Hayabusa-2 schoss 3.000 km an der Erde vorbei

Die japanische Raumsonde Hayabusa-2 hat noch einmal Schwung an der Erde geholt und dabei auch ihre Bahn geändert. In den nächsten zweieinhalb Jahren wird sie auf ihr Ziel, den Asteroiden 1999 JU3, der mittlerweile auf den Namen Ryugu getauft wurde, zufliegen.

Während des erfolgreichen Swingby-Manövers am 03. Dezember 2015 nahm die Navigationskamera an Bord auch Photos von der Annäherung an die Erde von 200.000 Kilometer auf 30.000 Kilometer auf. Den erdnächsten Punkt erreichte die Sonde um 11:08 Uhr mitteleuropäischer Zeit über Hawaii in einer Entfernung von nur 3.090 Kilometern.

Asteroiden-Lander kommt aus Deutschland

Mit an Bord der Raumsonde ist der Lander Mascot des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der 2018 mit vier Instrumenten die Asteroidenoberfläche untersuchen und sich dabei hüpfend weiterbewegen wird. “Bei unseren Kontakten zu Mascot während des Flugs hat sich gezeigt, dass unser Lander die Reise bisher gut überstanden hat”, sagt Christian Krause vom “Mascot Control Center” des DLR in Köln.

In diesem Jahr schalteten die DLR-Ingenieure den Lander bereits mehrere Male nach seinem Start am 03. Dezember 2014 an, um Informationen über seinen “Gesundheitszustand” im All zu erhalten. Außerdem wurden auch die Instrumente – ein Radiometer und eine Kamera des DLR, ein Spektrometer des Institut d’Astrophysique Spatiale und ein Magnetometer der TU Braunschweig – eingeschaltet und führten Testmessungen durch. Die Kamera nahm dafür Probefotos auf, für das Radiometer wurde ein Zielpunkt aufgeheizt und dessen Temperatur gemessen. “Nur so können wir erfahren, ob sich die Empfindlichkeit der Mess-Sensoren verändert hat und stellen sicher, dass wir vor Ort ganz exakt messen”, sagt DLR-Physiker Christian Krause. “Diese Tests sind nicht spektakulär, aber unendlich wichtig für die Mission.” Auch 2016 wird das Team im DLR-Kontrollraum wieder zwei Mal Kontakt mit Mascot aufnehmen, um regelmäßige Gesundheitschecks und Kalibrierungen durchzuführen.

Raum-Reise bis Sommer 2018

Die Mission soll zum einen mit der Hayabusa-2-Sonde Bodenproben vom Asteroiden zurück zur Erde bringen, zum anderen mit Lander Mascot erstmals Messungen an verschiedenen Orten eines Asteroiden durchführen. Im Sommer 2018 sollen Hayabusa und Mascot an ihrem Ziel ankommen. Wann genau der nur zehn Kilogramm schwere, schuhkartongroße Mascot dann über einen Federmechanismus von der Muttersonde getrennt wird und auf die Asteroidenoberfläche sinken soll, ist abhängig von den Bedingungen, auf die die Wissenschaftler an ihrem Ziel stoßen.

Bisher ist über den Asteroiden mit einem Kilometer Durchmesser nur wenig bekannt – er ist besonders kohlenstoffhaltig und gehört zu einer häufig vorkommenden Asteroidenklasse. Zunächst einmal wird die japanische Muttersonde den Asteroiden Ryugu aus 20 Kilometern Entfernung kartieren, so dass ein Landeplatz für Mascot ausgewählt werden kann. Stehen Zeitpunkt und Landestelle fest, wird sich Hayabusa-2 innerhalb von 16 Stunden auf eine Höhe von rund 100 Metern hinuntersenken. Diese letzte Strecke von 100 Metern bis zur Oberfläche legt Mascot dann alleine in einem halbstündigen Fall zurück.

Hüpfend von Ort zu Ort

In welcher Abfolge welche Messungen durchgeführt werden, wird nun festgelegt, während Sonde und Lander durchs All reisen. Mit der Mission wollen die Asteroidenforscher Daten gewinnen, die ihnen Aufschluss darüber geben, wie sich der Boden des Asteroiden zusammensetzt oder auch welche Temperaturen an der Oberfläche herrschen. Mit dem Himmelskörper, der sich seit seiner Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren kaum verändert hat, wird so ein Blick in die Vergangenheit des Sonnensystems möglich.

“An der ersten Landestelle werden zunächst einmal die wichtigsten wissenschaftlichen Fragestellungen untersucht, anschließend soll Mascot dann zum nächsten Ort hüpfen”, sagt Christian Krause, der im DLR für den Betrieb des Landers zuständig ist. Damit Mascot zum nächsten Punkt hüpft, wird im Inneren des Landers ein Schwungarm aktiviert. Bis zu 16 Stunden soll Mascot auf dem Asteroiden in Betrieb sein, dann wird seine Batterie, ein Beitrag der französischen Raumfahrtagentur CNES, erschöpft sein.

Kontakt mit Mascot auf seiner Reise

Allerdings: Wie bei Lander Philae, der am 12. November 2014 auf dem Kometen Churuymov-Gerasimenko landete, muss das Team des DLR-Kontrollraums alle Kommandos vorab vorbereiten und dem Lander senden. Eine Steuerung in Echtzeit ist über diese große Entfernung nicht möglich, da die Signale eine zu lange Laufzeit haben. Bis es soweit ist, dass Mascot Asteroidenboden berührt und aus dem All Daten ins “Mascot Control Center” des DLR schicken wird, werden die Ingenieure und Wissenschaftler noch einige Male während seiner Reise mit ihm kommunizieren: Im Juli und November 2016 werden die Konsolen im Kontrollraum besetzt sein, um Mascot und seine Instrumente einzuschalten.

DLR-Beteiligung an Hayabusa-2

Das DLR-Institut für Raumfahrtsysteme entwickelte den Lander und testete ihn unter Weltraumbedingungen bei Parabelflügen, im Fallturm, auf dem Schütteltisch sowie in der Thermalvakuum-Kammer. Das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik war für die stabile Struktur des Landers zuständig. Das DLR Robotik und Mechatronik Zentrum entwickelte den Schwungarm, der Mascot auf dem Asteroiden hüpfen lässt. Das DLR-Institut für Planetenforschung steuerte die Kamera MASCAM und das Radiometer MARA bei. Überwacht und betrieben wird Asteroidenlander Mascot aus dem DLR-Kontrollzentrum des Nutzerzentrums für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln.