In diesem Jahr fanden die Hauptveranstaltungen zum Asteroid Day in Luxemburg zwischen dem 28. Juni und dem 2. Juli 2022 statt. Dabei gab es Veranstaltungen für das interessierte Publikum, mehrere Schulbesuche, das Technical Briefing, die Live Sendung in den RTL-Studios und das jährliche Gala Dinner.
Ein Beitrag von Kirsten Müller und Ingo Muntenaar.
Bei den Veranstaltungen haben Wissenschaftler, Raumfahrer und Gründungsmitglieder des Asteroid Day über die Wichtigkeit der Erforschung von Asteroiden insbesondere durch Raumfahrtmissionen aufgeklärt.
An dieser Stelle möchten wir nicht die Speisekarte zum Gala Dinner wiedergeben, ebenso wenig den Ablauf des Live Events zum Asteroid Day im RTL Studio. Möglicherweise verrät der Bartender des SOFITEL Luxembourg Le Grand Ducal die Zusammensetzung des diesjährigen Cocktails zum Asteroid Day Gala Dinner. Sicher ist auf jeden Fall, dass sich die Aufzeichnung der Live Sendung zum Asteroid Day 2022 im Internet weiterhin abrufen lässt, und zwar unter folgendem Link: https://www.youtube.com/channel/UCG8uh6dJkvSDfv3GiWwuooA .
Hier finden sich auch weitere Aufzeichnungen zum Asteroid Day.
Daher werden wir uns auf eine Zusammenfassung des Technical Briefing vom 29. Juni 2022 im Arendt House beschränken, ohne die Wichtigkeit der anderen Veranstaltungen als vernachlässigbar zu unterschlagen.
Das Technical Briefing wurde von Danica Remy moderiert. Im Technical Briefing gab es Präsentationen von Dr. Patrick Michel, Hannah Goldberg, Sabina Raducan und Mario Juric.
Begleitet wurden diese Präsentationen durch die Raumfahrer Ed Lu (STS-84, STS-106, Sojus-TMA 2/ISS-7), Ron Garan (STS-124, Sojus-TMA 21/ISS-27/ISS-28), Michel Tognini (Sojus-TM 15, STS-93) und Dorin Prunariu (Sojus 40), die, genau wie das Publikum entsprechende Fragen stellten.
Patrick Michel ist Planetenforscher, Forscher am CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), Leiter des Planetologen Teams des Lagrange Observatory of the Cote d‘Azur Observatory in Nizza und Präsident der NEO WG (Working Group) der IAU (International Astronomical Union). Zur Zeit ist er Projektleiter bei der ESA Hera Mission und Co-Investigator bei OSIRIS-REx und der Hayabusa-2 Mission.
Hannah Goldberg ist eine Systemingenieurin, die sich auf das Design von Raumfahrtsystemen kleiner Raumflugkörper und die Entwicklung und den Test von Instrumenten spezialisiert hat. Zur Zeit arbeitet sie als Nutzlastsystemingenieurin bei der ESA und ist für die Hera Mission zuständig.
Sabina Raducan ist zur Zeit eine Postdoctoral Researcher an der Universität Bern. Sie befasst sich mit numerischen Simulationen von Einschlägen in Asteroiden. Zur Zeit ist sie Mitglied in den Arbeitsgruppen der NASA DART Mission als auch der ESA Hera Mission. Die Hauptaufgabe von Sabina Raducan liegt in der Auswertung und Interpretation der DART Mission.
Prof. Mario Juric werden wir in einem weiteren Teil unserer Serie zum Asteroid Day 2022 vorstellen.
Warum werden Asteroiden überhaupt erforscht? Die drei wichtigsten Gründe sind folgende:
- Wissenschaft: Asteroiden und Kometen geben beste Rückschlüsse auf die Entstehung und Geschichte unseres Sonnensystems.
- Abwehr vor einem Asteroideneinschlag auf der Erdoberfläche
- Ressourcen: Asteroiden bieten eine reiche Vielfalt an Mineralien, Gasen und Wasser, die zur Bereitstellung von Rohstoffen, Energie und Lebensmitteln genutzt werden könnten, um das menschliche Leben zu erhalten und die Erforschung des Weltraums zu ermöglichen.
Daher wird das Wissen über Asteroiden benötigt und die Hera-Mission der ESA wird diese Fragen beantworten können. Fest steht bereits jetzt, dass nur photographische Aufnahmen von Asteroiden keinen Aufschluss über die mechanischen Eigenschaften und Reaktionen auf mechanische Impulse geben können. Nicht berühren, nur anschauen ist hier nicht die Lösung (der Fragen). Der Asteroid muss aus nächster Nähe erforscht und auch penetriert werden.
Zwei Asteroidenmissionen haben in den letzten Jahren stattgefunden. Das Technical Briefing gab hier einen kurzen Überblick.
Die Mission Hayabusa-2
Eine weitere Raumsonde zur Erforschung von Asteroiden wurde am 3. Dezember 2014 mit einer H-IIA Rakete vom japanischen Raketenstartplatz Tanegashima durch die japanische Raumfahrtagentur JAXA gestartet.
Ziel der Asteroidensonde Hayabusa-2 (Hayabusa Follow-on Asteroid Sample Return Missions) war der Asteroid (162173) Ryugu. Am 27. Juni 2018 schwenkte Hayabusa-2 in eine Umlaufbahn ca. 20 km über der Asteroidenoberfläche von Ryugu ein.
An Bord der Raumsonde waren insgesamt 4 kleine Rover, die aufgrund der geringen Gravitation sich nicht durch Räder fortbewegen sollten, sondern mit Schwungmassen, die die Lander auf der Asteroidenoberfläche zwischen 10 bis 70 m weit springen lassen konnten.
Die Rover-1A und Rover-1B waren in einem gemeinsamen Lander untergebracht. Dieser Lander war mit Stereokameras, Weitwinkelkameras und Thermometern ausgestattet. Rover-2 war zusätzlich mit LEDs im optischen und UV-Lichtbereich ausgestattet. Damit konnten umherschwebende Partikel ausgeleuchtet und detektiert werden. Der vierte Rover namens MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) hatte ein Nutzlastpaket bestehend aus Infrarotspektrometer, Magnetometer, Weitwinkelkamera und Radiometer an Bord.
Nach dem Absetzen der Asteroidenlander wurden die Daten über die Hayabusa-2 als Relaisstation an die Satellitenbodenstation in Weilheim weitergeleitet.
Der Landecontainer mit den beiden Einheiten Rover-1A und Rover-1B setzte am 22. September 2018 auf der Oberfläche von Ryugu und hat als Vorhut mögliche Landestellen für MASCOT ausgekundschaftet. Am 3. Oktober 2018 erfolgte dann die Landung von MASCOT, welcher dann ungefähr 17 Stunden Informationen von der Asteroidenoberfläche sendete.
Rover-2 zerschellte auf Ryugu, nachdem Hayabusa-2 nach dem Aussetzen die Kontrolle über den Landecontainer verloren hatte.
Mit dem interessantesten Teil der Mission, nämlich der Entnahme von Bodenproben wurde am 21. Februar 2019 begonnen. Die Umlaufbahn von Hayabusa-2 wurde so verringert, dass ein Trichter die Oberfläche von Ryugu berührte. Dabei wurde nicht wie bei OSIRIS-REx Stickstoff unter hohem Druck ausgestoßen, sondern ein Projektil aus 5 g Tantal mit einer definierten Geschwindigkeit von 300 m/s auf die Oberfläche abgeschossen. Herausgesprengtes Material wurde von dem Trichter der Raumsonde eingesammelt. Diese Probe bestand allerdings hauptsächlich aus Oberflächenmaterial.
Um tieferes und damit weniger verwittertes Probenmaterial zu erhalten, musste ein größerer künstlicher Krater geschaffen werden. Daher wurde am 5. April 2019 ein weiteres Projektil vom Raumflugkörper abgeschossen. Dieses Projektil mit der Bezeichnung SCI (Small Carry-on Impactor) bestand aus 2,5 kg Kupfer, welcher mit einer Hohlladung von 4,5 kg Plastiksprengstoff aus einer Bahnhöhe von 500 m auf die Oberfläche von Ryugu beschleunigt wurde. Nach der Zündung des Projektils wurde die DCAM3 Kamera ausgesetzt, welche den Einschlag des Projektils beobachtete. Um nicht von ausgeworfenem Asteroidenmateral getroffen zu werden, befand sich Hayabusa-2 zu dem Zeitpunkts des Einschlags bereits auf der Asteroidenrückseite.
Bis zum 11. Juli 2019 wurde die Umlaufbahn von Hayabusa-2 erneut abgesenkt, so dass ein Greifer aus tieferen Schichten des 2 m großen Einschlagkraters freigelegtes Material entnehmen konnte.
Bei diesen Untersuchungen mit dem Greifer konnte bereits festgestellt werden, dass es sich in Oberflächennähe des Asteroiden um kohäsionsloses Material handelt. Das feinkörnige Lockergestein hat keinen Zusammenhalt untereinander. Die Haftfestigkeit der Partikel untereinander ist sehr niedrig. Dieses wurde auch durch den durch das Projektil verursachten großen Einschlagkrater bestätigt.
Mitte November 2019 verließ Hayabusa-2 die Asteroidenumlaufbahn ohne die ausgesetzten Lander und Rover. Diese blieben auf der Oberfläche von Ryugu zurück.
Hayabusa-2 trat seinen Rückweg zur Erde an, um dort in einem Swing-by-Manöver am 5. Dezember 2020 aus der Bahn katapultiert und beschleunigt zu werden. Damit begann eine erweiterte Mission, die Hayabusa-2 bis zum Jahr 2031 zum Vorbeiflug an zwei weiteren Asteroiden führen wird.
Die Rückkehrkapsel mit dem Probenmaterial vom Ryugu wurde kurz vor dem Swing-by von Hayabusa-2 abgesprengt und trat in die Erdatmosphäre ein. Am Fallschirm landete die Kapsel in der Woomera Test Range in Australien. Zur weiteren Analyse der Proben wurde die Kapsel ins Extraterrestrial Sample Curation Center der JAXA gebracht.
Die Mission Osiris-REx
In den letzten Jahren wurden mehrere Raumsonden gestartet, die als Hauptziel die Erforschung von Asteroiden haben.
Die Raumsonde OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer) ist eine Raumsonde der NASA. Sie wurde am 8. September 2016 mit einer Atlas-V vom LC-41 in Cape Canaveral gestartet.
Hauptaufgabe der Raumsonde OSIRIS-REx ist die Erforschung des Asteroiden Bennu, einem erdnahen Asteroiden mit einem Durchmesser von 494 m.
Für die Erforschung des Asteroiden stehen OSIRIS-REx fünf unterschiedliche Instrumente zur Verfügung:
Die OCAMS (OSIRIS-REx Camera Suite) ist ein aus mehreren hochauflösenden Kameras bestehendes System, welches Bilder der Asteroidenoberfläche aufnimmt und auch hochauflösende Bilder möglicher Probenentnahmestellen aufgenommen hat. Die Probenentnahme wurde von OCAMS aufgezeichnet.
OLA (OSIRIS-REx Laser Altimeter) lieferte Daten mit einem LIDAR, welches Laserimpulse auf die Oberfläche von Bennu gesendet hat. Durch die Zeitdifferenzen von gesendeten und reflektiertem Lichtstrahl konnte die Entfernung zwischen Raumsonde und Asteroid bestimmt werden. Damit konnten hochauflösende topografische Daten über Bennu bereitgestellt werden.
OTES hat über ein Wärmeemissionsspektrometer Daten über die mineralische Zusammensetzung, die durchschnittliche Partikelgröße und die Temperaturverteilung der Oberfläche ermittelt.
OVIRS (OSIRIS-REx Visible and Infrared Spectrometer) sammelt und analysiert sichtbares und infrarotes Licht und liefert damit Spektralkarten über mineralisches und organisches Material an der Oberfläche von Bennu. Diese Untersuchungen werden durch das Studentenexperiment REXIS (Regolith X-ray Imaging Spectrometer) untersützt.
Ende Dezember 2018 trat OSIRIS-REx in einen Orbit um den Astroiden Bennu ein und begann mit der Kartografierung der Asteroidenoberfläche. Über mehrere Monate hinweg wurde die Umlaufbahn um Bennu von anfänglich 1,75 km auf eine Oberflächenentfernung von 375 m zum Asteroiden verringert. Nach einer Überprüfung des TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) genannten Roboterarms wurde das eigentliche Missionsziel durchgeführt.
Die Umlaufbahn von OSIRIS-REx wurde weiter abgesenkt, so dass der Probenentnahmekopf am Ende des Roboterarms die Asteroidenoberfläche berühren konnte. Dabei sollte der Probenentnahmekopf bis auf 50 cm Tiefe in die Oberfläche von Bennu eindringen. Durch zusätzlichen Ausstoss von Stickstoff wurde weiteres Probenmaterial von der Oberfläche aufgewirbelt.
Insgesamt sollten so 60 g Regolith-Gestein und mehrere Kubikzentimeter an Oberflächenstaub eingesammelt werden. Die Umlaufbahn von OSIRIS-REx wurde wieder angehoben und die Probenentnahmestelle ausführlich über die hochauflösenden Kameras beobachtet. Dabei stellte sich heraus, dass TAGSAM mehr als die gewünschten 60 g Regolith einsammelte. Eine nochmalige Probenentnahme war demnach nicht mehr erforderlich. Auffallend war allerdings, dass der Probenentnahmekopf beim Berühren der Asteroidenoberfläche auf keinen Widerstand stieß.
Das Asteroidenmaterial, welches in der Probenentnahmeeinheit war, wurde mitsamt des Probenentnahmekopfes in eine Probenrückkehrkapsel namens SRC (OSIRIS-REx Sample Return Capsule) eingeführt.
Am 10. März 2021 wurden die Triebwerke von OSIRIS-REx gezündet und es verließ die Umlaufbahn um Bennu. Auf dem Rückweg an der Erde vorbei wird die Probenrückkehrkapsel ausgestoẞen, und dringt in die Erdatmosphäre ein, wo sie dann am 24. September 2023 auf der Utah Test and Training Range landen wird.
OSIRIS-REx wird seine Mission unter dem Namen OSIRIS-APEX (OSIRIS APophis EXplorer) fortsetzen und den Asteroiden Apophis 2029 erreichen, um ihn dann auf einer 18 monatigen Mission zu untersuchen.
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