada lintasan yang salah, membelakangi planet sumber gravitasi, justru kecepatan wahana tersebut akan berkurang drastis. Hal ini disebut gravitational slingshot. Gravitational slingshot ini dimanfaatkan untuk pergi dan pulang dari penjelajahan. Wahana tidak melintas pada lintasan yang lurus, tetapi lintasan yang melengkung. Gravitasi menarik dan memutar vektor kecepatan wahana, sehingga lintasan melengkung. Oleh karena hal ini, interaksi wahana dengan gravitasi planet dianggap sebagai fenomena tumbukan elastisitas sempurna, walaupun pada kenyataannya tidak ada tumbukan antara keduanya.
Elastisitas sempurna tersebut membawa konsekuensi jumlah momentum wahana dan planet, sebelum dan sesudah "tumbukan", sama. Wahana dapat melaju bahkan lebih dari dua kali kecepatan mula-mula. Analogi yang sering digunakan untuk menjelaskan penambahan kecepatan ini adalah bola tenis dan kereta api. Bayangkan Anda berdiri di pinggir rel kereta dan melemparkan bola tenis dengan kecepatan 30 km/jam berlawanan dengan kereta yang melaju dengan kecepatan 50 km/jam. Masinis akan menganggap bola mendekat dengan kecepatan 80 km/jam dan bola memantul kereta dengan kecepatan 80 km/jam. Menurut acuan pelempar bola yang diam bola terpantul dengan kecepatan 130 km/jam. Dengan asumsi bola memantul elastis sempurna, hal ini secara sederhana dijelaskan dengan persamaan berikut,
[caption caption="Persamaan elastisitas sempurna"]
dengan v sebagai kecepatan bola sebelum tumbukan , v' sebagai kecepatan bola setelah tumbukan, dan W sebagai kecepatan kereta. Dari persamaan (5) dapat dibuktikan bahwa kecepatan bola bertambah dua kali lipat kecepatan kereta.
[caption caption="Lintasan Pioner 10 dan 11 akibat slingshot"]
