Asteroid Apophis soll während Beinahezusammenstoß mit Erde erforscht werden
| Raumfahrt
Asteroid Apophis soll während Beinahezusammenstoß mit Erde erforscht werden
CAD-Visualisierung der von photometrischen Beobachtungen abgeleiteten Form des erdnahen Asteroiden (99942) Apophis
Credit:
Pravec et al. (2014)
Manch einem bereitet Freitag, der 13. Unbehagen – gilt er doch im Volksmund als Unglückstag. Für Freitag, den 13. April 2029 kann immerhin schonmal eine Katastrophe sicher ausgeschlossen werden: der Einschlag des etwa 350 Meter durchmessenden Asteroiden 99942 Apophis auf der Erde. Aber Apophis (ein sogenannter erdnaher Asteroid, Near Earth Asteroid oder NEA) kommt uns dann äußerst nahe: In nur 31.750 Kilometer Höhe, also innerhalb der geostationären Umlaufbahn, in der sich die meisten Telekommunikationssatelliten befinden (!), – wird er an der Erde vorbeifliegen.
Kurz nach seiner Entdeckung im Jahr 2004 befürchtete man aufgrund seiner Flugbahn, es könnte zu einem Einschlag auf der Erde kommen. Daher wurde der Asteroid nach dem ägyptischen Gott des Chaos und der Zerstörung benannt. Optische und Radar-Beobachtungen und präzise Bahnanalysen ließen Astronomen 2021 zu dem Schluss kommen, dass für mindestens ein Jahrhundert, und somit auch für Freitag, den 13. April 2029, kein Risiko besteht, dass Apophis unseren Planeten trifft.
Jedoch stellt dieser nahe Vorbeiflug (bzw. „near miss“) eine einmalige Gelegenheit für wissenschaftliche Untersuchungen statt einer globalen Katastrophe dar und ist daher von außerordentlichem Interesse. Die Wechselwirkung des Asteroiden mit dem Schwerefeld der Erde und die potentiell induzierten Veränderungen seines physikalischen und dynamischen Zustandes, die durch die Gezeitenkräfte der Erde hervorgerufen werden, erlauben Rückschlüsse auf die Struktur und Beschaffenheit solcher Körper. Durch die Gezeitenkräfte der Erde können möglicherweise Staublawinen und sogar Änderungen der Rotation des Asteroiden hervorgerufen werden. Diese Objekte genau zu verstehen ist von großem wissenschaftlichem Interesse, aber auch notwendig, um eines Tages ein tatsächlich gefährliches Objekt von seinem Kollisionskurs mit der Erde abzubringen.
RAMSES und Satis: zwei Missions-Konzepte zur Erforschung von Apophis
Während die Mission Hera der Europäischen Weltraumorganisation ESA (sie ist Teil des gemeinsamen NASA-ESA-Projekts „Asteroid Impact Deflection Assessment“, kurz AIDA, mit dem demonstriert werden soll, wie die Umlaufbahn eines Asteroiden mit einem kinetischen Impaktor verändert werden kann) für ihren Start zum Doppelasteroidensystem Didymos im Oktober dieses Jahres vorbereitet wird, studiert man zurzeit zwei mögliche Konzepte für eine Rendezvous-Mission mit Apophis: Satis und RAMSES. Mit beiden Missionen könnte man, Apophis nicht nur besuchen, sondern ihn für längere Zeit, auch während des knappen Vorbeiflugs an der Erde begleiten. Auch die amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA und die japanische Raumfahrtagentur JAXA sind an einer Kooperation an der RAMSES-Mission interessiert. Die NASA wird im Rahmen der OSIRIS-APEX (OSIRIS-APophis EXplorer)-Mission ebenfalls Apophis untersuchen, allerdings kommt diese erst nach dem Vorbeiflug von Apophis an der Erde an dem Asteroiden an. Den ursprünglichen Zustand und mögliche Veränderungen des Asteroiden beim Vorbeiflug können also mit ihr nicht beobachtet werden.
Der Vorteil bei RAMSES ist, dass das Konzept auf bereits für die Hera-Sonde entwickelten und getesteten Komponenten aufbaut, sodass die Entwicklungszeit minimal ist. So ließe sich maximaler Nutzen aus der Entwicklung von Hera mit einer außerordentlich spannenden wissenschaftlichen Zielsetzung verbinden. Satis wäre die “günstigere” Mission, da sie auf dem CubeSat-Konzept aufbaut, allerdings besteht dort bei einem Teil der Komponenten größerer Bedarf für die Entwicklung.
Darstellung eines 6U-CubeSats im Orbit um (99942) Apophis als Teil einer möglichen Rendezvous-Mission
Credit:
DLR, Shape file Apophis: Pravec et al (2014)
Workshop im DLR zu möglichen Missionsbeiträgen
Vortrag zu möglichen deutschen Beiträgen zur RAMSES-Mission
Während des Workshops hielt ich einleitend eine Präsentation mit einer Übersicht zu möglichen deutschen Beiträgen zu einer potentiellen RAMSES-Mission, bevor die Teilnehmenden ihre Vorschläge detailliert vorstellten.
Um aus einer möglichen ESA-RAMSES-Mission den größtmöglichen wissenschaftlichen Nutzen zu ziehen, wurden im Rahmen zweier Workshops - einer im Dezember 2023 mit hauptsächlich deutscher Beteiligung und ein internationaler am 5./6. Februar 2024 beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln - mögliche Missionsbeiträge erörtert.
Die große Resonanz auf die Workshops unterstreicht das herausragende Interesse der deutschen und europäischen Wissenschafts-Community an einer Apophis-Mission. Etwa 70 Teilnehmende aus über zehn ESA-Mitgliedsstaaten und der ESA verfolgten den zweitägigen Workshop und meldeten insgesamt 30 Präsentationen an. Unterschiedlichste wissenschaftliche Nutzlasten, von Orbiter-Instrumenten bis zu kompakten Landegeräten, würden für eine solche Mission infrage kommen. Im Workshop konnte eine fundierte Diskussionsgrundlage für die weitere Missionsplanung geschaffen und gleichzeitig der Asteroiden-Wissenschaftscommunity ein Forum für den Austausch und die Vernetzung geboten werden.
Der nächste Workshop zur Erforschung von Apophis wird im April 2024 beim Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum (European Space Research and Technology Centre, ESTEC) der ESA in Noordwijk, Niederlande, stattfinden. Die Diskussionen dort werden sich nicht nur auf RAMSES und Satis beschränken, sondern alle Möglichkeiten der Untersuchung von Apophis vereinen. Die Ergebnisse der Workshops und mögliche Instrumenten-Beteiligungen werden aber auch dort eine zentrale Rolle spielen und weiter diskutiert werden. Auch davon werde ich in diesem Blog berichten.
