Nasa-Mission Dart: Kosmisches Billard
Mit Dart will die US-Weltraumbehörde testen, ob ein Raumschiff einen Asteroiden aus der Bahn werfen kann. Die Chancen stehen tatsächlich nicht schlecht.
(Bild: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman)
Es klingt wie aus einem Science-Fiction-Drehbuch: Die Dart-Sonde, die im Juli 2021 startet, soll durch ihren gezielten Aufprall einen Asteroiden aus der Bahn werfen. Die Mission soll testen, ob es auf diese Weise möglich wäre, einen Asteroiden, der Kurs auf die Erde nimmt, rechtzeitig abzulenken.
Versucht man, einen Asteroiden, der sich mit 30 Kilometern pro Sekunde bewegt, durch die Kollision mit einer Sonde abzulenken, wird die Geschwindigkeitsänderung wahrscheinlich nur einige Millimeter pro Sekunde betragen. Das ist mit Teleskopen auf der Erden kaum zu messen. Wie die Forscher der Dart-Mission das Problem lösen, berichtet Technology Review in seiner aktuellen Ausgabe.
Aufschlag
Ein Teil der Lösung liegt im Ziel der Mission: Andy Cheng von der Johns Hopkins University, jetzt der leitende Wissenschaftler der Dart-Mission, entdeckte 2011 eine Besonderheit: Dimorphos ist der kleine Begleiter von Didymos, einem Asteroiden mit einem Durchmesser von etwa 800 Metern. „Die Umlaufbahn von Dimorphos um Didymos ist wie eine tickende Uhr“, sagt Tom Statler, Wissenschaftler des Dart-Missionsprogramms im Nasa-Hauptquartier. „Alle zwölf Stunden dreht sie sich im Kreis. Was wir mit Dart machen, ist, auf diese Uhr einzuschlagen.“
Die Messungen sollen die Impulsübertragungseffizienz bestimmen, typischerweise mit dem griechischen Buchstaben β bezeichnet. Sie ist ein Maß dafür, wie viel vom Impuls der Sonde auf den Asteroiden übertragen wird. Bislang kann dieser Wert nur grob geschätzt werden, da Asteroiden unterschiedliche Zusammensetzung haben und über ihre innere Struktur nicht viel bekannt ist.
Gezielt
Dreißig Tage vor dem geplanten Aufprall wird das Raumschiff beginnen, optische Navigationsbilder zu sammeln. Das autonome Navigationssystem SmartNav „identifiziert Didymos und beginnt mit der Suche nach Dimorphos, das wir zu treffen versuchen“, sagt Elena Adams, Chefingenieurin der Dart-Mission.
„Nachdem sie herausgefunden hat, dass sie sich am richtigen Ort befindet und dass es sinnvoll ist, wechselt sie von der Ausrichtung auf den Hauptasteroiden zur Ausrichtung auf seinen Mond.“ Erst zwei Minuten vor dem Aufprall stoppt Smart Nav die Ausführung von Manövern, und das Raumschiff gleitet in den Asteroiden hinein. „Und dann - bumm!“, sagt Adams. Wenn alles nach Plan verläuft, wird Dart am 30. September 2022 aufhören zu existieren.
Kleiner Begleiter
Damit die Wissenschaftler auch nach dem Einschlag Daten erhalten, wird sich zehn Tage vorher ein kleiner Würfel namens LiciaCube von Dart trennen. LiciaCube wird die Auswurfwolke beobachten und auch die Rückseite von Dimorphos fotografieren, wenn er vorbeifliegt. Aber LiciaCube wird keine Möglichkeit haben, seinen Flug zu verlangsamen – und an Dimorphos vorbei in die Tiefen des Weltraums rasen.
Bis 2027 hat der Asteroid dann erst einmal seine Ruhe. 2024 will die Europäische Weltraumorganisation Eva ihre Mission namens Hera starten. Die Sonde soll Anfang 2027 Dimorphos erneut besuchen, um ihn genauer zu vermessen, seine Zusammensetzung zu untersuchen und β noch genauer zu bestimmen. Hera wird zwei eigene Beobachtungswürfel mit sich führen und das Didymos-Dimorphos-System drei bis sechs Monate lang bereisen. (wst)
