Kategorie: Mission "Hayabusa 2" mit Lander "MASCOT"

Im Sommer 2018 bekam der nur 900 Meter große Asteroid Ryugu Besuch von der japanischen Raumsonde Hayabusa2. An Bord: die zehn Kilogramm schwere deutsch-französische Landesonde MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), nur so groß wie eine Mikrowelle und bestückt mit vier Instrumenten. Am 3. Oktober wurde MASCOT, gesteuert aus dem Kölner Kontrollzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), aus 41 Metern Höhe von der Muttersonde abgetrennt, berührte nach sechs Minuten zum ersten Mal die Asteroidenoberfläche und kam elf Minuten später wie ein Würfel auf einem Spielbrett in Zeitlupe zum Stillstand. Inmitten von groben Steinblöcken führte MASCOT über 17 Stunden und an verschiedenen Stellen seine Experimente aus. Die Auswertung von Bilddaten der DLR-Kamera MASCam vom Abstieg und auf Ryugus Oberfläche zeigen nun im Detail einen fragilen 'Schutthaufen' aus zwei verschiedenen, fast schwarzen Gesteinstypen mit geringem inneren Zusammenhalt. Das berichten Wissenschaftler um DLR-Planetenforscher Ralf Jaumann in der aktuellen Ausgabe von SCIENCE.

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Sechs Minuten freier Fall, sanfter Aufprall auf einem Stein und dann elf Minuten wiederholtes abprallen bis zur ersten Ruhelage. So begann die Reise des Asteroidenlanders MASCOT am frühen Morgen des 3. Oktober 2018 auf Asteroid Ryugu, einem Land voller Überraschungen, Geheimnissen und Herausforderungen. Nach diesem ersten Weg auf dem knapp 900 Meter großen Asteroiden folgten rund 17 Stunden intensiver wissenschaftlicher Erkundung. Hierzu wurde die Landesonde vom MASCOT-Kontrollraum am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln in Anwesenheit von Wissenschaftlerteams aus Deutschland, Frankreich und Japan kommandiert und gesteuert. MASCOT übertraf alle Erwartungen und führte seine vier Experimente an mehreren Stellen auf dem Asteroiden aus. Noch nie zuvor in der Geschichte der Raumfahrt wurde ein Körper des Sonnensystems auf diese Art und Weise erforscht. Der Weg, den MASCOT dabei auf der Oberfläche zurücklegte, konnte nun anhand von Bilddaten der japanischen Sonde Hayabusa2 sowie der Bilder und Daten von MASCOT genau nachvollzogen werden.

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Es war ein Tag mit vielen aufregenden Momenten und einem erfolgreichen Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren: Am späten Abend des 3. Oktober 2018 schloss der Lander MASCOT um 21:04 Uhr MESZ seine historische Erkundung auf der Oberfläche des Asteroiden Ryugu ab, nachdem die Batterieleistung an Bord zur Neige ging. Ursprünglich war der Betrieb nach der Abtrennung von der japanischen Muttersonde Hayabusa2 für 16 Stunden vorgesehen. Am Ende wurden es sogar mehr als 17 Stunden. Nach dem Aufsetzen am Morgen und Positionswechseln mittels des eingebauten Schwungarms haben alle Instrumente ausführlich Daten über die Zusammensetzung und Beschaffenheit des Asteroiden gesammelt. Die Kamera lieferte Bilder vom Absinken, von den Hüpfmanövern und verschiedenen Positionen auf der Oberfläche.

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Der Asteroid Ryugu hat in 300 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde einen neuen Bewohner:  Lander MASCOT wurde am 3. Oktober 2018 auf dem Asteroiden abgesetzt und nahm seine Arbeit auf. Um 3.58 Uhr Mitteleuropäischer Zeit wurde das Landegerät erfolgreich von der japanischen Raumsonde Hayabusa2 getrennt. Damit beginnen für das internationale Team aus Ingenieuren und Wissenschaftler die 16 Stunden, in denen der Lander mit Messungen auf der Asteroidenoberfläche beginnt. Am Tag zuvor hatte sich die Sonde Hayabusa2 der japanischen Raumfahrtagentur auf den Weg in Richtung Ryugu gemacht. In einer Höhe von 51 Metern wurde MASCOT ausgeklinkt und fiel im freien Fall – langsamer als ein irdischer Fußgänger – auf sein Ziel, den Asteroiden, zu. Im MASCOT-Kontrollraum am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie im angrenzenden Wissenschaftlerraum war die Erleichterung über die erfolgreiche Separation und die Bestätigung der Landung deutlich spürbar: „Es hätte nicht besser laufen können“, erklärte MASCOT-Projektmanagerin Dr. Tra-Mi Ho vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme. „Aus den Betriebsdaten des Landers konnten wir erkennen, dass er sich von der Raumsonde trennte und nach rund 20 Minuten auf der Asteroidenoberfläche zur Ruhe kam.“

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Nicht zu heiß und nicht zu kalt. Nicht zu viele Brocken, aber auch nicht zu wenige. Gut erreichbar und wissenschaftlich spannend. Die Ansprüche, die das Team des Landers MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) an die Landestelle auf dem Asteroiden Ryugu hatte, waren nicht einfach zu bedienen. "Aber wir haben die fast perfekte Landestelle jetzt festgelegt", sagt Prof. Ralf Jaumann vom DLR-Institut für Planetenforschung, zuständig für das Kamera-Experiment MASCAM auf dem Lander und wissenschaftlicher Leiter der Landesonde MASCOT. Auch Projektmanagerin Dr. Tra-Mi Ho vom DLR ist zufrieden: "Für den Betrieb unseres Landers gehörte die ausgewählte Landestelle von Anfang an zu den Favoriten." Gemeinsam mit über 100 internationalen und nationalen Partnern wurde die Landestelle aus zehn potenziellen Kandidaten für den Lander MASCOT ausgewählt und am 23. August 2018 verkündet. Die Landung von MASCOT ist für den 3. Oktober 2018 vorgesehen. Auch die Stellen, an denen die Hayabusa2-Sonde Proben nehmen und die drei MINERVA-II-Rover absetzen wird, stehen nun fest.

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Fast vier Jahre mussten Wissenschaftler und Ingenieure warten, bis die japanische Hayabusa2-Sonde mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelten und gebauten Lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) an Bord ihr Ziel erreichte: den Asteroiden Ryugu. Mit der Annäherung und der Ankunft am 27. Juni 2018 ist die Landung nun in greifbare Nähe gerückt. Voraussichtlich in der ersten Oktoberwoche 2018 - davon wird nach derzeitigen Planungen ausgegangen - wird mit MASCOT zum ersten Mal ein wissenschaftliches Labor mit Instrumenten gezielt auf einem Asteroiden landen. Zurzeit führt die japanische Raumfahrtagentur JAXA mit der Raumsonde Hayabusa2 Messungen durch, die die Schwerkraft des Asteroiden präziser bestimmen sollen. Diese Angabe ist auch für die Landung von MASCOT eine wichtige Größe. Auf der Asteroidenoberfläche wird MASCOT an mehr als einem Ort Messungen durchführen. Dabei wird er autonom "entscheiden" und die Instrumente betreiben. Projektleiterin Dr. Tra-Mi Ho vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme erläutert im Interview, wie das Team den Lander MASCOT auf seine Mission vorbereitet, wie seine Arbeit auf dem Himmelskörper ablaufen wird - und welche Risiken auf ihn warten.

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Je näher die japanische Hayabusa2-Sonde dem Asteroiden Ryugu kommt, desto mehr Details werden für die Planetenforscher sichtbar: Aus nur noch sechs Kilometern Entfernung nahm die Teleobjektivkamera an Bord der Raumsonde am 20. Juli 2018 die Asteroidenoberfläche mit dem größten Krater des Himmelskörpers auf. "Wir sehen, dass die gesamte Oberfläche von Ryugu mit großen Felsbrocken übersät ist - dies haben wir bisher so noch nicht auf einem Asteroiden gesehen", sagt Prof. Ralf Jaumann, Planetenforscher am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und wissenschaftlicher Leiter der Landesonde MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) an Bord der japanischen Raumsonde. Voraussichtlich am 3. Oktober 2018 soll MASCOT auf Ryugu landen und dort mit vier Instrumenten die Asteroidenoberfläche untersuchen.

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Am 6. Juli 2018 um 3:15 Uhr MESZ war es so weit: Das Team im MASCOT-Kontrollzentrum am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) in Köln empfing die ersten Signale des deutsch-französischen Asteroidenlanders MASCOT nach der Ankunft am Asteroiden Ryugu. Am 27. Juni 2018 hatte der Lander an Bord der japanischen Raumsonde Hayabusa2 nach einer dreieinhalb-jährigen Reise durchs All den Asteroiden erreicht. Nun überprüfen die Ingenieure und Wissenschaftler beim ersten Kontakt in diesem Jahr alle Systeme und Instrumente des Landers. "Jetzt beginnt die Zeit der intensiven Landevorbereitungen, denn bei der Landung selbst können wir nur noch begrenzt eingreifen", sagt MASCOT-Operationsmanager Christian Krause vom DLR.

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Eine 3200 Millionen Kilometer weite Reise liegt hinter der japanischen Raumsonde Hayabusa2 mit dem deutsch-französischen Lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) an Bord. Seit Dezember 2014 reiste die Sonde durchs Weltall, um zuletzt in einem mehrere Wochen währenden Annährungsmanöver am 27. Juni 2018 den erdnahen Asteroiden Ryugu zu erreichen, wie die japanische Raumfahrtagentur JAXA heute bestätigte. Hayabusa2 hält nun im Formationsflug zunächst eine Distanz von 20 Kilometer Entfernung zum Asteroiden und sammelt Bilder und Daten, während sich der Himmelskörper neben der Sonde um seine Achse dreht. Für Anfang Oktober ist die Landung von MASCOT auf der Oberfläche geplant. Dort wird sich der Lander hüpfend über die Oberfläche bewegen, um Messungen an mehreren Orten zu ermöglichen. Die Forscher wollen genauere Einblicke in die Beschaffenheit und den Aufbau erdnaher Asteroiden gewinnen, um diese sehr alten Fragmente des Sonnensystems zu verstehen, Einblick in die Entstehungsgeschichte der Planeten zu gewinnen und nicht zuletzt auch, um mögliche Asteroidenabwehrmissionen effektiver zu planen. Mit der Muttersonde Hayabusa2 ist 2020 sogar die Rückführung von Asteroidenmaterial zur Erde geplant.

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Das Reisen durch das Weltall ist nicht ohne - erst der stressige Start mit kräftigen Erschütterungen, dann der lange Flug durch Kälte und Vakuum. Asteroidenlander Mascot (Mobile Asteroid Surface Scout) ist mittlerweile seit anderthalb Jahren an Bord der japanischen Raumsonde Hayabusa 2 unterwegs und zurzeit rund 65 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Nun schalteten die Ingenieure des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) aus dem Kontrollraum des DLR in Köln den schuhkartongroßen Lander und seine vier Instrumente aus Deutschland und Frankreich am 14. Juli 2016 erneut ein, um in den nächsten Tagen vor allem eines herauszufinden: Wie steht es um die Gesundheit von Mascot und den Experimenten an Bord? "Das machen wir einmal jährlich, um zu untersuchen, ob alle Systemkomponenten und Instrumente noch voll funktionstüchtig sind", erläutert Christian Krause aus dem Kontrollraum-Team des DLR.

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