Hayabusa 2

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Hayabusa 2

Hayabusa 2
Missions­ziel Asteroid (162173) Ryugu
Auftrag­geber Japan Aerospace Exploration AgencyJAXA JAXA
Aufbau
Träger­rakete H-IIA-202 F-26
Startmasse 600 kg
Instrumente

Probenentnahmesystem
Erdrückkehrkapsel (ERC)
Impactor
AMICA – Multispektral-Kamera
LIDARLaser-Entfernungsmesser
NIRS – Spektrometer im nahen Infrarotbereich
Wärmebildkamera
MASCOT-Asteroidenlander
2 MINERVA-Landungsroboter

Verlauf der Mission
Startdatum 3. Dezember 2014, 04:22 UTC[1]
Startrampe Tanegashima
Enddatum 2020
 
3. Dezember 2014 Start
 
3. Dezember 2015 Swing-by an der Erde
 
27. Juni 2018 Sonde erreicht eine Position 20 km über der Asteroidenoberfläche
 
22. September 2018 Landung zweier Rover
 
3. Oktober 2018 Landung von MASCOT
 
22. Februar 2019 Erste Bodenproben-Entnahme
 
5. April 2019 Abschuss des Impactors
 
11. Juli 2019 Zweite Bodenproben-Entnahme
 
Dez. 2019 Rückstart zur Erde
 
Dez. 2020 Ende bei geplanter Missionsdauer

Die Asteroidenmission Hayabusa 2 (jap. はやぶさ2, daher ist auch die Schreibweise Hayabusa2 verbreitet, deutsch: Wanderfalke 2) ist ein Projekt der japanischen Weltraumagentur JAXA zum Asteroiden (162173) Ryugu und zurück. Es ist die Nachfolgemission der erfolgreichen japanischen Raumsonde Hayabusa (Muses-C). Gebaut wurde Hayabusa 2, wie auch ihre Vorgängerin Hayabusa, von der japanischen NEC Corporation.[2] Ziel ist es, aus den Erfahrungen von Hayabusa zu lernen, die trotz zahlreicher technischer Probleme nach dem Abschluss der Erkundungen des Asteroiden (25143) Itokawa erfolgreich zur Erde zurückgekehrt war.[3]

Finanzierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach dem Teilerfolg von Hayabusa begann JAXA 2007 mit Untersuchungen für eine mögliche Nachfolgemission.[4] Im Juli 2009 präsentierte Makoto Yoshikawa (heutiger Missionsleiter von Hayabusa 2) die „Hayabusa Follow-on Asteroid Sample Return Missions“. Im August 2010 erhielt JAXA die Genehmigung der japanischen Regierung, mit der Entwicklung von Hayabusa 2 zu beginnen. Die Kosten für das Projekt wurden im Jahr 2010 mit 16,4 Milliarden Yen (ca. 123 Millionen Euro) veranschlagt.[5][6]

Rover[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hayabusa 2 hat vier kleine Rover an Bord:[7]

  • Rover-1A und Rover-1B, die in einem gemeinsamen Container/Lander namens MINERVA-II-1 (3,3 kg) transportiert werden. Sie sind von identischer Bauweise, wiegen je 1,1 kg und haben eine zylindrische Form mit 18 cm Durchmesser und 7 cm Höhe. Sie sind beide mit je einer Stereokamera, einer Weitwinkelkamera und Thermometern ausgestattet. Ihre Energie erhalten sie mittels Solarzellen und Superkondensatoren.
  • ROVER-2, der in dem Container/Lander MINERVA-II-2 transportiert wird. Er wiegt etwa 1 kg und hat die Form eines achteckigen Prismas mit 15 cm Durchmesser und 16 cm Höhe. Er hat zwei Kameras dabei, ein Thermometer und einen Beschleunigungssensor sowie LEDs im optischen und UV-Lichtbereich, um damit umherschwebende Staubpartikel zu beleuchten und sie zu detektieren. ROVER-2 besitzt vier Systeme zur Fortbewegung. Auch ROVER-2 hat Solarzellen zur Energieversorgung.
  • Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT), ein etwa 9,6 kg schwerer Lander und Rover mit den etwa schuhkartongroßen Abmessungen 29,5 cm × 27,5 cm × 19,5 cm. Er trägt eine Nutzlast von ungefähr 3 kg und ist mit einem Infrarotspektrometer, einem Magnetometer, einem Radiometer und einer Weitwinkelkamera ausgestattet. Seine äußere Hülle besteht aus einer CFK-Sandwichplattenstruktur. Seine Energie bezog MASCOT aus einer nichtaufladbaren Batterie, die dem Rover etwa 17 Stunden Betrieb ermöglichte.[8]

Alle vier Rover besitzen wegen der niedrigen Gravitation des Asteroiden keine Räder zur Fortbewegung, sondern Schwungmassen für eine springende Fortbewegung. Rover-1A und Rover-1B können bis zu 15 Meter weit springen (wobei ein Sprung 15 Minuten dauern kann);[9] MASCOT springt 10 bis 70 Meter weit. Die Rover senden ihre Daten an die Raumsonde, die sie wiederum zur Erde weiterfunkt.

Beteiligte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Hauptauftragnehmer NEC baute die 590 kg schwere Raumsonde, das Ka-Band-Kommunikationssystem und eine Kamera für den mittleren Infrarotbereich.[10]

Rover-1A und Rover-1B wurden von der JAXA und der Universität Aizu (Japanisch: 会津大学) entwickelt, ROVER-2 von einem Konsortium verschiedener Universitäten unter der Leitung der Universität Tōhoku. MASCOT wurde federführend vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit der französischen Raumfahrtagentur CNES und der JAXA entwickelt. Die CNES entwickelte das Infrarotspektrometer von MASCOT, mit dessen Hilfe die Zusammensetzung der Asteroidenoberfläche untersucht werden soll. Das Magnetfeld soll durch ein Magnetometer der TU Braunschweig vermessen werden. Das Institut für Planetenforschung des DLR stellte die Weitwinkelkamera und das Radiometer bereit. Außerdem stellt das DLR Kapazitäten der 30-Meter-Deep-Space-Antenne der Satellitenbodenstation Weilheim für die Datenübertragung zur Verfügung.

Mission[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Start und Missionsplan[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hayabusa 2 wurde am 3. Dezember 2014 mit einer H-IIA-Rakete gestartet.[1] Die Rakete hatte drei weitere Nutzlasten. Eine war PROCYON, eine kleine 75 kg schwere Sonde mit Ionenantrieb, die bis 2016 zum Asteroiden 1858512000 DP fliegen sollte, aber ihr Ziel nicht erreichte. Eine weitere Nutzlast war Shin’en 2, ein ungefähr 15 kg schweres, von Studierenden gebautes, ungefähr kugelförmiges Radioexperiment mit einem Durchmesser von knapp 50 cm und ARTSAT2-DESPATCH. Das Ziel für Hayabusa 2 war ein erdnahes Objekt, der Asteroid (162173) Ryugu. Nach der Ankunft am Asteroiden soll zunächst die Oberfläche des Himmelskörpers vermessen werden. In einem zweiten Schritt sollen dann zwei MINERVA-II-Landungsroboter und der Asteroidenlander MASCOT zum Einsatz kommen.

Die Sonde soll Bodenproben aufnehmen.[11] Die Sonde nähert sich dem Asteroiden, bis ein spezieller Trichter (sampling horn) die Oberfläche berührt. Im Moment des Aufsetzens soll eine projektilbildende Ladung aus 5 Gramm Tantal mit 300 m/s auf die Oberfläche abgefeuert und herausgesprengtes Material mit dem Trichter eingefangen werden.

Für die Entnahme von Material aus tieferen Schichten des Asteroiden, das der Weltraumverwitterung weniger ausgesetzt ist, wurde am 5. April 2019 ein größeres Projektil abgefeuert.[12] Der Small Carry-on Impactor (SCI) besteht aus einem Kupferprojektil von 2,5 kg Masse, das aus einer Höhe von etwa 500 Metern mit einer Hohlladung von 4,5 kg plastifiziertem Oktogen auf Ryugu abgefeuert wurde. Die Sonde entließ dabei eine Kamera, DCAM3, die die Stelle des Impakts beobachtete, während sie selbst zur gegenüberliegenden Seite des Asteroiden flog, um nicht von herausgesprengtem Material getroffen zu werden. In den folgenden Wochen soll die Sonde dann zum etwa 2 Meter großen Impaktkrater fliegen und freigelegtes Material mit einem Greifarm entehmen.

Nach dem Abschluss der Mission sollen die Lander und Rover auf dem Asteroiden zurückbleiben. Die Raumsonde hingegen soll mit den Bodenproben zur Erde zurückkehren. Die erwartete Rückkehr der Raumsonde ist Ende 2020.[13][14][15]

Ankunft beim Asteroiden[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Sonde konnte Ryugu zum ersten Mal am 26. Februar 2018 mit Hilfe der Kamera ONC-T aus ungefähr 1,3 Millionen km Entfernung erfassen.[16] Am 27. Juni 2018 wurde die Annäherung an den Asteroiden auf 20 km gemeldet. Die Sonde machte Messungen und suchte nach einem geeigneten Landeplatz für den Lander.[17] Um die Gravitation zu testen, näherte sich die Sonde dem Asteroiden bis zum 6. August auf eine Entfernung von 850 Metern.[18]

Einsatz der Rover und Lander[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wie die JAXA am 22. September 2018 bekanntgab, konnten die beiden MINERVA-II-Roboter Rover-1A und Rover-1B erfolgreich auf der Oberfläche abgesetzt werden. Dazu näherte sich Hayabusa 2 der Oberfläche des Asteroiden bis auf eine Distanz von 55 Metern und entfernte sich dann wieder auf eine Position in etwa 20 Kilometern Höhe. Ryugu war zu diesem Zeitpunkt rund 280 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Die Rover sollen zur Vorbereitung der Landung von MASCOT fotografische Aufnahmen machen und die Temperatur messen.[19][20] Die Landung glückte und die Rover haben Bilder und andere Daten übertragen.[11]

12 Tage darauf wurde MASCOT am 3. Oktober 2018 aus einer Höhe von 51 Metern zum Asteroiden Ryugu entlassen, setzte etwa 20 Minuten später auf[21] und begann seine rund 17-stündige Operation, während der er drei Sprungbewegungen ausführte. Auch MASCOT sendete Bilder und Daten.[22]

Antrieb[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schema der Funktion des Ionenantriebs mu-10 für Hayabusa 2

Hayabusa 2 ist mit einem Ionenantrieb ausgestattet, diesmal mit dem neu entwickelten mu-10.

Aufruf zur Teilnahme an der Mission[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wie schon bei der ersten Hayabusa-Mission ermöglicht die japanische Weltraumagentur unter dem Motto „Let’s meet with Le Petit Prince! Million Campaign 2“[23] die Teilnahme an dem Raumflug. Für diese Aktion konnten Interessierte ihre Namen und kurze Botschaften an die JAXA schicken, die dann auf speziellen Speicherchips mit der Sonde auf die Reise ging. Ein Chip, der nur Namen enthält, soll mit dem Zielmarkierer auf dem Asteroiden verbleiben; ein weiterer Chip, der auch Botschaften und Illustrationen speichert, soll mit der Rückkehrkapsel wieder zur Erde zurückkommen.[24]

Musiker und Astrophysiker Brian May erstellte eine 3-D-Aufnahme des Asteroiden aus zwei verschiedenen Aufnahmen vom 25. Juni 2018.[25]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weiterführende Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Hayabusa 2 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Japanese H-IIA kicks off Hayabusa 2’s asteroid mission. In: nasaspaceflight.com. 3. Dezember 2014, abgerufen am 3. Dezember 2014 (englisch).
  2. Takashi Kamiguri, Asahi Shimbun: Engineers seek smoother space journey for Hayabusa 2. 9. Juni 2012.
  3. Planetary Protection of Hayabusa-2 Mission, a Sample Return from 1999 JU3, C-type NEO. (Memento vom 5. März 2016 im Internet Archive). (PDF; 13,4 MB), NASA Planetary Protection Subcommittee 2012.
  4. Keiji Tachikawa – The President’s New Year Interview, 2007. In: jaxa.jp. Abgerufen am 24. September 2018.
  5. Asteroid probe, rocket get nod from Japanese panel. In: SpaceflightNow.com. 11. August 2010, abgerufen am 24. September 2018.
  6. Wendy Zukerman: Hayabusa2 will seek the origins of life in space. In: NewScientist.com. 18. August 2010, abgerufen am 24. September 2018.
  7. Paul Rincon: Hayabusa-2: Japan’s rovers ready for touchdown on asteroid. In: BBC.com. 20. September 2018, abgerufen am 3. Oktober 2018.
  8. DLR: Three hops in three asteroid days – MASCOT successfully completes the exploration of the surface of asteroid Ryugu. In: DLR Portal. 5. Oktober 2018 (dlr.de).
  9. Touchdown! Japan’s Hayabusa2 spacecraft releases MASCOT lander on asteroid Ryugu. In: firstpost.com. Tech2, 3. Oktober 2018, abgerufen am 3. Oktober 2018 (amerikanisches Englisch).
  10. Japan’s next asteroid probe approved for development. In: SpaceflightNow.com. 29. Januar 2012, abgerufen am 24. September 2018.
  11. a b Hayabusa-2: Japan’s rovers send pictures from asteroid. In: BBC.com. 22. September 2018, abgerufen am 3. Oktober 2018.
  12. Japan’s Hayabusa 2 probe releases ‘bomb’ at asteroid. In: spaceflightnow.com. 5. April 2019, abgerufen am 6. April 2019 (englisch).
  13. Hüpfendes Messgerät nimmt erstmals Bodenproben auf einem Asteroiden. In: ingenieur.de. 19. Juni 2013, abgerufen am 16. August 2013.
  14. Tra-Mi Ho (Projektleiterin): MASCOT: Asteroidenlander mit Orientierungssinn. In: DLR.de. 1. Oktober 2012, abgerufen am 18. August 2018.
  15. Takanao Saiki, Hirotaka Sawada, Chisato Okamoto, Hajime Yano, Yasuhiko Takagi, Yasuhiro Akahoshi, Makoto Yoshikawa: Small carry-on impactor of Hayabusa2 mission. In: Acta Astronautica. Band 84, März 2013, ISSN 0094-5765, S. 227–236, doi:10.1016/j.actaastro.2012.11.010 (online).
  16. Hayabusa2 has detected Ryugu. In: JAXA.de. Japan Aerospace Exploration Agency, 1. März 2018, abgerufen am 22. September 2018.
  17. „Hayabusa-2“ erreicht ihr Ziel. In: ORF.at. 27. Juni 2018, abgerufen am 27. Juni 2018.
  18. Hayabusa 2 probe gets a closer look at asteroid amid landing preps. In: spaceflightnow.com. 15. August 2018, abgerufen am 17. August 2018.
  19. Zwei japanische Kleinroboter landen auf Asteroid Ryugu. In: derStandard.at. 22. September 2018, abgerufen am 22. September 2018.
  20. Raumsonde setzt zwei Roboter auf Asteroiden ab. In: Spiegel.de. 22. September 2018, abgerufen am 22. September 2018.
  21. Christoph Seidler: Asteroidenmission „Mascot“. Der Schuhkarton ist gelandet. Spiegel Online, 3. Oktober 2018.
  22. DLR: Three hops in three asteroid days – MASCOT successfully completes the exploration of the surface of asteroid Ryugu. In: DLR Portal. 5. Oktober 2018 (dlr.de).
  23. Asteroid Explorer “Hayabusa2”. Name and Message Campaign. Let’s meet with Le Petit Prince! Million Campaign 2. In: jaxa.jp. 29. März 2013, abgerufen am 3. Oktober 2018.
  24. Stefan Deiters: Hayabusa 2. Namen sollen zu Asteroid 1999 JU3 mitreisen. In: astronews.com. 25. April 2013, abgerufen am 16. August 2013.
  25. Stereo image of asteroid Ryugu by Dr Brian May. In: hayabusa2.jaxa.jp. 4. Juli 2018, abgerufen am 22. September 2018.