Die Hera-Mission der Europäischen Weltraumorganisation wird am 7. Oktober von Cape Canaveral aus mit einer Falcon 9-Rakete von SpaceX starten. Mehrere hundert Millionen Kilometer wird es zurücklegen, um im Herbst 2026 den Doppelasteroiden Didymos zu erreichen.
Dies ist die Fortsetzung des absichtlichen Einschlags der DART-Sonde der NASA auf den kleineren Körper dieses Doppelasteroiden, den Mond namens Dimorphos. Dieser allererste Asteroidenablenkungstest zielt darauf ab, die Flugbahn des Ziels zu verändern und genau zu verstehen, was passiert ist. Und wir wissen bereits einiges über den Erfolg dieser Ablenkung – dank einer Kamera an Bord von DART, einem italienischen Minisatelliten (oder CubeSat), der vor dem Aufprall eingesetzt wurde, der kombinierten Leistung bodengestützter Teleskope und den scharfen Augen von Hubble und James Webb-Weltraumteleskop (JWST).
Allerdings fehlen uns viele Informationen, um wirklich zu verstehen, was nach dem Aufprall geschah. Dies ist wichtig für die Verallgemeinerung der Ergebnisse und die Entwicklung von Modellen, die es uns ermöglichen würden, andere Asteroiden abzulenken, die in Richtung der Erde oder von Weltraumeinrichtungen (Satelliten, Raumstationen usw.) ankommen.
Zu verstehen, wie Didymos und Dimorphos jetzt aussehen, ist Heras Mission.
Was wir bereits über die Ablenkung wissen
Dieser erste Asteroidenablenkungstest war ein voller Erfolg. Erstens, weil sich die DART-Sonde in den letzten Stunden vor dem Aufprall erfolgreich (autonom) gesteuert hat, um mit einem kleinen Asteroiden zu kollidieren, über dessen Größe wir vor allem wussten.
Zweitens, weil die Kollision tatsächlich die Flugbahn von Dimorphos abgelenkt hat, wie eine Beobachtungskampagne mit bodengestützten Teleskopen gezeigt hat, die über die meisten Kontinente verteilt sind. Gemeinsam maßen sie die Verkürzung der Umlaufzeit von Dimorphos um Didymos (11,22 Stunden nach dem Aufprall im Vergleich zu 11,55 Stunden davor) und demonstrierten damit auch die Fähigkeit, sich auf internationaler Ebene zu organisieren, um die Folgen einer Abweichung zu messen.
Die von DART vor dem Einschlag aufgenommenen Bilder lieferten auch einige Erkenntnisse über die Oberflächeneigenschaften des Dimorphos-Ziels und seines Hauptkörpers.
Das zeigten schließlich Bilder des italienischen Minisatelliten LICIAcube, der von DART vor dem Einschlag gestartet wurde, um ihn aus der Ferne zu beobachten, sowie Bilder der Weltraumteleskope James Webb und Hubble, die zum ersten Mal auf dasselbe Objekt gerichtet waren Durch den Aufprall wurde ein Staubschweif ausgestoßen. Und dass sich dieser Staub anschließend über Zehntausende von Kilometern ausbreitete, angetrieben durch das Sonnenlicht, das Druck auf ihn ausübte (ein Phänomen, das als „Sonnenstrahlungsdruck“ bekannt ist). Einige davon Dieser Staub könnte tatsächlich als Sternschnuppen in die Erdatmosphäre gelangen (ohne Gefahr einer Beschädigung, da sie in der Atmosphäre vollständig verbrennen würden).
Hera und ihre CubeSats, drei hochentwickelte Wissenschaftsdetektive
Aber selbst all diese Informationen reichen nicht aus, um die Wirksamkeit der Asteroiden-Umleitungstechnik zu messen und zu messen Validierung unserer Modellierung solcher Auswirkungen– das in der Lage sein muss, diesen Test im großen Maßstab zu reproduzieren, um ihn auf andere Szenarien zu übertragen.
Entscheidende Fragen bleiben unbeantwortet. Um beispielsweise die Wirksamkeit der Ablenkung zu messen, müssen wir die Masse von Dimorphos kennen. Um zu verstehen, wie sich der Einschlag auf das Doppelasteroidensystem ausgewirkt hat, müssen wir mehr über die physikalischen Eigenschaften von Dimorphos wissen, insbesondere über seine inneren Eigenschaften: Gibt es große Hohlräume in Dimorphos und wie groß sind die Felsbrocken, aus denen es besteht? Oder handelt es sich um einen kompakten Felsen, der mit Oberflächengestein bedeckt ist? Hat der Einschlag von DART einen Krater erzeugt oder hat er die Form des kleinen Mondes insgesamt verändert? etwas Modellieren prognostiziert und einige aktuelle Bodenbeobachtungen scheinen darauf hinzudeuten?
Also macht sich Hera nun wie eine Detektivin auf den Weg, die Sache zu untersuchen und genau zu berichten, was passiert ist und warum. Und Hera ist die Heldin dieser Geschichte, denn es ist das erste Mal, dass eine Sonde einem Doppelasteroiden so nahe kommt.
Es wird auch das erste Mal sein, dass eine Weltraummission einen kleinen Körper mit drei Satelliten gleichzeitig erforscht. Hera trägt zwei „CubeSats“, jeweils so groß wie ein Schuhkarton, ausgestattet mit eigenen Antriebssystemen und verschiedenen Messinstrumenten. Sie werden in der Nähe des Asteroiden stationiert, um Messungen aus nächster Nähe durchzuführen.
Diese Konfiguration soll die Vorteile der Mitnahme kleinerer Module an Bord demonstrieren und es uns ermöglichen, größere Risiken einzugehen, indem wir sie für Operationen aus nächster Nähe einsetzen, während die Hauptsonde auf Distanz bleibt und sicherstellt, dass die wesentlichen wissenschaftlichen Ziele erreicht werden (die). Die Hera-Sonde selbst verfügt über zwei Kameras zur Beobachtung im sichtbaren Bereich, einen hyperspektralen Bildgeber, der Daten zur mineralogischen Zusammensetzung liefert, einen thermischen Infrarotbildgeber der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA zur Bestimmung der thermischen Eigenschaften und der Rauheit der Oberfläche sowie einen Laser Höhenmesser).
Bevor wir die ersten Bilder von Dimorphos erhalten, die durch diesen ersten Ablenkungstest transformiert wurden, werden wir Mitte März 2025 Gelegenheit haben, den Vorbeiflug der Sonde am Mars zu bestaunen, bei dem die Bordinstrumente kalibriert werden, indem nicht nur der Planet beobachtet wird, aber auch einer seiner beiden Monde, Deimos … könnte auf seinem Weg neue wissenschaftliche Daten liefern.
Die Folgen des Aufpralls im Detail untersuchen, damit sie auf zukünftige Kollisionen übertragen werden können
Dies ist auch das erste Mal, dass eine Mission zu einem kleinen Körper zurückkehrt, von dem wir bereits Bilder haben, von dem wir aber bereits wissen, dass er nichts damit zu tun hat, was daraus geworden ist. Auf der Grundlage der aktuellen Datenlage – die sehr lückenhaft ist – sind Vorhersagen mit erheblichen Unsicherheiten behaftet und mehrere Ergebnisse sind möglich.
Tatsächlich liefern uns die DART-Daten die Anfangsbedingungen des Aufpralls, uns fehlen jedoch das Endergebnis und die Eigenschaften des Ziels, die an seiner Reaktion auf den Aufprall beteiligt sind. Die Modellierung basierend auf den von DART bereitgestellten Anfangsbedingungen und den tatsächlichen internen Eigenschaften des Ziels, die noch gemessen werden müssen, muss das Endergebnis reproduzieren.
Die Idee besteht darin, die freien Parameter so weit wie möglich zu reduzieren, um sicherzustellen, dass die Modelle die Auswirkungen reproduzieren können, nicht weil unbekannte Parameter angepasst wurden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, sondern weil sie gültig sind und das Phänomen in einem Maßstab zuverlässig erfassen ist in terrestrischen Laboren nicht zugänglich.
Diese validierten Modelle werden es uns später ermöglichen, die Aufprallenergie zu kalibrieren, die erforderlich ist, um andere Asteroiden mit bekannten Eigenschaften abzulenken.
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