Asteroidenbrocken, die uns etwas über die frühesten Tage des 4,5 Milliarden Jahre alten Sonnensystems und den möglichen Ursprung des Wassers auf unserem Planeten verraten könnten, werden am Sonntag in der Wüste von Utah landen.
Die Entwicklung einer NASA-Mission namens OSIRIS-REx dauert mehr als ein Jahrzehnt. Sein Ziel war es, eine große Gesteins- und Staubprobe von einem erdnahen Asteroiden namens Bennu zu sammeln und sie zur Untersuchung auf unseren Planeten zu bringen. Die Raumsonde hat ihre Beute im Jahr 2020 erfolgreich ergattert und wird dieses Wochenende endlich an der Erde vorbeifliegen, eine Kapsel mit der Probe freisetzen und sie nach Utah rasen lassen.
„Das ist natürlich der Moment, auf den wir alle gewartet haben“, sagte Lori Glaze, Direktorin der Planetary Science Division des Science Mission Directorate der NASA.
Die Probe wird Wissenschaftlern helfen, einen Überblick darüber zu erhalten, welche Materialien vorhanden waren, als unser Sonnensystem entstand. Forscher glauben, dass sich Asteroiden wie Bennu seit der Entstehung unserer kosmischen Nachbarschaft kaum verändert haben. Sie planen, die geborgenen Gesteine zu untersuchen und die Mission als Grundlage für zukünftige Erkundungen zu nutzen.
„Wir glauben, dass Asteroiden nicht nur das Ausgangsmaterial für den Aufbau der felsigen Teile unseres Planeten gewesen sein könnten, sondern auch für die Bereitstellung des Wassers, aus dem unser Wassersystem besteht“, sagte Glaze.
Wissenschaftler wissen nicht genau, wie viel Probe sich in dem Behälter befindet, vermuten aber, dass es sich um die größte Probe handelt, die jemals von einem Asteroiden gesammelt wurde, und etwa 250 Gramm wiegt – oder etwa so viel wie ein Hamster. Dadurch stehen ihnen mehr Steine zur Analyse zur Verfügung als je zuvor.
OSIRIS-REx erfasste mehr Steine und Materialien als erwartet – so viele, dass der Probensammler der Raumsonde verstopfte und ein Teil davon in den Weltraum geschleudert wurde. Die NASA entschied sich, die Probe nicht zu messen und verstaute stattdessen die Steine schnell, um sie sicher aufzubewahren.
Die Raumsonde verließ Bennu mit der Probe im Jahr 2021 und ist seitdem auf dem Weg zur Erde. Am Sonntagmorgen wird OSIRIS-REx bis auf 63.000 Meilen an die Erde herankommen. Dann beginnt die letzte Etappe der Reise – und sie ist nicht ganz ohne Risiken.
Zunächst gibt die Sonde den Probenbehälter – etwa so groß wie ein Reifen – in den Weltraum ab. Wenn der Container nicht wie geplant abgeworfen wird und im Raumschiff OSIRIS-REx stecken bleibt, muss das Team bis September 2025 warten, um es erneut zu versuchen. Bevor die Raumsonde der Erde nahe kommen kann, muss sie noch einmal eine Schleife um die Sonne machen.
Wenn das gut geht, wird es von dort aus zum Planeten gelangen und etwa vier Stunden brauchen, um die Erdatmosphäre zu erreichen. Während dieser Zeit gibt es keine Möglichkeit, die Kapsel zu kontrollieren. „Sobald wir es freigeben, ist es eigentlich nur noch ein ballistisches Objekt“, sagte Sandy Freund, OSIRIS-REx-Programmmanagerin bei Lockheed Martin.
Der Behälter wird mit etwa 27.000 Meilen pro Stunde in die Atmosphäre gelangen und sich auf etwa 5.000 Grad Fahrenheit erhitzen. Es verfügt über einen Hitzeschild, ein wichtiges Bauteil, das verhindern soll, dass die Probe verbrennt – was das Ende der Mission bedeuten würde.
„Das ist wirklich so etwas wie Ihr Worst-Case-Szenario“, sagte Freund. „Ihre Proben sind komplett verschwunden.“
Beim Sinkflug löst die Kapsel einen Bremsfallschirm aus, um sie stabil zu halten, gefolgt von einem weiteren Fallschirm, um sie abzubremsen. Wenn alles nach Plan verläuft, wird die Kapsel sanft mit 10 bis 11 Meilen pro Stunde in Utah landen. Im unwahrscheinlichen Fall, dass die Fallschirme nicht funktionieren und die Kapsel nicht ausreichend langsamer wird, könnten die Proben trotzdem den Boden erreichen.
„Wir sind auf das Szenario einer harten Landung vorbereitet“, sagte Freund. „Es ist nicht ideal, aber die Proben liegen am Boden, oder? Sie sind nicht so makellos, wie das Team es gerne hätte, aber sie sind immer noch hier.“
Von dort wird es per Hubschrauber per Kabel in einen Reinraum geschleppt, wo es durch eine Stickstoffspülung von möglichen Verunreinigungen befreit wird. Anschließend geht es zum Johnson Space Center der NASA in Houston, wo die Probe im Oktober der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird.
Trotz möglicher Hindernisse seien sie und ihr Team zuversichtlich, was die Mission angeht, sagt Freund. Sie haben bis Sonntag mehrere Proben durchgeführt, um sich auf den Herbst vorzubereiten. Im Herbst werden zahlreiche Flugzeuge den Container sowie Radargeräte in der Umgebung verfolgen. Das Team hat auch die Technologie verbessert, die bei früheren Probenrückgabemissionen verwendet wurde.
„Wir haben viel aus dem Erbe geschöpft und hatten das große Glück, dies tun zu können“, sagte Freund.
OSIRIS-REx könnte auch dazu beitragen, zukünftige Missionen zu Asteroiden zu unterstützen – vielleicht sogar solche, bei denen diese Gesteine nach Ressourcen abgebaut werden.
„Die Leute haben darüber gesprochen, Asteroiden vielleicht als Ressourcen zu nutzen, die wir nutzen könnten“, sagte Glaze. „Die Operationen von OSIRIS-REx in der Umgebung von Bennu waren meiner Meinung nach wirklich aufschlussreich dafür, wie man so etwas eigentlich machen würde.“
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