Hayabusa-2 bringt wertvolle Fracht aus dem All

Die japanische Sonde Hayabusa-2 hat Asteroid Ryugu besucht und kehrt nun zurück. An Bord: eine Kapsel mit kostbaren Gesteinsproben. Am Wochenende sollen sie in der australischen Wüste landen.

Am 6. Dezember 2020 Ortszeit soll eine helle Feuerkugel den Nachthimmel über Australien erleuchten. Nicht etwa eine Sternschnuppe wird dann ihr feuriges Ende in der Erdatmosphäre finden, sondern die Rückkehrkapsel der japanischen Asteroidensonde Hayabusa-2 für ihre Landung mit rasender Geschwindigkeit in die Lufthülle eintreten. An Bord befinden sich wenige Gramm eines kostbaren Materials, nämlich Gestein des kleinen Asteroiden Ryugu. Auf dieses warten Wissenschaftler weltweit seit Jahren mit großer Spannung, auch in Deutschland wollen Teams das Gestein im Detail erforschen.

Schöner Artikel von Tilmann Althaus – Tilmann Althaus ist Redakteur bei »Sterne und Weltraum. Nicht nur wissenswert sondern auch mit eine Portion Spannung. So das man auch denn nicht sachkundigen Erwachsenen, Jugendliche und Kinder, mitreißen kann.

Ich bin Optimistisch das wir diesmal mehr Material von Hayabusa 2 bekommen. Die Forscher können sich freuen: „Weihnachtsgeschenke für alle ist dabei“. Die Ausbeute von Hayabusa 1 war nüchtern, das machte es schwierig damit zu arbeiten und Analysieren. Es wird bei Hayabusa 2 hoffentlich besser. Mit schnellen Ergebnissen ist aber nicht zurechen auch nicht das alle Forscher sofort was abbekommen. Japan der den größten teil der Mission trägt, hat erstmal exclusiv rechte an den Proben. Diese Abmachung ist in der Raumfahrtforschung aber normal. Wissenschaftliche Arbeiten brauchen auch ihre Zeit bis zur Veröffentlichung.

Die Proberückgabe von Hayabusa 2 und Change 5 bei den Pflegeeltern zu erleben ist viel schöner und ganz anders als ,alleine Zuhause und bei den leiblichen Eltern, wo man sich nicht wohl gefühlt hat. Man kann diese dinge erstmals auch genießen.

Christian Dauck

Die Ankunft der Gesteinsproben ist der vorläufige krönende Abschluss der Mission Hayabusa-2, die in den Jahren 2018 und 2019 für rund 500 Tage den nur etwa 950 Meter großen Himmelskörper aus unmittelbarer Nähe erkundete. Aber die Sonde, deren japanischer Name Wanderfalke bedeutet, beschränkte sich nicht nur auf passive Beobachtung, im Gegenteil: Sie setzte mehrere kleine Landesonden ab, darunter MASCOT, einen Lander, der in Deutschland und Frankreich entwickelt und gebaut wurde. Das Gerät erkundete rund 17 Stunden lang das Gestein von Ryugu direkt auf der Oberfläche und lieferte erste Informationen über dessen Zusammensetzung – sie haben neugierig gemacht. Regelrecht rabiat wurde Hayabusa-2, als sie Ryugu mit einem rund 2,5 Kilogramm schweren Projektil aus Kupfer beschoss. Es riss einen Krater von rund 17 Meter Durchmesser in den Asteroiden, verstreute Gestein in alle Richtungen und legte dabei frisches Oberflächenmaterial frei.

Vor dem Flug von Hayabusa-2 hatten die Planetenforscher angenommen, dass das Gestein von Ryugu einem bestimmten Meteoritentyp sehr ähnlich sei, nämlich den »kohligen Chondriten«. Der Asteroid war von der Erde mit Teleskopen als ein kohlenstoffhaltiger Himmelskörper vom C-Typ ermittelt worden. Doch schon jetzt ist bekannt, dass sein Gestein keinem der vielen tausend Meteoriten in den bisherigen Sammlungen gleicht. Es ist ausgesprochen fragil und brüchig, hat eine sehr geringe Dichte und würde keinesfalls einen Eintritt als Meteorit in unserer Atmosphäre überstehen. Somit wächst die Spannung, woraus es nun wirklich besteht und wie seine Feinstruktur beschaffen ist. Insgesamt zweimal entnahm Hayabusa-2 Gesteinsmaterial vor Ryugu, darunter auch in dem künstlich gesprengten Krater. Es ist deswegen so interessant, weil es weitgehend aus unveränderter Urmaterie aus der Urzeit unseres Sonnensystems vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren besteht. Aus ihm lassen sich Rückschlüsse auf die Entstehung der Planeten und der Sonne ziehen. Diese Informationen sind auf der Erde durch die geologische Aktivität längst verwischt.

Asteroid (162173) Ryugu
© JAXA, UNIVERSITY OF TOKYO, KOCHI UNIVERSITY, RIKKYO UNIVERSITY, NAGOYA UNIVERSITY, CHIBA INSTITUTE OF TECHNOLOGY, MEIJI UNIVERSITY, UNIVERSITY OF AIZU AND AIST (AUSSCHNITT)Asteroid (162173) Ryugu | Der Asteroid (162173) Ryugu erhielt Ende Juni 2018 Gesellschaft von der Sonde Hayabusa-2 der japanischen Weltraumbehörde JAXA. Von Juni 2018 bis November 2019 sammelte sie mit ihren Instrumenten Daten und Bilder. Diese Aufnahme entstand am 30. Juni 2018 mit ONC-T, der »Optical Navigation Camera – Telescopic«, aus einer Distanz von 20 Kilometern.

Die Untersuchung von Ryugu geschieht aber nicht nur aus rein wissenschaftlicher Neugier. Vielmehr gehört der Himmelskörper zu den erdnahen Asteroiden und ist als potenziell gefährliches Objekt eingestuft, das heißt, er könnte eines fernen Tages auf der Erde einschlagen. Für die berechenbare Zukunft ist dies aber ausgeschlossen. Die Untersuchungen von Hayabusa-2 zeigen jedoch, dass Ryugu nicht wie ursprünglich erwartet ein kompakter Felsbrocken, sondern eine sehr lockere Ansammlung von Gesteinsbrocken aller Größen ist – also eine fliegende Geröllhalde. So ein Gebilde lässt sich nicht einfach mit einigen Atombomben von seinem Kollisionskurs abbringen. Da müssen andere, noch zu entwickelnde Verfahren her, falls sich einmal die Notwendigkeit ergeben sollte.

Wie der Faden durch ein Nadelöhr

Damit die Probenkapsel überhaupt wieder die Erde erreichen kann, müssen die Missionskontrolleure der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA ein wahres Bravourstück der Weltraumnavigation hinlegen. Es ist nämlich sehr schwierig, von Ryugu aus nach einem Flug von mehr als einer Milliarde Kilometer und einer Flugzeit von rund einem Jahr durch das Sonnensystem zu unserem Planeten zurückzufinden und die Kapsel punktgenau über Australien in die Erdatmosphäre zu bugsieren. Die Aufgabe ähnelt der Anstrengung, mit Boxhandschuhen einen Faden in eine Nähnadel einzufädeln.

Die Rückkehrkapsel von Hayabusa in Australien
© JAXA / ISIS (AUSSCHNITT)Die Rückkehrkapsel von Hayabusa-1 in Australien | Etwa so groß wie eine Langspielplatte war die Rückkehrkapsel der japanischen Raumsonde Hayabusa-1, die im Juni 2010 in der australischen Wüste weich am Fallschirm landete. An Bord befanden sich winzige Staubpartikel des Asteroiden Itokawa. Die Kapsel von Hayabusa-2 ist baugleich und enthält Material vom Asteroiden Ryugu.

Um nach Australien zu gelangen, wird Hayabusa-2 auf Kollisionskurs gehen müssen. Rund zwölf Stunden vor dem Aufschlag soll die Sonde die Rückkehrkapsel abwerfen, um sich selbst kurze Zeit später mit einem Schubmanöver der Bordtriebwerke vor dem Verglühen in der Atmosphäre zu retten. So soll die Sonde unseren Planeten in etwa 200 Kilometer Abstand passieren und dabei versuchen, mit ihren Kameras die Landekapsel als glühende Sternschnuppe in der Atmosphäre zu fotografieren. Die Landung der Kapsel am Fallschirm auf dem Luftwaffenstützpunkt Woomera im Outback Australiens ist wiederum am 5. Dezember zwischen 18 und 19 Uhr unserer Zeit vorgesehen, dann herrscht dort noch Nacht. Eine Landung in Australien ist sehr viel einfacher als im gebirgigen und dicht besiedelten Japan, so dass die JAXA schon im Jahr 2010 die Kapsel der Vorgängersonde Hayabusa-1 mit der freundlichen Erlaubnis der australischen Regierung dort niedergehen ließ.

Mit der Ablieferung ihrer Fracht wird der Flug von Hayabusa-2 jedoch noch lange nicht vorbei sein. Derzeit plant die JAXA, die Raumsonde noch bis zum Jahr 2031 zu betreiben und zwei weitere Asteroiden aus der Nähe zu erkunden. Der Wanderfalke wird seine scharfen Augen also auch weiterhin im Sonnensystem offen halten.

Quelle: https://www.spektrum.de/news/hayabusa-2-bringt-asteroidengestein-aus-dem-all/1799360

Hayabusa 2: Kap­sel mit As­te­roi­den­pro­ben lan­det am Wo­chen­en­de in Aus­tra­li­en

Großes Finale der japanischen Mission Hayabusa 2. Danach geht die Reise für die Sonde noch weiter.

  • Mit großer Spannung werden das Abtrennen der Kapsel, ihr Flug durch die Atmosphäre, die Landung in der australischen Wüste und ihre Bergung dort erwartet.
  • Erstmalige Analyse von Material des erdbahnkreuzenden Asteroiden Ryugu.
  • Hayabusa2 ist eine der komplexesten Missionen der Raumfahrtgeschichte – und setzt ihre Reise fort zu einem weiteren erdnahen Asteroiden.
  • Die Ereignisse können bei der japanischen Raumfahrtagentur JAXA bei einer Pressekonferenz am 4. Dezember ab 8 Uhr MEZ, in einem Livestream zur Abtrennung der Landekapsel am 5. Dezember ab 5:30 Uhr MEZ, in einem Livestream zur Landung am 5. Dezember ab 18 Uhr MEZ sowie bei einer Pressekonferenz nach der Landung am 6. Dezember ab 8:30 Uhr MEZ verfolgt werden.
  • Das DLR berichtet unter #AsteroidLanding in den Sozialen Medien.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration des Sonnensystems, Asteroiden

Erstmals werden am Abend des 5. Dezember 2020 (MEZ) Proben von einem erdbahnkreuzenden Asteroiden zurück auf der Erde erwartet. Bereits im Februar und Juli 2019 hatte die Sonde Hayabusa2 der japanischen Raumfahrtagentur JAXA in zwei außergewöhnlichen Touchdown-Manövern Material des Asteroiden Ryugu eingesammelt: viereinhalb Milliarden Jahre alte Fragmente aus der frühesten Zeit des Sonnensystems. Nun wird sie diese Proben, sicher verstaut in einer Landekapsel, nach insgesamt 5,25 Milliarden zurückgelegten Reisekilometern, im Vorbeiflug an der Erde abstoßen. Das Landegebiet liegt in der Nähe von Woomera in Südaustralien. Als Teil der Mission erkundete im Oktober 2018 der deutsch-französische Lander MASCOT Ryugus Oberfläche und zeigte einen fragilen kosmischen ‚Schutthaufen‘ mit viel Geröll, Steinen, aber fast ohne Staub. Nach dem Abtrennen des Probencontainers setzt die Sonde Hayabusa2 ihre Forschungsreise fort und steuert 2031 einen weiteren erdnahen Asteroiden an. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird voraussichtlich ab 2022 an der Analyse der Ryugu-Proben mitwirken.

„Dies ist ein historischer Moment für die Weltraumforschung. Ich wünsche JAXA viel Glück für dieses außergewöhnliche Landemanöver!“, sagt Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR. „JAXA ist seit langem einer der wichtigsten internationalen Partner des DLR. Nirgendwo wurde dies deutlicher, als im Oktober 2018 der vom DLR und den französischen Kollegen der CNES entwickelte Lander MASCOT im Rahmen der JAXA-Mission Hayabusa2 auf dem Asteroiden Ryugu landete. Ich bin mir sicher, dass nun mit der Analyse der Proben von Ryugu dank JAXA ein weiteres erkenntnisreiches Kapitel der internationalen Asteroidenforschung beginnen wird.“

Rückkehr der ersten Hayabusa-Probenkapsel
Rückkehr der ersten Hayabusa-Probenkapsel
Am 14. Juni 2010 kehrte die erste Hayabusa-Mission mit Proben vom Asteroiden Itokawa zur Erde zurück. Beim Durchqueren der Erdatmosphäre erhitzt sich die Ummantelung der Probe so stark, dass sie zu glühen beginnt und im Luftkanal Gasmoleküle ionisiert werden und in der Nacht über Südaustralien leuchten. Die Rückkehrkapsel konnte anschließend sicher im Woomera-Testgelände geborgen werden.
Credit: NASA/Ed Shilling

Auf Kollisionskurs mit der Erde

Die Abtrennung der Landekapsel von der Raumsonde Hayabusa2 wird am 5. Dezember 2020 um 6:30 Uhr (MEZ) in etwa 220.000 Kilometer Entfernung von der Erde erfolgen – das ist etwas mehr als die halbe Entfernung Erde-Mond. Kurz danach, zwischen 7:30 und 10 Uhr (MEZ), führt die Sonde ein weiteres Manöver durch, um vom Kollisionskurs mit der Erde weg und auf eine Flugbahn an ihr vorbei zu gelangen. Sobald die Probenkapsel, langsam um die eigene Achse rotierend, mit einer Geschwindigkeit von zwölf Kilometer pro Sekunde in 120 Kilometer Höhe in die Erdatmosphäre eintritt, wird sie durch die Lufthülle bei großer Hitzeentwicklung abgebremst. Sieben bis elf Kilometer über Australien wird zwischen 18:30 Uhr und 18:33 Uhr (MEZ) ein für Radar ‚sichtbarer‘ Fallschirm ausgelöst, der vordere Hitzeschild abgesprengt und die 40 Zentimeter lange Kapsel schließlich zwischen 18:47 und 18:57 Uhr (MEZ) im Woomera-Testgelände für Luft- und Raumfahrt aufsetzen. Während des Flugs am Fallschirm werden bereits Signale zur Ortung der 16 Kilogramm schweren Kapsel gesendet. Ein Bergungsteam wird dann in einem Hubschrauber über das Landegebiet fliegen, um die Kapsel anhand der Ortungssignale aufzufinden und in einem aufwendigen Ablauf zu bergen. In Australien ist es zu dieser Zeit bereits früher Morgen rund um den Sonnenaufgang.

Von der Wüste ins Labor

Nach der Bergung in der australischen Wüste, wird die Kapsel zunächst auf ihren Zustand untersucht. Anschließend werden die Proben in der noch verschlossenen Landekapsel im Flugzeug nach Japan gebracht, wo sie vom Flughafen Tokio-Haneda in ein Labor des JAXA-Forschungszentrums ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) im nahe Tokio gelegenen Sagamihara überführt werden. Erst dort wird nach einem über Jahre entwickelten Plan an die Kapsel ein Mechanismus angebracht, ohne den die Kapsel zuvor nicht geöffnet werden kann. Die Öffnung erfolgt robotisch in einem Reinraum-Labor in einer Vakuum-Kammer, in der die Asteroidenproben in spezielle Probenbehälter umgebettet werden. Zunächst werden die einzelnen Bestandteile der auf die Erde gebrachten Asteroidenproben kuratiert und ein erstes Mal beschrieben, ehe ab Mitte 2021 mikroskopische, mineralogische und geochemische Untersuchungen stattfinden. Das DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof schafft momentan in einem neuen Labor Untersuchungsmöglichkeiten mit dem Schwerpunkt auf spektroskopischen Analysen und plant, ab 2022 an der Untersuchung von Proben mitzuwirken.

Relikt aus der Frühzeit des Sonnensystems

Der knapp einen Kilometer große Asteroid Ryugu gehört zu den ‚Near-Earth Objects‘ (NEOs), also Asteroiden oder Kometen, die der Erdbahn nahe kommen oder diese schneiden, wobei Ryugu dabei nie in unmittelbare Nähe der Erde gelangt und deshalb keine Gefahr darstellt. Bisherige Ergebnisse zeigten, dass Ryugu als Bindeglied der Planetenbildung ein Relikt aus der Frühzeit des Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren ist. Der kohlenstoffreiche C-Typ-Asteroid besteht durch und durch aus hochporösem Material und hat sich wahrscheinlich größtenteils aus den Bruchstücken eines durch Einschläge zertrümmerten Mutterkörpers gebildet. Die hohe Porosität und der damit verbundene geringe innere Zusammenhalt der Gesteinsbrocken sorgen dafür, dass solche Körper beim Eintritt in die Erdatmosphäre vermutlich in zahlreiche Fragmente auseinanderbrechen. Deshalb lassen sich von dieser Klasse kohlenstoffreicher Asteroiden nur sehr selten Meteoriten auf der Erde finden und analysieren, weil die Atmosphäre tendenziell einen höheren Schutz vor ihnen bietet. Doch gerade deshalb ist die Untersuchung der Ryugu-Proben auf der Erde wissenschaftlich besonders bedeutend: Die Forschenden erhoffen sich von den Untersuchungen wichtige Hinweise, wie Asteroiden dieses Typs, über deren Eigenschaften und Zusammensetzung wenig bekannt ist, im Falle einer drohenden Kollision in Zukunft abgelenkt werden könnten.

„Am Ende dieser ganz außergewöhnlichen Mission Proben von einem 4,5 Milliarden Jahre alten Asteroiden auf der Erde zu haben und sie vielleicht sogar bald in unseren DLR-Laboren untersuchen zu können, ist für uns alle ein Höhepunkt in unserem Forscherleben“, drückt Prof. Heike Rauer, Leiterin des DLR-Instituts für Planetenforschung, ihre Begeisterung für die bevorstehende Ankunft der Ryugu-Proben auf der Erde aus. „Es ist schon herausragend, was wir mit Raumsonden und Landemodulen an den Körpern des Sonnensystems herausfinden können, aber es macht einen Riesenunterschied, wenn wir Proben hier auf der Erde haben und in vielen großen Laboren untersuchen können, und zwar auch noch in ein paar Jahrzehnten, wenn die Analytik viel weiter entwickelt sein wird.

Dicht am Asteroiden Ryugu
Dicht am Asteroiden Ryugu
Am 20. Juli 2018 nahm die optische Teleobjektivkamera (ONC-T) der japanischen Hayabusa2-Sonde den Asteroiden Ryugu aus sechs Kilometern Entfernung auf. Gut erkennbar sind die zahlreichen großen Felsbrocken auf der Asteroidenoberfläche sowie der große Krater in der Bildmitte. Ein Pixel entspricht etwa 60 Zentimetern.
Credit: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu and AIST.University of Aizu, Kobe University, Auburn University, JAXA.

Hayabusa2 fliegt weiter zu einem schnell rotierenden Asteroiden

Die Reise von Hayabusa2 geht weiter
Nach dem Abtrennen des Probenbehälters wird Hayabusa2 auf einen neuen Kurs, an der Erde vorbei gebracht. Während die Kapsel Kurs auf Australien genommen hat (im Hintergrund) wird die japanische Asteroidensonde auf Kurs zu dem 40 Meter kleinen Asteroiden 1998 KY26 gesteuert, den sie voraussichtlich 2031 erreichen und untersuchen wird.
Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Da zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs von Hayabusa2 an der Erde noch etwa die Hälfte des Treibstoffs, das Edelgas Xenon, für das Ionentriebwerk vorhanden sein ist, kann Hayabusa2 weiter auf einer Umlaufbahn um die Sonne verbleiben und 2031 noch einen weiteren Asteroiden besuchen, den nur 40 Meter großen und extrem schnell rotierenden erdnahen Asteroiden 1998 KY26. Ein Objekt mit diesen Eigenschaften wurde bisher noch nie von einer Raumsonde besucht. Die Forschenden erwarten, dass diese vergleichenden Beobachtungen die bereits gewonnenen Erkenntnisse aus der Hayabusa2-Mission vertiefen werden. Bis 2031 soll die Raumsonde mit zwischenzeitlich zwei weiteren Erdvorbeiflügen zur Bahnanpassung ihr Ziel erreichen.

Hayabusa2 startete am 3. Dezember 2014 vom japanischen Tanegashima Space Center und erreichte im Sommer 2018 den Asteroiden Ryugu. Am 3. Oktober 2018 erkundete der deutsch-französische Lander MASCOT mit drei Hüpfern in drei Asteroidentagen Ryugus Oberfläche. Mit zwei Touchdown-Manövern sammelte die Muttersonde anschließend Proben, die nun auf der Erde landen. Die Vorgängermission Hayabusa brachte bereits 2010 insgesamt 1500 Partikel des Asteroiden Itokawa zurück zur Erde.

Quelle: https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/04/20201203_kapsel-mit-asteroidenproben-landet-am-wochenende-in-australien.html

Tanegashima Space Center: Mars Hope der VAE erreicht den Startort auf der japanischen Insel

Der Meilensteintransfer von Dubai unter Aufsicht von Ingenieuren aus den Emiraten dauert 83 Stunden

Dubai: Die Mars Hope Probe der VAE wurde erfolgreich vom Mohammad Bin Rashid Space Center in Dubai zum Startort auf der japanischen Insel Tanegashima gebracht.

Hope erreicht japanische Insel

Die Ankündigung wurde am Samstag von Scheich Mohammed Bin Rashid Al Maktoum, Vizepräsident und Premierminister der Vereinigten Arabischen Emirate und Herrscher von Dubai, getwittert.

Er lobte den Schritt „als eine der wichtigsten Endphasen des Starts der ersten arabisch-islamischen Sonde für den Mars“. Der Transfer erfolgte unter der Aufsicht eines Teams von Ingenieuren aus den Emiraten in einem Prozess, der 83 Stunden ununterbrochene Arbeit in Anspruch nahm, twitterte Sheikh Mohammed.

Trotz der weltweiten Reisebedingungen und der globalen Gesundheitsvorkehrungen arbeiten die Ingenieure der Emirate weiterhin nach dem genehmigten Zeitplan für die Fertigstellung des wichtigsten wissenschaftlichen Weltraumprojekts in der Region, sagte er.

Die Sonde wurde in weniger als dem weltweit üblichen Zeitraum entwickelt (nur sechs Jahre im Vergleich zu zehn) und zum halben Preis, fügte Sheikh Mohammed in einer Reihe von Tweets hinzu. Ein Video und Bilder, die den historischen Transfer dokumentieren, wurden ebenfalls geteilt.

Ziel ist es, die Sonde im Juli zu starten, wobei die unbemannten Menschen irgendwann im Jahr 2021 die Marsatmosphäre erreichen, um sie in beispiellosen Details zu untersuchen.

Scheich Mohammed sagte, die Errungenschaft sei ein Wendepunkt für die arabische und islamische Welt im Weltraum. Er fügte hinzu, dass das Erreichen des Mars nicht nur ein wissenschaftliches Ziel sei, sondern auch die Botschaft an die neue Generation in der arabischen Welt, dass „wir fähig sind und dass nichts unmöglich ist“.

Quelle: https://gulfnews.com/uae/science/uaes-mars-hope-probe-reaches-launch-site-on-japan-island-1.71172701

Tolle Eindrücke vom Transport der Raumsonde zum Tanegashima Space Center (Japan) :