Asteroid Bennu: erfolgreiches Aufsetzen – aber Probenrückführung hat gerade erst begonnen

Erleichterung zeigte sich deutlich auf den Gesichtern des Teams von NASA-Wissenschaftlern und -Ingenieuren, als ihnen mitgeteilt wurde: „Touchdown is complete“. Wenige Sekunden später dann Applaus für „Back away burn complete“. Der gefährlichste Teil der Mission war vorbei – und anscheinend erfolgreich, obwohl wir noch ein paar Tage warten müssen, um das Ausmaß des Erfolgs zu erfahren.

OSIRIS-REx (für Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) wurde im September 2016 gestartet und erreichte seinen Zielasteroiden 101955 Bennu im Dezember 2018. Ziel der Mission war es, den Asteroiden zu charakterisieren und dann einen Teil davon zur Untersuchung auf die Erde zurückzubringen.

Die Raumsonde kreiste zwei Jahre lang um Bennu, erstellte detaillierte Karten seiner Oberfläche und lernte so viel wie möglich über den Asteroiden, bevor die nächste Phase der Mission begann: die Suche nach einem sicheren Landeplatz. Oder besser gesagt, nicht um zu landen, sondern um einen sehr schnellen „Touch-and-Go“-Besuch auf der Oberfläche zu machen – wo es Fragmente von Material sammeln würde, um zur Erde zurückzukehren. Es war der Abschluss des Touch-and-Go-Manövers, der das Klatschen und den Jubel in der Missionskontrolle auslöste.

Warum Bennu? Und warum die Erleichterung? Schließlich ist dies nicht der erste Asteroid, den eine Raumsonde besucht hat – und es ist auch nicht der erste kleine Körper, auf dem gelandet wurde. Diesen Rekord hält die Raumsonde NEAR, die 2001 eine kontrollierte Bruchlandung auf dem Asteroiden 433 Eros machte. Und ich erinnere mich noch gut an die Erregung im Kontrollraum, als Philae 2014 auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko landete.

Die Erleichterung rührte daher, dass Bennu klein ist – nur etwa 500 Meter Durchmesser – eine Tatsache, die bekannt war, als er als Ziel ausgewählt wurde. Aber er ist seltsam geformt und aktiv – zwei Dinge, die nicht bekannt waren. Er sieht ein bisschen aus wie ein altmodischer Kreisel oder ein Rohdiamant, oben und unten spitz und in der Mitte dicker. Weil er so klein ist, ging man davon aus, dass Bennu ruhig sein würde – er würde sich nicht wie ein Komet verhalten und Gas- und Gesteinsausbrüche ausstoßen.

Aber weil nichts im Sonnensystem einfach ist, stellte OSIRIS-Rex bei seiner Annäherung an Bennu fest, dass der Asteroid kleine Mengen an Material von seiner Oberfläche abwarf. Die Partikel waren weniger als einen Zentimeter groß, und die meisten von ihnen landeten wieder auf dem Asteroiden – im Allgemeinen näher am Äquator als an den Polen, was seine Form im Laufe der Zeit veränderte.

Eine der Folgen der Aktivität – die durch Temperaturänderungen erklärt wird, die größere Felsbrocken zerbrechen und das Gestein aufbrechen – ist, dass die Oberfläche von Bennu vollständig mit Schutt bedeckt ist, viel mehr als erwartet. Dies erschwerte die Auswahl eines Ortes für die Probenentnahme.

Geheimnisse des Sonnensystems

Bennu ist ein erdnaher Asteroid – die Chance, dass er in etwa 170 Jahren mit der Erde kollidiert, liegt bei eins zu 2700. Es wird auch angenommen, dass er reich an der Art von organischen Verbindungen ist, die die Erde besiedelt haben könnten, damit Leben entstehen konnte.

Ein weiterer überraschender Befund der Kartierungskampagne war, dass Bennu nicht nur reich an Tonmineralien war, sondern auch Karbonatadern aufwies. Ton und Karbonate benötigen Wasser – und zwar viel davon -, so dass sich diese Mineralien gebildet haben müssen, als Bennu Teil eines größeren Asteroiden war. Heute gibt es dort kein fließendes Wasser – aber es könnte kleine Eistaschen unter der Oberfläche geben. Dieses Eis wird zwar nicht von OSIRIS_Rex aufgesammelt, aber die Auswirkungen von Wasser sollten in dem gesammelten Material zu sehen sein.

Die Untersuchung dieser Materialien wird uns helfen, den ursprünglichen Staub zu verstehen, aus dem das Sonnensystem entstanden ist, und die Bandbreite der vorhandenen organischen Verbindungen. Es wird uns auch Aufschluss über die physikalischen Eigenschaften von etwas geben, das die Erde treffen könnte, und uns möglicherweise helfen, es zu stoppen.

Es war von Anfang an schwierig, Material von der Oberfläche zu sammeln – jeder Landeversuch würde wahrscheinlich nicht gelingen, weil die geringe Anziehungskraft von Bennu ein Landegerät nicht festhalten würde. Ein Lander würde abprallen und zurück ins All fliegen. Aus diesem Grund wandte die NASA den Touch-and-Go-Ansatz an: Das Raumschiff näherte sich dem Asteroiden sehr langsam und schwebte nur etwa einen Meter von seiner Oberfläche entfernt, während ein Arm ausgefahren wurde, um die Oberfläche zu berühren und eine Probe zu sammeln.

Dazu wurde ein Stickstoffgasstrahl auf die Oberfläche geblasen, der stark genug war, um Material in den Sammelbehälter zu werfen. Die langsame Annäherung an die Oberfläche dauerte mehrere Stunden, während der Sammelvorgang nur wenige Sekunden dauerte. Das Einsammeln war beendet, und die Sonde zog sich zurück – daher die Erleichterung bei der Missionskontrolle über die Meldung „back away, burn complete“, die anzeigte, dass OSIRIS-Rex sich von der Oberfläche entfernte.

Wir wissen noch nicht, wie viel Material in den Kanister geblasen wurde – und wir werden es auch nicht wissen, bis er im September 2023 wieder auf der Erde ankommt. Es könnten 60 Gramm sein – das ist das Ziel – oder sogar ein Kilogramm. Im Laufe dieser Woche wird ein Versuch unternommen, um zu sehen, wie sich das Trägheitsmoment der Raumsonde – ihre gleichmäßige Bewegung in einer geraden Linie – verändert hat, was eine erste Annäherung an die gesammelte Menge liefern sollte.

Wenn die Probe zur Erde zurückkehrt, wird sie von einem internationalen Wissenschaftlerteam analysiert, das alle Aspekte der Zusammensetzung und Struktur des Materials messen wird, insbesondere den organischen und Wassergehalt des Bodens.

Dann werden wir einige Antworten erhalten, die uns sowohl über unsere eigene Herkunft als auch über die Herkunft des Asteroiden Bennu Aufschluss geben werden.

Ich widme diesen Beitrag dem Andenken an Professor Michael J. Drake, einem Freund und Kollegen. Er war der ursprüngliche Vorschlag für die Mission, die schließlich zu OSIRIS-REx wurde, aber er starb im September 2011, bevor er den Start der Mission erleben konnte.