Sensoren vermessen Asteroid Ryugu

Jenaer Hightech im All-Einsatz

| Redakteur: Tina Billo

Klein aber oho: Thermosensor zur Anwendung in der Raumfahrt aus dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien.
Klein aber oho: Thermosensor zur Anwendung in der Raumfahrt aus dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien. (Bild: Sven Döring/ Agentur Focus/ Leibniz-Institut für Photonische Technologien - Leibniz-IPHT)

Mission erfüllt: 17 Stunden lang hat das Landegerät Mascot (Mobile Asteroid Surface Scout) am 3. Oktober 2018 den erdnahen Asteroiden Ryugu vermessen — mit Hilfe von Sensoren aus dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) Jena.

Die Jenaer Sensoren haben berührungslos die Oberflächentemperatur des Gesteinsbrockens gemessen und dessen mineralische Zusammensetzung erkundet. In den nächsten Tagen werden die wissenschaftlichen Daten, die Mascot auf dem 300 Millionen Kilometer entfernten Asteroiden sammelte, zur Erde übertragen. Mit ihnen wollen Forscher den Ursprüngen des Sonnensystems auf die Spur kommen und untersuchen, ob der Asteroid der Erde gefährlich werden könnte.

Vermessung im Schnelldurchlauf

Nach 20 Minuten in freiem Fall aus der japanischen Raumsonde Hayabusa2 setzte das Landegerät Mascot (Mobile Asteroid Surface Scout) am frühen Morgen des 3. Oktober 2018 auf dem Asteroiden Ryugu auf. Damit begannen die 17 Stunden, in denen der Lander Proben entnommen und Messungen auf dem Asteroiden vorgenommen hat.

Dreimal ging in dieser Zeit die Sonne auf und wieder unter im schnellen Wechsel von Tag und Nacht auf Ryugu. Der Roboter, der etwa die Größe einer Mikrowelle hat, setzte wie geplant seine Instrumente ein, um Daten zur Temperatur, magnetischen Eigenschaften und zur Zusammensetzung von Ryugu zu sammeln.

Landeanflug: aus einer Höhe von circa 60 Metern sinkt MASCOT auf den Asteroiden Ryugu.
Landeanflug: aus einer Höhe von circa 60 Metern sinkt MASCOT auf den Asteroiden Ryugu. (Bild: DLR)

Für den Weltraumeinsatz entwickelt

Die im Leibniz-IPHT gefertigten thermoelektrischen Sensoren sind Teil eines Radiometers. Mit den Sensoren misst das Landegerät bei extremen Witterungsbedingungen die Oberflächentemperatur des Asteroiden auf ein Zehntel Kelvin genau. Dort herrschen Temperaturen von minus 47 bis 63 Grad Celsius. Zusätzlich erkunden die Sensoren die mineralische Zusammensetzung der Oberfläche des Asteroiden. Diese lässt sich über einen Vergleich der gesammelten Daten mit Messwerten auf der Erde bestimmen.

Die thermoelektrischen Sensoren messen die Wärmestrahlung, die von der Oberfläche des Gesteinsbrockens abgegeben wird. Ein normales, berührendes Thermometer könnte die Temperatur auf dem Asteroiden nicht zuverlässig messen, da er von Staub bedeckt ist. Die robusten Sensoren sind in einem vom Leibniz-IPHT angefertigten Spezialgehäuse für den Einsatz im Weltraum verkapselt.

Das Radiometer MARA mit Sensoren aus dem Leibniz-IPHT steuerte das Berliner Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bei. Eine langfristige Zusammenarbeit des Leibniz-IPHT mit dem DLR auf dem Gebiet der Weltraum-Forschung entwickelte sich bereits mit der europäischen Rosetta-Mission, die im November 2014 auf dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko landete.

Jenaer Sensoren sind auch bei Merkur- und Mars-Missionen dabei

Auch im Mars-Rover Curiosity sind Sensoren des Leibniz-IPHT verbaut. Die Jenaer Wissenschaftler sind mit spezialangefertigten Sensoren außerdem an der am 19. Oktober 2018 startenden europäischen Mission BepiColombo zum Merkur beteiligt, an der Mission InSight zur Erkundung des Mars-Inneren sowie an der Mars-Rover-Mission Mars 2020. Weitere Zusammenarbeiten sind in die Wege geleitet.

Mascot und Mission Hayabusa2

Mit Mascot war zum ersten Mal ein wissenschaftliches Labor mit Instrumenten gezielt auf einem Asteroiden im Einsatz. Fast vier Jahre lang war die japanische Hayabusa2-Sonde zum Asteroiden Ryugu unterwegs. Mit Mascots gemessenen Daten und den Proben, die Hayabusa2 im Jahr 2020 von Ryugu zur Erde bringen soll, lernen die Wissenschaftler nicht nur mehr über Asteroiden, sondern wollen vor allem die Entstehung unseres Sonnensystems erforschen.

Asteroiden gehören zu den ältesten Himmelskörpern. Mit ihrer Erforschung lässt sich also ein Blick zurück in unsere kosmische Vergangenheit werfen, wie es beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) heißt. Die Mission Hayabusa2 verfolgt ein weiteres Ziel: Ryugu gehört zu einer häufig vorkommenden Klasse von erdnahen Asteroiden. Diese stellen eine potentielle Bedrohung für die Menschheit dar, die es zu untersuchen und zu reduzieren gilt.

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