Kategorie Innovation & Technologie - 4. Oktober 2018

In 300 Millionen km Entfernung: Lander MASCOT auf Asteroiden abgesetzt

Rund 300 Millionen Kilometer von der Erde entfernt hat eine japanische Raumsonde das deutsch-französische Messgerät MASCOT über dem Asteroiden Ryugu erfolgreich abgeworfen. Das gaben das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bremen und die japanische Raumfahrtbehörde JAXA bekannt.

 

Das kleine Gerät von der Größe einer Mikrowelle ist planmäßig nur Minuten nach der Trennung von der Sonde Hayabusa2 auf dem Himmelskörper gelandet, um dort Messungen vorzunehmen. Die Forscher wollen mit der Mission den Ursprüngen des Sonnensystems auf die Spur kommen. Erste Bilder vom Asteroiden Ryugu wurden bereits übermittelt. Diese zeigen eine raue Oberfläche mit großen Gesteinsbrocken.

Suche nach Ursprung des Sonnensystems

Die von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA betriebene Raumsonde Hayabusa2 befindet sich seit dem 3. Dezember 2014 auf einer Probenrückführmission zu dem C-Klasse-Asteroiden 162173 Ryugu (1999 JU3) – er gehört zu einer häufig vorkommenden Klasse von erdnahen Asteroiden. Mit an Bord von Hayabusa2 ist der Lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout).

Ziel der Mission Hayabusa2 ist es, mehr über den Ursprung und die Entwicklung unseres Sonnensystems zu erfahren. Asteroiden gehören, wie Kometen, zu den ursprünglichsten Himmelskörpern. Ihre Erforschung ermöglicht uns einen Blick zurück in unsere kosmische Vergangenheit. Gleichzeitig stellen sie, insbesondere die erdnahen Objekte (Near Earth Objects, NEOs), zu denen auch Ryugu gehört, eine potentielle Bedrohung für die Menschheit dar, die es zu untersuchen und zu reduzieren gilt.

Die Mission stellt ein einzigartiges Gesamtpaket dar: Sie beinhaltet

  • die Beobachtung und Kartierung des Asteroiden aus der Ferne,
  • seine Vermessung,
  • die erstmalige Landung eines sich selbst fortbewegenden Messlabors (MASCOT) auf dem Asteroiden,
  • Vor-Ort-Untersuchungen und Referenzmessungen an mehreren Orten und
  • die Rückführung von Proben des Asteroiden zur Erde.

Raffinierte Probenentnahme

Hayabusa2 und MASCOT werden als Team zusammenarbeiten: Hayabusa2 liefert die Daten, um einen geeigneten Landeplatz für MASCOT zu finden, MASCOT untersucht die Asteroidenoberfläche und liefert Daten über Material und Umgebung, um einen geeigneten Entnahmeplatz für die Bodenproben zu finden. Dafür soll Hayabusa2 während einer kurzen Bodenberührung auf dem Asteroiden Material von seiner Oberfläche einsammeln und diese zur Erde zurückbringen.

Dazu wird sich Hayabusa2 Ryugu bis auf einen Meter annähern und mit seinem Probensammelrohr direkt auf dem Boden aufsetzen. Im Sammelrohr wird eine Kugel aus Tantal nach unten geschossen und dabei Staub aufwirbeln. Der im Sammelrohr emporsteigende Staub wird fixiert und in einer Probenkammer eingeschlossen. Mit einigem zeitlichen Abstand wird derselbe Vorgang an einer zweiten Stelle wiederholt.

Besonders raffiniert ist dann eine dritte geplante Probennahme: Dazu wirft Hayabusa2 einen Sprengsatz auf die Oberfläche ab. Um bei der Detonation der Sprengladung das Raumschiff nicht zu gefährden, wird Hayabusa2 auf der anderen Seite Ryugus „versteckt“, aber eine mit dem Sprengsatz zurückgelassene Minikamera nimmt die Detonation auf. Dann nähert sich Hayabusa2 dem frisch erzeugten Krater, setzt auf und nimmt Asteroidenmaterial auf, das zuvor unter der Oberfläche verborgen war.

Darüber hinaus sollen mit einem Radiometer, einer Kamera sowie einem Spektrometer und einem Magnetometer die mineralogische und geologische Zusammensetzung der Asteroidenoberfläche untersucht und Oberflächentemperatur sowie Magnetfeld des Asteroiden ermittelt werden.

Große Herausforderungen für einen kleinen Lander

Eine Herausforderung bei der Mission stellt die geringe Anziehungskraft des Asteroiden dar. Sie beträgt ein 60.000stel der Erdanziehungskraft. Um die Landung vorzubereiten, hatte sich „Hayabusa 2“ dem Asteroiden auf 51 Meter genähert, dann wurde der kleine Landeroboter sanft ausgeklinkt. Der Landeplatz lag in einem Gebiet, das zwar über keine sehr großen Felsen verfügt, allerdings mit zahlreichen bis zu 30 Meter großen Gesteinsbrocken gespickt ist.

Allerdings blieb „Mascot“ nach dem Aufsetzen nicht direkt liegen – sondern absolvierte kleinere Hüpfer auf der Oberfläche, bis er schließlich zum Stillstand kam. Durch einen Schwungarm im Inneren des Landers kann sogar er an einen anderen Ort auf der Oberfläche Ryugus hüpfen, wobei diese Manöver sehr viel Energie verbrauchten und die Reserven von MASCOT dahingehend äußerst überschaubar sind.

Solarzellen besitzt der Lander nämlich nicht. Nur die an Bord befindlichen Lithium-Ionen-Batterien liefern Energie – laut Prognose für vermutlich 16 Stunden, gerechnet von der Abtrennung von „Hayabusa 2“. Ob der Strom in dem Landegebiet, das sich auf +47 Grad Celsius erhitzen und auch -63 Grad Celsius abkühlen kann, so lange reicht, weiß aktuell aber niemand.

DLR/red