Die Raumsonde OSIRIS-REx begreift den Asteroiden Bennu

Heute früh, am 21.10.2020 kurz nach Mitternacht schon, gegen 00:12 MESZ hat die Raumsonde OSIRIS-REx der gleichnamigen 7-jährigen Mission der NASA (Kooperation mit der JAXA wegen ähnlichem Raumfahrtprogramm mit der Hayabusa-2-Mission), gestartet am 09. September 2016 mit einer Atlas V 411, vermutlich 60 Gramm Gestein und 26 cm³ feine Körper von der Oberfläche von Bennu (101955) eingesammelt. Dazu war sie dem Asteroid bis auf wenige Meter nahekommen. Der Greifarm des OSIRIS-REx (TAGSAM = Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) wird die Aufnahme des Gesteins durchführen.

File:OSIRIS-REx Artist’s conception.png
Künstlerische Darstellung, Computergrafik von OSIRIS-REx. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/OSIRIS-REx_Artist%E2%80%99s_conception.png; NASA/GSFC, Public domain, via Wikimedia Commons
Eine Bildserie des Asteroiden Bennus, aufgenommen am 03. Dezember 2018 von der OSIRIS-REx-Raumsonde aus einer ENtfernung von ca. 80 km. Von dort aus sah die Raumsonde den Bennu als Fläche von nur ca. 2/3 der Vollmondgröße. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/9/9a/Asteroid-Bennu-OSIRIS-RExArrival-GifAnimation-20181203.gif
; NASA/Goddard/University of Arizona, Public domain, via Wikimedia Commons

Bennu ist ein kohlenstoffhaltiger, relativ dunkler Asteroid hat einen Durchmesser von 494 Meter und er könnte mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von 0,037 Prozent nach dem Jahre 2135 im 22. Jahrhundert mit der Erde kollidieren. Seine Oberfläche und seine Gestalt gleichen zweier Kegel, die mit ihren Kreisflächen zusammengesteckt wurden. Auf seiner Oberfläche sind lauter Steine, die anscheinend nur auf dem Asteroiden draufliegen. Das zeigt sich in den Bildern.

NASA’s Goddard Space Flight Center, Public domain, via Wikimedia Commons

Bevor OSIRIS-REx Anfang Dezember 2018 bei Bennu ankam, dachte man aufgrund der bisherigen Datenlage, dass die Oberfläche Bennus sandig und relativ “glatt” sei. Als das Gegenteil der Fall war, war klar, dass das OSIRIS-REx-Team improvisieren muss. Das Problem: der “Material-Abgreif-Platz” namens “Nightingale” (deutsch: NAchtigall), der ausgewählt wurde, hat nur 16 Meter im Durchmesser, was viel kleiner als gedacht ist und die Region außen herum beherbergt viele große Felsen. Aus diesem Grund ist die Koordination wichtig. Nein, noch besser, die OSIRIS-REx-Raumsonde muss sich selbst kontrollieren, denn in ca. 334 Mio. km, wie die Small-Body Database der NASA zeigt, kommen Signale von der Sonde erst nach knapp 1 114,77 Sekunden, das sind 18 Minuten und fast 35 Sekunden, an und ein Signal zurück braucht genauso lange.

File:OSIRIS-REx Checkpoint Rehearsal.gif
Der erste Annäherungstest am 14. April 2020, OSIRIS-REx kam hier bis auf 65 Meter etwa runter, bevor sie ihr Triebwerk zündete und den test beendete. Die Technik, welche im GIF sichtbar ist, ist der TAGSAM-Sammelarm. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/9/99/OSIRIS-REx_Checkpoint_Rehearsal.gif; NASA/Goddard/University of Arizona, Public domain, via Wikimedia Commons

Die Methode des Abgreifens von den 60 Gramm Material von Bennu verlief etwa wie folgt: OSIRIS-REx näherte sich zunächst dem Asteroiden in einer elliptischen Bahn für einige Stunden an und ging dann auf 125 Meter herunter und ab da startete OSIRIS-REx den elliptischen Orbit zu verlassen und wie ein Raubvogel auf ihre Beute zu stürzen. Wenige Minuten später passte die Raumsonde noch ihre Flugbahn nach unten der Rotation des Asteroiden an und näherte sich auf bis 5 Meter an, der Punkt, an dem die Sonde selbst entscheidet, sich selbst in Sicherheit zu bringen, falls das Risiko um ihre Sicherheit zu groß würde. Als sie diesen Punkt erreicht hat, erreichte sie für Sekunden mit ihrem Greifarm (TAGSAM) die Oberfläche, den die Sonde bereits um 19:50 MESZ am Vortag (20.10.2020) ausgefahren hatte. Dann ließ sie Stickstoff aus ihrer Patrone ausstoßen, damit Staub und kleine Steine aufgewirbelt werden und so Material von dem Ort der Probe entnommen. Danach zündete sie ihre Triebwerke und kehrte nach einigen Minuten in einen Orbit um Bennu zurück.

Ob tatsächlich Material gesammelt wurde und auch genügend, ist gar nicht so leicht und schnell festzustellen. Alle anderen Events sind aber wie gewollt eingetroffen und das Team war damit erstmal glücklich. Die nächsten Tage soll per Zentripetalkraft – sprich die Sonde wird dafür einen Moment um sich selbst rotieren – rechnerisch ermittelt werden, wieviel Gestein und Material eingesammelt wurde, denn je mehr gesammelt wurde, mit desto mehr Kraft wird das gesammelte Gestein von der Sonde “weggedrückt” werden. Eine erste Bestätigung des erhofften Erfolgs soll bereits heute per Video der Aktion kommen. Ob das Material Einsammeln ein Erfolg war, wird am 30.10 entschieden.

Eine Übersicht der 4 finalen Einsammel-Regionen, welche alle hier als ca. 30×35 m dargestellt werden. Jeder der vier Ausschnitte macht ca. 0,7 – 0,75 % der Bennu-Oberfläche aus. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e5/OSIRIS-REx_candidate_sample_sites_on_Bennu.png; NASA/Goddard/University of Arizona, Public domain, via Wikimedia Commons

Am 12.01.2021 würde ein neuer Versuch stattfinden um mehr Material zu sammeln, falls OSIRIS-REx noch nicht genug Material gesammelt hat. Fall dem so wäre, würden sie es mit der Region “Osprey” versuchen, diese liegt in einem Krater nahe dem Bennu-Äquator. Am 3. März wird OSIRIS-REx dann den Asteroiden verlassen und am 24. September im Jahr 2023 wird eine Rückkehrkapsel zusammen mit der Probe sehr nahe der Erde gestartet werden und am selben Tag noch in der Wüste von Utah landen. Danach wird OSIRIS-REx in einem Sonnenorbit verbleiben.

File:OSIRIS-REx-diagram without labels.png
Schematischer Aufbau der OSIRIS-REx.
A: Rückkehrkapsel; B: TAGSAM; C: Sondenkörper; D: Solarmodule; E: Parabolantenne; f: Triebwerke; g: Sternsensoren; h: Antenne; j: Antenne; k: Heliumtank; 1: Lidar; 2: OLA; 3: OCAMS; 4: OTES; 5: OVIRS.

OSIRIS-REx ist ein Akronym für: Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer.

Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/OSIRIS-REx-diagram_without_labels.png; NASA, Public domain, via Wikimedia Commons

OSIRIS-REx hat eine Leermasse von 880 kg, inklusive Treibstoff 2 110 kg, sie besteht auch noch aus zwei Solarpanele, die in der x- und y-Achse geneigt werden können, welche bis zu 3 Kilowatt im Maximum liefern. Die Raumsonde hat auch noch einige Kameras und Spektrometer, welche u.a. im Infrarot- und Ultraviolettbereich, sowie Röntgenbereich Bennu und seine Bestandteile im Spektrum zerlegen. Man erhofft sich von der Erforschung von Bennu weiteres Wissen um die Planetenentstehung vor 4,567 Mrd. Jahren, da Bennu original aus dieser Frühzeit stammt.

Ich für meinen Teil bleibe bei dem Thema weiter dran und freut euch auf wieder mehr in den nächsten Tagen. 🙂

Quellen:

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