Vorarbeit zur Weltrettung: Diese technischen Hürden liegen vor der Dart-Mission

30-mal weiter als der Mond

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Wie in der Raumfahrt üblich, reisen mit Dart auch Technologien, die später für andere Raumfahrzeuge verwendet werden könnten. So wird beispielsweise der neue Ionenantrieb Next-C demonstriert. Dieser ist für die Mission von Dart nicht notwendig, die sich in erster Linie auf konventionelle chemische Raketen stützen wird. Aber Ionentriebwerke, die Elektrizität zur Impulserzeugung nutzen, sind viel effizienter als ihre chemischen Pendants. Mit ein paar Hundert Kilogramm Treibstoff können sie erreichen, wofür man Zehntausende Kilos chemischer Treibstoffe wie Hydrazin benötigen würde. Nur zwei Raumschiffe – Deep Space 1 und Dawn – haben bislang Ionentriebwerke im tiefen Weltraum eingesetzt, und Next-C ist etwa dreimal so stark wie die auf diesen Missionen verwendeten. Um den Strom für Next-C zu erzeugen, wird Dart auch eine neue ausrollbare Solaranlage erhalten, die leichter ist als herkömmliche faltbare Solarpaneele. Weiterentwickelte Antriebssysteme würden es zukünftigen Raumschiffen ermöglichen, eintreffende Asteroiden mit höheren Geschwindigkeiten zu treffen.

Die Reise von der Erde zu Didymos wird 14 Monate dauern. Dart startet im November 2021 mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base an der Küste Kaliforniens, rund 220 Kilometer nordwestlich von Los Angeles, abheben. Die Raumsonde wird in Richtung Süden starten und die Sonne einmal umkreisen, bevor sie einige Wochen nach ihrer nächsten Annäherung an die Erde auf das Asteroiden-Gespann trifft. Didymos und Dimorphos werden dann knappe elf Millionen Kilometer von der Erde entfernt sein, etwa 30-mal weiter als der Mond. Die Flugbahn haben die Ingenieure so ausgelegt, dass die für den Start von Dart erforderliche Energie minimiert ist und der Aufprall für einen Nahanflug zeitlich so liegt, dass Teleskope auf der Erde die Kollision bestmöglich beobachten können.

So der Plan, doch zuerst muss Dart Didymos finden. Dreißig Tage vor dem geplanten Aufprall wird das Raumschiff beginnen, optische Navigationsbilder zu sammeln, während es sich den Zwillingsasteroiden mit fast 24.000 Kilometern pro Stunde nähert. Die Astronomen kennen die Bahnen der Asteroiden nicht mit der Präzision, die für einen vorprogrammierten Einschlag erforderlich wäre. Der Missionsplan sieht vor, dass Dart nicht mehr als 15 Meter vom geplanten Zielpunkt entfernt einschlagen soll, aber zu diesem Zeitpunkt wird die Ungewissheit über die Umlaufbahn des großen Didymos noch Tausende von Metern betragen, und für den viel kleineren Dimorphos wird sie noch größer sein.

Vier Stunden später „schalten wir Smart Nav ein, es identifiziert Didymos und beginnt mit der Suche nach Dimorphos, das wir zu treffen versuchen“, sagt Elena Adams, Chefingenieurin der Dart-Mission. Strahlung im Weltraum und Rauschen im Detektor erschweren die Navigation, aber eine Stunde vor dem Einschlag sollte die Software Dimorphos lokalisieren. „Nachdem sie herausgefunden hat, dass sie sich am richtigen Ort befindet und dass es sinnvoll ist, wechselt sie von der Ausrichtung auf den Hauptasteroiden zur Ausrichtung auf seinen Mond.“