Die japanische Raumsonde Hayabusa 2 ist nun die erste Sonde, die eine unterirdische Probe von einem Asteroiden entnimmt. Am 11. Juli landete die Raumsonde zum zweiten Mal auf dem Asteroiden 162173 Ryugu. Diesmal holte die Sonde eine Probe aus einem Krater, den sie mit ihrem Impaktor ausgegraben hatte.
Die Probenahme unter der Oberfläche ist eine komplexe Aufgabe. Hayabusa 2 musste zunächst einen guten Standort für die Probenahmestelle finden. Das ist bei einem felsigen, holprigen Körper wie Ryugu nicht einfach. Nachdem es den Ort für die Probenahme ausgewählt hatte, startete es seinen Small Carry-on Impactor (SCI). Der SCI ist ein 2,5 kg schweres Kupferstück, das von einer Sprengladung angetrieben wird.
Aber der SCI wurde nicht gefeuert. Noch nicht. Es blieb über dem Asteroiden, senkte sich langsam und wartete auf den Befehl, seine Sprengladung zu zünden und sein Kupferprojektil in die Oberfläche zu schleudern.
Das SCI über Ryugu, nachdem es von Hayabusa 2 eingesetzt worden war. Es feuerte sein Projektil nicht in den Asteroiden, bis das Raumfahrzeug sich in sicherer Entfernung von allen Trümmern befand. Bild: JAXA
Als Hayabusa 2 das SCI startete, hinterließ es auch eine Kamera an der Einschlagstelle. Diese Kamera heißt DCAM3 oder Deployable Camera 3, und ihre Aufgabe war es, die Einschlagstelle zu beobachten und zu kartieren. Dann machte Hayabusa 2 eine zweiwöchige Reise 100 km von Ryugu entfernt, um sich vor den Trümmern des Impaktors zu schützen.
Sobald Hayabusa 2 in sicherer Entfernung war, wurde die SCI in die Oberfläche von Ryugu geschossen und eine Grube ausgehoben. Die DCAM3 war da, um es zu beobachten, während Hayabusa 2 sicher außer Sicht wartete.
DCAM 3 hat dieses Bild des SCI-Einschlags am 5. April 2019 aufgenommen. Die Einschlagstrümmer sind eine kleine Staubwolke gegen das Schwarze des Weltraums in der Nähe des oberen rechten Randes des Asteroiden. Bildquelle: JAXA
Hayabusa 2 wartete, bis sich die Trümmer gelegt hatten, bis die Gefahr vorüber war, und kehrte dann zur Einschlagstelle zurück. Am 11. Juli, gegen 1:05 UTC, stieg die Raumsonde in Richtung Ryugu ab und holte eine unterirdische Probe.
[PPTD] Diese Bilder wurden vor und nach dem Aufsetzen von der kleinen Monitorkamera (CAM-H) aufgenommen. Der erste ist 4 Sekunden vor dem Aufsetzen, der zweite ist beim Aufsetzen selbst und der dritte 4 Sekunden nach dem Aufsetzen. Im dritten Bild können Sie die Menge der aufsteigenden Felsen sehen. pic.twitter.com/ssZU5TV3x9
- [E-Mail-geschützt] (@haya2e_jaxa) 11. Juli 2019
Und so erreichte die japanische Raumsonde einen weiteren Meilenstein.
Was ist das Große an einer unterirdischen Probe?
Asteroiden wie Ryugu sind fast wie Zeitkapseln aus den Anfängen des Sonnensystems, die darauf warten, dass wir sie öffnen.
Sie bestehen aus dem gleichen ursprünglichen Material, aus dem die Gesteinsplaneten wie die Erde bestehen. Aber es gibt einen Unterschied zwischen den Oberflächenproben und den unterirdischen Proben. Das Untergrundmaterial befindet sich in einem tadellosen Zustand.
Asteroid Ryugu, aufgenommen von der Raumsonde Hayabusa2. Der rote Punkt markiert den Probenahmeort. Bildquelle: JAXA/Hayabusa2
Oberflächenmaterial unterliegt der Weltraumverwitterung durch die Sonne. In den Milliarden von Jahren seit der Entstehung des Sonnensystems hat sich dieses Material verändert. Es ist immer noch wissenschaftlich interessant, aber das Material darunter hat die Sonne noch nie gesehen. Wissenschaftler wollen es in die Hände bekommen und es in Labors bringen, um es zu analysieren und hoffentlich etwas Licht in die Ursprünge der Erde und anderer Gesteinskörper zu bringen.
Wann bekommen wir die Proben?
Die Wissenschaftsphase von Hayabusa 2 wird im Dezember 2019 enden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Raumsonde mit Proben in Schutzkanistern ihre Ionentriebwerke starten und zur Erde fliegen. Wenn es sich der Erde nähert, wird es seinen Sample Return Canister (SRC) in Richtung Erde abfeuern, und Fallschirme verlangsamen seinen Abstieg zur Oberfläche. Von dort wird es abgeholt.
Celebratory V for Victory singt von der Crew im Missionskontrollraum von JAXA. Bildquelle: JAXA
Laut JAXA sollen die Proben im Dezember 2020 auf der Erde eintreffen. Die Proben werden an das Extraterrestrial Sample Curation Center von JAXA gehen, und Wissenschaftler können Teile der Probe zur Untersuchung anfordern.
Nach einiger Zeit können wir erwarten, dass Wissenschaftler eine Reihe neuer Veröffentlichungen auf der Grundlage der Ryugu-Proben sowohl an der Oberfläche als auch unter der Oberfläche veröffentlichen.
Senden von Hayabusa 2 auf den Weg
Lediglich die Sample Return Capsule wird im Dezember 2020 zur Erde zurückgebracht. Hayabusa 2 wird zu diesem Zeitpunkt noch nicht fertig gestellt. Es soll noch etwa 30 kg Zenon-Treibstoff für seine Ionentriebwerke haben, und JAXA beabsichtigt, Hayabasa 2 zu einem anderen Asteroiden zu schicken. Asteroid 2001 WR1 ist ein Hauptkandidat für Hayabusa 2, aber es wird keine Proben von diesem Asteroiden landen oder abrufen. Die Mission wäre ein Vorbeiflug, um zu sehen, was man über den Asteroiden lernen kann, und das würde 2023 passieren.
Hayabusa 2 ist der Nachfolger von Hayabusa, der ersten Asteroiden-Probenrückgabemission von JAXA. Hayabusa besuchte den Asteroiden Itokawa im September 2005 und im Juni 2010 winzige Proben zurückgesendet von Staubkörnern vom Asteroiden zur Erde. Diese Proben zeigten, dass Itokawa reichlich Wasser enthält, das dem sehr ähnlich ist Wasser in den Ozeanen der Erde .
Künstlerisches Konzept der Raumsonde Hayabusa, die 2005 den Asteroiden Itokawa besuchte und 2010 Proben zur Erde zurückbrachte. Credit: JAXA
Dieses Ergebnis trägt nur zur Intrige und Vorfreude auf die Sample-Rückgabe von Hayabusa 2 bei. Die zentrale, übergreifende Frage hinter Asteroiden-Probenrückgabe-Missionen konzentriert sich auf die Erde. Welche Rolle spielten vor allem Asteroiden und Kometen in der Erdgeschichte? Wie haben sie der jungen Erde Wasser und möglicherweise die chemischen Bausteine für das Leben geliefert?
Hayabusa 2 und sein Nachfolger Hayabusa sind nicht die einzigen Missionen zur Rückkehr von Asteroidenproben. NASAs Osiris-REx-Mission befindet sich gerade auf dem Asteroiden Bennu und sollte 2023 eine Probe zurückgeben. Es wird interessant sein zu sehen, was wir aus diesen komplexen Missionen lernen und wie es unser Verständnis der Erde prägen wird und wie sie zu dem lebenden Planeten wurde, der sie ist .
