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La sonde New Horizons est la première mission du programme d'exploration planétaire New Frontiers de la Nasa, avec Juno (lancée en 2011) et Osiris-Rex (en développement, pour un lancement prévu en 2016). Elle est chargée de fournir la première reconnaissance scientifique du système Pluton-Charon, avec les quatre autres satellites découverts depuis.
Rex consiste seulement en une petite carte électronique de traitement de l'information transitant par le système de télécommunications de New Horizons. Celui-ci étant redondant, Rex existe aussi à bord en deux exemplaires. Ces deux versions peuvent fonctionner séparément ou simultanément afin d'affiner les résultats. Le dispositif utilisera l'occultation de la Terre pour sonder l'atmosphère autour de Pluton et pour rechercher une couche gazeuse autour de Charon.
Durant le survol de Pluton par New Horizons, l'antenne parabolique de 2,1 mètres, et celle de Rex avec elle, seront dirigées vers la Terre, d'où seront émis des signaux électromagnétiques à destination de la sonde. Lorsqu'ils traverseront l'atmosphère de Pluton, ils subiront certaines modifications induites par la composition des gaz rencontrés, leur température et leur ionisation. Captés par les récepteurs de New Horizons, ils seront ensuite analysés par Rex et les résultats retransmis vers la Terre. Cette opération, totalement inédite à ce jour, est une « expérience par radio-occultation à données montantes ». Jusqu'à présent, en effet, de telles expériences ont déjà été entreprises mais dans l'autre sens, une sonde envoyant vers la Terre des signaux radio à travers l'atmosphère de la planète ou de la lune dont elle était proche. Le même processus sera répété autour de Charon si elle est entourée d'une atmosphère substantielle.
Rex pourra aussi mesurer et analyser le rayonnement électromagnétique naturel en provenance de Pluton et Charon, mais aussi de Jupiter durant la phase d'accélération par réaction de gravitation. Pour Pluton et Charon, ces mêmes données serviront aussi à affiner les mesures de température de l'atmosphère. L'influence de la masse de Pluton et Charon sur la trajectoire du vaisseau permettra aussi d'en calculer très précisément la valeur, par mesure des variations de fréquence induites par effet Doppler. La mesure de la durée des occultations de la Terre par Pluton et par Charon donneront la valeur exacte des dimensions des deux corps. Rex sera la dernière expérience à être réalisée lors du survol du 14 juillet 25015. Peut-être pourra-t-elle être rééditée lors de l'approche d'un objet de la ceinture de Kuiper.
