11.03.2011
FLUG REVUE

Zeitreise zu den Anfängen des Sonnensystems

Unregelmäßig geformt, mit einer leichten Ausbuchtung am Südpol und sehr vielen Einschlagskratern - in einer neuen Animation zeigen Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, wie der Asteroid Vesta dreidimensional aussehen könnte. Im Juli 2011 soll die Raumsonde Dawn nach fast vier Jahren Flug im Weltall den Asteroiden zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter erreichen. Für die Planetenforscher ist es eine Reise in die Vergangenheit – denn Vesta ist ein Himmelskörper, der sich nach der Entstehung des Sonnensystems kaum verändert hat.

Entdeckt wurde der Asteroid am 29. März 1807 von dem Deutschen Heinrich Olbers. Spektralmessungen mit Teleskopen von der Erde aus zeigen, dass der Himmelskörper ebenso wie die erdähnlichen Planeten vermutlich eine feste Kruste aus Gesteinen unterschiedlicher Zusammensetzung, einen Mantel und einen Kern hat. Kurz nach der Entstehung des Asteroiden vor 4,6 Milliarden Jahren muss er jedoch vollkommen geschmolzen gewesen sein. In den folgenden 50 Millionen Jahren kühlte Vesta ab und die Gesteine trennten sich nach ihrer unterschiedlichen Dichte, wobei das schwere Material nach innen wanderte.

Die Planetenforscher gehen davon aus, dass einst ein anderer Asteroid mit Vesta zusammenprallte und bei diesem gewaltigen Zusammenstoß nicht nur ein 13 Kilometer tiefer Krater auf Vesta, sondern auch 50 neue kleine Asteroide entstanden und etliche kleine Bruchstücke ihren Weg bis auf die Erde fanden. Bisher können aus der Vielzahl von Meteoriten auf der Erde nur wenige eindeutig dem Mond, dem Mars oder eben Vesta zugeordnet werden; der Ursprung aller anderen ist ungewiss. Dass man einige Proben eindeutig Vesta zuschreiben kann, ist ein Glücksfall für die Sonnensystemforschung.

Ein Asteroid, der sich seit seiner Entstehung nur wenig verändert hat und zudem noch Material bis zur Erde verteilte – für Planetenforscher ist Vesta ganz besonders spannend. Angetrieben von einem Ionen-Triebwerk bringt Dawn deshalb drei verschiedene Instrumente zum Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter: Neben einem Mapping Spectrometer der italienischen Raumfahrtagentur ASI und einem vom Los Alamos National Laboratory gebauten Gammastrahlen- und Neutronendetektor ist ein deutsches Kamerasystem, die sogenannte "Framing Camera", mit an Bord. Sie soll im August zunächst aus einer Umlaufbahn in rund 2400 Kilometern Entfernung den Asteroiden aufzeichnen und die Daten liefern, die am DLR-Institut für Planetenforschung zu einem vorläufigen 3D-Geländemodell verarbeitet werden. Zum Ende des Besuchs bei Vesta kreist Dawn dann in nur noch 200 Kilometern Entfernung von der Asteroidenoberfläche. Während dieser Phase bestimmt der Gammastrahlen- und Neutronendetektor die chemische Zusammensetzung des Himmelkörpers, und Vestas Schwerefeld wird ermittelt, um die innere Struktur des Asteroiden zu enthüllen.

Mit der Animation des virtuellen Asteroiden Vesta stellten die DLR-Wissenschaftler ihre Stereo-Software auf die Probe. Für die virtuelle Übung erhielten die Forscher von Nick Mastrodemos vom Jet Propulsion Laboraty der NASA "simulierte" Aufnahmen der Asteroiden-Oberfläche. Diese wiederum beruhten auf Daten des Hubble-Teleskops, das aus dem Weltall heraus aus großer Entfernung auf Vesta blickt. Mit diesem Material berechneten die Experten, welche Gestalt Vesta sehr wahrscheinlich haben wird. Bis Vesta sich jedoch mit Rundungen und Einbuchtungen dreidimensional als Animation drehte, investierten die Wissenschaftler einige Wochen Arbeitszeit. Zeitgleich erarbeitete ein amerikanisches Team des Planetary Science Institute in Tuscon, Arizona, auf derselben Datenbasis – aber mit einer anderen Methode - ein dreidimensionales Modell von Vesta. Die Unterschiede zwischen den beiden entstandenen künstlichen Geländemodellen waren nur geringfügig.

Etwa ein Jahr wird die Sonde um den Asteroiden kreisen und ihn dabei möglichst genau aufzeichnen und analysieren. Die DLR-Wissenschaftler hoffen dann, Vesta möglichst komplett kartografieren zu können. Damit ist die lange Reise der Sonde aber noch nicht beendet: Für sie geht es weiter zum Asteroiden Ceres, einem völligen Gegensatz zu Vesta. Der größte bisher entdeckte Asteroid ist bis zu 450 Millionen Kilometer – und damit weiter als Vesta – von der Sonne entfernt und besteht unter seiner Kruste sehr wahrscheinlich aus Gas und zu 25 Prozent aus gefrorenem Wasser. Flüssigkeiten und Gase können in dieser Entfernung von der Sonne nicht verdampfen und ins Weltall entweichen. Welche Oberflächenstruktur der "nasse" Asteroid hat, ist noch unbekannt. Eventuell hat er sogar eine dünne Atmosphärenschicht. Voraussichtlich im Februar 2015 wird Dawn in die Umlaufbahn von Ceres schwenken.

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flugrevue.de/Matthias Gründer



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