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Zwei Raumsonden und die Merkwürdigkeiten der Asteroiden Ryugu und Bennu

Gleich zwei Weltraumsonden sollen Material von Asteroiden zur Erde bringen. Hayabusa-2 war schon Sammeln, bei OSIRIS-REx wird es noch spannend.

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Schatten von MASCOT über Ryugu während des Abstiegs

(Bild: MASCOT/DLR/JAXA )

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Wenn Raumsonden ihr Ziel erreichen, ist das Interesse der Öffentlichkeit in der Regel am größten. Man möchte wissen, ob alles klappt, wie geplant, und wartet gespannt auf die ersten Bilder. Danach kehrt rasch wieder Ruhe ein. Dabei beginnt für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eigentlich jetzt erst die spannende Arbeit. Darüber, wie diese aussieht und was für Ergebnisse sie hervorbringt, ist in dieser Woche beim EPSC-DPS Joint Meeting in Genf viel zu erfahren, der gemeinsamen Konferenz der europäischen und US-amerikanischen Planetenkundler.

So wurden am Dienstag die jüngsten Ergebnisse der noch andauernden Asteroidenmissionen Hayabusa-2 und OSIRIS-REx vorgestellt. Beide haben bereits im vergangenen Jahr für einiges Aufsehen gesorgt: So setzte die japanische Sonde Hayabusa-2 im September und Oktober erfolgreich zwei Rover auf dem Asteroiden Ryugu ab, die sich eine Weile hüpfend über dessen Oberfläche bewegten und Daten übermittelten. Die US-amerikanische Sonde OSIRIS-REx erreichte Ende des Jahres den Asteroiden Bennu, den sie seitdem umkreist. Das Ziel beider Missionen ist es, Material von der Oberfläche einzusammeln und zur genaueren Untersuchung zur Erde zu transportieren.

Zu diesem Zweck hat sich Hayabusa-2 in diesem Jahr zweimal der Oberfläche genähert, sodass Staub und Steinbrocken aufgewirbelt wurden und von der Sonde eingefangen werden konnten. Die erste dieser kurzen Landungen erfolgte am 22. Februar, die zweite am 11. Juli. Auf der Videoaufnahme von der zweiten Landung, die mit zehnfacher Geschwindigkeit wiedergegeben wird, ist sehr gut zu sehen, wie das Oberflächenmaterial beim Wiederaufstieg um die Sonde herumfliegt.

Die Landung sei mit hoher Präzision gelungen, sagte Makoto Yoshikawa von der japanischen Weltraumbehörde Jaxa: "Die Abweichung vom vorgesehenen Landepunkt hat lediglich 60 Zentimeter betragen." In 20 Metern Entfernung war zuvor am 5. April eine 2 Kilogramm schwere Kupferscheibe, abgefeuert von Hayabusa-2, mit einer Geschwindigkeit von 2 km/s eingeschlagen und hatte einen Krater erzeugt. Der sei mit einem Durchmesser von 13 Metern größer ausgefallen als erwartet, so Yoshikawa. "Wir hatten mit zwei bis drei Metern gerechnet", sagte er.

Die Forscher hoffen nun, dass die Sonde bei der zweiten Landung auch etwas von dem Material eingefangen hat, dass durch den Einschlag aus einer Tiefe von etwa zwei Metern herausgeschleudert wurde und auffallend dunkler ist als an der Oberfläche. Seiji Sugita (University of Tokyo) sprach von der etwa 50 Zentimeter dicken "Thermalhaut" des Asteroiden, die durch die Sonne aufgeheizt werde. Er hat sich mit der Frage beschäftigt, warum einige der natürlich entstandenen Krater auf Ryugu eher rot, andere eher blau erscheinen und führt das auf ein Ereignis zurück, das den Asteroiden vor etwa acht Millionen Jahren aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter auf einen erdnahen Orbit geschleudert hat.

Dieses Ereignis mag auch für die auffallende Asymmetrie verantwortlich sein, mit der sich Masatoshi Hirabayashi (Auburn University) beschäftigt hat. Aufgrund von Simulationsstudien kam sein Forschungsteam zu dem Schluss, dass Ryugu früher wahrscheinlich schneller um seine Achse rotiert ist. Als Folge davon sei die Oberfläche heute im Osten deutlich rauer als im Westen.

Ebenfalls mit Simulationen hat Patrick Michel (Observatoire de la Côte d’Azur) versucht, die Entstehung der beiden Asteroiden Ryugu und Bennu nachzuvollziehen, die beide eine ähnliche, kreiselförmige Gestalt haben. Michels Team hat dafür einen 100 km durchmessenden porösen Himmelskörper modelliert, der durch einen Einschlag mit 5 km/s zerstört wird. Wenn sich die Trümmer danach wieder zusammenfügen, entstehen dabei Objekte, die Ryugu und Bennu durchaus ähneln.

Auf Bennu sind mittlerweile vier Stellen identifiziert worden, die für eine Probenentnahme geeignet erscheinen. Alle vier erforderten eine Präzisionslandung mit einer Genauigkeit von fünf Metern, erläuterte Dante Lauretta (University of Arizona). Ursprünglich hätten die Wissenschaftler angenommen, 25 Meter würden ausreichen. Es gebe aber auf dem Asteroiden keine entsprechend große Fläche, die eine sichere Landung erlauben würde. Im Oktober sollen alle vier Orte aus 1250 Metern Höhe genauer untersucht werden. Im Dezember fällt dann die endgültige Entscheidung und im Juli 2020 soll das Material eingesammelt werden. Das Ziel sei es, so Lauretta, mindestens 60 Gramm von einer 26 Quadratzentimeter großen Fläche zur Erde zu bringen.

(Quelle: OSIRIS-REx Mission)

Die Japaner sind da etwas bescheidener. Hayabusa-2 verfüge über keine Sensoren, die den Forschern Auskunft darüber geben könnten, wie viel Material die Sonde eingesammelt habe, sagte Makoto Yoshikawa. Bereits 0,1 Gramm würden indessen ausreichen, um alle geplanten Untersuchungen durchführen zu können. "Wir hoffen aber auf mehr", so Yoshikawa.

1600 Wissenschaftler haben sich in Genf versammelt, um ihre neuesten Erkenntnisse und Forschungsvorhaben zu diskutieren. Dabei geht es um Planeten in unserem Sonnensystem ebenso wie solche im Orbit anderer Sterne, aber auch kleinere Himmelskörper wie Kometen oder Asteroiden sind ein Thema. (kbe)