Quelle: Rigaku Holdings Corporation via Business Wire 10. Mai 2024.

Tokio –(BUSINESS WIRE)- Rigaku Corporation, ein Unternehmen der Rigaku Holdings Group und globaler Lösungspartner von Rigaku für Röntgenanalysegeräte (Hauptsitz: Akishima, Tokio; Präsident und stellvertretender Direktor: Jun Kawakami; im Folgenden „Rigaku“), hat die Analyse von Partikeln von 101955 Bennu, einem erdnahen kohlenstoffhaltigen Asteroiden, der als Typ B klassifiziert ist, abgeschlossen. Die Analyse wurde mit ZSX Primus IV, einem wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzspektrometer durchgeführt.

Die Partikel von Bennu sind eine Probe, die von OSIRIS-Rex, einer Raumsonde der US-amerikanischen National Aeronautics and Space Administration (NASA), gewonnen wurde. Diese Analyse ist das zweite Mal, dass Rigaku mit der Durchführung von Analysen im Zusammenhang mit Bennu beauftragt wurde. Bei der ersten Gelegenheit, im Dezember 2023, hat Rigaku den Wasser- und Kohlenstoffgehalt in einer Probe des kohlenstoffhaltigen Asteroiden mittels Thermoanalyse gemessen.

Die Röntgenfluoreszenzspektrometrie wurde von der Rigaku Application Laboratory XRF Analytical Group im Beisein von Professor Hisayoshi Yurimoto von der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hokkaido durchgeführt, der die chemische Analyse der Proben leitete, die von der Raumsonde Hayabusa 2 vom Asteroiden Ryugu zurückgebracht wurden.

Der Zweck der Analyse war es, den Gehalt an Haupt- und Spurenelementen, einschließlich Kohlenstoff und Sauerstoff, in der Probe zu bestimmen. Bei den aktuellen Messungen wurde eine quantitative Analyse von 26 Elementen durchgeführt. Die Ergebnisse der Thermoanalyse und der Röntgenspektrometrie wurden kombiniert, um mehr über die Geschichte von Bennu und seine Ähnlichkeiten und Unterschiede zu Ryugu zu erfahren.

Die Analyse von Bennu wird nun von weltweiten Projektteams durchgeführt. Einzigartig an der Arbeit des japanischen Teams unter der Leitung von Professor Yurimoto ist die Anwendung der Thermoanalyse unter Verwendung der Thermogravimetrie zusammen mit der Massenspektrometrie und der Röntgenspektrometrie mit einem wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzspektrometer.

Ein Vorteil des Rigaku-Ansatzes bei der Thermoanalyse besteht darin, dass quantitativ-analytische Geräte im Tandem eingesetzt werden, so dass Rigaku jedes Element und jede Art von Molekül trennen und messen kann, was zu noch nie dagewesenen Daten führt. Außerdem spielt die Röntgenfluoreszenzspektrometrie eine außerordentlich wichtige Rolle: Da sich die Forschungsmethode hin zur induktiv gekoppelten Plasmamassenspektrometrie (ICP-MS) verlagert, kann die Röntgenfluoreszenzspektrometrie wichtige Komponenten wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium und Schwefel analysieren, die mit ICP-MS nur schwer zu analysieren sind.

Professor Yurimoto kommentierte: „Die Leistung der Ausrüstung ist natürlich entscheidend, aber letztendlich sind es die Menschen, die den Unterschied ausmachen. Bei der Durchführung von Analysen an der Spitze des Feldes ist die Frage, wer die Analyse durchführt, von entscheidender Bedeutung. Ich habe Rigaku mit der Durchführung der Analyse beauftragt, weil dieses Unternehmen nicht nur hervorragende Geräte, sondern auch hervorragende Ingenieure mitbringt.“

Rigaku wird auch weiterhin eine enge Partnerschaft mit der akademischen Welt anstreben, um durch den Fortschritt von Wissenschaft und Technologie zur Entwicklung der Gesellschaft beizutragen.

Ergebnisse der Teilnahme von Rigaku am Projekt zur Erstanalyse der Ryugu-Probe
Im Juni 2019 nahm Rigaku als gemeinsamer Forschungspartner am Ryugu-Projekt teil. Im Jahr 2021 wurden die prozentualen Gehalte der Elemente in der Probe von Ryugu mit dem ZSX Primus IV, einem wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzspektrometer (WDRFA), bestimmt. Messungen mittels TG-DTA/GC-MS ergaben, dass sich der Feuchtigkeitsgehalt der Probe von Ryugu von dem in Meteoriten aus kohlenstoffhaltigen Chondriten unterscheidet, von denen man annimmt, dass sie die Mischung der Elemente im ursprünglichen Sonnensystem widerspiegeln. Diese Daten dienen nun als Basisdaten der Ryugu-Probe, die von Forschergruppen auf der ganzen Welt für eine Vielzahl von Analysen verwendet werden.

Die Analyseergebnisse von Rigaku werden in einem Papier des chemischen Analyseteams (unter der Leitung von Prof. Yurimoto) des ersten Analyseteams der Hayabusa 2 Mission zitiert und in der amerikanischen Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Über The Rigaku Group
Seit der Gründung im Jahr 1951 widmen sich die Ingenieure der Rigaku-Gruppe der Aufgabe, die Gesellschaft mit Spitzentechnologien zu unterstützen, insbesondere in den Kernbereichen Röntgen- und Thermoanalyse. Mit einer Marktpräsenz in über 90 Ländern und rund 2.000 Mitarbeitern in 9 weltweiten Niederlassungen ist Rigaku ein Lösungspartner für die Industrie und Forschungsinstitute. Unsere Verkaufsquote in Übersee hat etwa 70 % erreicht, während wir in Japan einen außergewöhnlich hohen Marktanteil halten. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir uns weiter und wachsen. Da sich die Anwendungen von Halbleitern, elektronischen Materialien, Batterien, Umwelt, Ressourcen, Energie, Biowissenschaften bis hin zu anderen High-Tech-Bereichen erstrecken, verwirklicht Rigaku Innovationen unter dem Motto „To Improve Our World by Powering New Perspectives“.

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• OSIRIS-REx / OSIRIS-APEX auf Atlas V 411

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Quelle: Goethe-Universität Frankfurt am Main 6. Oktober 2023.

6. Oktober 2023 – Am 24. September 2023 ist die Materialprobe eines der ursprünglichsten Objekte unseres Sonnensystems auf der Erde eingetroffen: Eine NASA-Raumsonde hat im Vorbeiflug eine Kapsel mit über 200 Gramm Staub des Asteroiden Bennu abgeworfen, den sie drei Jahre zuvor besucht hatte. Das Material wird im neuen Schwiete Cosmochemisty Laboratory der Goethe-Universität untersucht werden, das heute eingeweiht wurde. Kernstück des Labors ist ein hochmodernes Transmissionselektronenmikroskop (TEM), das die chemische und strukturelle Analyse winziger Materialproben erlaubt. Die Investition tragen die Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das Land Hessen.

Aus dem Staub, der unsere junge Sonne umkreiste, entstanden im Laufe der Zeit nicht nur die Planeten, sondern auch Millionen Materiebrocken. Rund 800.000 von ihnen kreisen heute im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter um die Sonne, ein Teil, die so genannten NEAs (Near Earth Asteroids) kommen gar der Erde immer wieder recht nahe. Viele Asteroiden haben sich seit ihrer Entstehung kaum verändert und stellen damit eine Art geologisches Archiv des Sonnensystems dar.

Aus diesem Grund schickte die amerikanische Weltraumbehörde NASA 2016 die Raumsonde OSIRIS-REx zu dem erdnahen Asteroiden Bennu, einem nur 500 Meter großen Himmelskörper, der zu den ursprünglichsten Objekten unseres Sonnensystems zählt. 2020 entnahm OSIRIS-REx mit einer Art Staubsauger rund 220 Gramm Material von Bennus Oberfläche und kehrte damit zur Erde zurück. Im Vorbeiflug warf die Sonde am 24. September eine Kapsel mit dem Asteroidenstaub ab. Wenige Gramm des kostbaren Materials werden Mitte Oktober an der Goethe-Universität erwartet. Hier wird der Staub in dem heute eingeweihten Schwiete Cosmochemisty Laboratory untersucht werden. Das Labor an der Goethe-Universität ist eines von nur vier TEM-Laboren und das einzige außerhalb der USA, die mit dieser Art der Analyse des Materials betraut wurden. Zusätzlich nutzt das Team rund um Prof. Brenker noch die Synchrotronstrahler ESRF in Grenoble und DESY in Hamburg für ihre hoch spezialisierten Untersuchungen.

Der Nano-Geowissenschaftler Prof. Frank Brenker von der Goethe-Universität erklärt: „Material von Asteroiden untersuchen zu dürfen, ist etwas ganz Besonderes. Denn anders als bei Meteoriten, die auf der Erde einschlagen, hat Asteroidenmaterial keinen Kontakt zur Erdatmosphäre gehabt, und wir können es in dem Zustand untersuchen, wie es draußen im Weltall vorliegt. Wir werden in der Materialprobe von Bennu unter anderem die Menge und die Verteilung sogenannter Seltenerdmetalle bestimmen, was wichtige Rückschlüsse auf die Entwicklung unseres Sonnensystems und der Erde zulassen wird.“

Dazu können die Wissenschaftler:innen jetzt ein Hightech-Mikroskop im neuen Schwiete Cosmochemisty Laboratory an der Goethe-Universität nutzen, ein sogenanntes Hochleistungs-Transmissionselektronenmikroskop. Der Stiftungsvorstand der Dr. Rolf M. Schwiete Stiftung, Dr. Jürgen Staiger, sagte auf der Einweihungsfeier: „Prof. Brenker hat an der Goethe-Universität Verfahren zur Untersuchung sensibler Proben etabliert, die nur wenige Wissenschaftsteams weltweit beherrschen. Wir freuen uns daher, dass wir bei der Anschaffung des Transmissionselektronenmikroskops maßgeblich unterstützen und auf diese Weise Spitzenforschung in der Geo- und Kosmochemie fördern konnten. Wir sind jetzt sehr gespannt darauf, was die Forschungsergebnisse uns über die Entstehung unseres Planeten verraten werden.“

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• OSIRIS-REx / OSIRIS-APEX auf Atlas V 411

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Quelle: Goethe-Universität Frankfurt am Main.

Frankfurt, 8. April 2022 – Als einer der ersten Wissenschaftler wird der Geowissenschaftler Prof. Frank Brenker von der Goethe-Universität Frankfurt ab 2023 Gesteinsproben des Asteroiden Bennu untersuchen können. Dies gab die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA bekannt. 2020 hatte die NASA-Raumsonde OSIRIS-REx Gesteinsproben von Bennu genommen und befindet sich seitdem auf dem langen Rückflug zur Erde. Die Proben versprechen neue Erkenntnisse über die frühe Geschichte des Sonnensystems und Bildung der Erde.

Asteroiden haben im Laufe der Erdgeschichte das Aussehen unseres blauen Planeten stark mitbestimmt: Einschläge dieser Himmelskörper brachten wahrscheinlich das Wasser für unsere Ozeane auf die Erde, auch Bausteine des Lebens und viele Edelmetalle stammen wohl von diesen Himmelskörpern.

Um mehr über Asteroiden und ihren Einfluss auf die Erdgeschichte und die Entstehung des Lebens zu erfahren, hat die US-amerikanische Weltraumbehörde 2016 die Raumsonde OSIRIS-REx zu dem erdnahen Asteroiden Bennu geschickt. Bennu ist ein 500 Meter großer Asteroid der C-Klasse und gehört damit zu den ursprünglichsten Objekten unseres Sonnensystems. Forscher gehen davon aus, dass sich diese Asteroiden seit mehr als 4,56 Milliarden Jahren nicht mehr entscheidend verändert haben. Damit erlauben sie einen ungestörten Blick in die Kinderstube unseres Sonnensystems.

Ende 2020 hat OSIRIS-REx Proben der Oberfläche von Bennu entnommen und wird 2023 mit mehr als 60 Gramm Asteroidenmaterial auf der Erde zurückerwartet. Die Proben sollen während des Vorbeiflugs der Raumsonde an der Erde über eine Rückkehrkapsel auf die Erdoberfläche gelangen. Zu den ersten Wissenschaftlern, die diese Proben dann untersuchen werden, gehört nun auch Prof. Frank Brenker vom Institut für Geowissenschaften der Goethe-Universität Frankfurt. Er wurde zusammen mit seinem Kollegen Prof. Laszlo Vincze, Universität Gent, von der NASA in das Voruntersuchungsteam berufen.

Der Grund: Prof. Frank Brenker hat zusammen mit Kolleginnen und Kollegen in den vergangenen Jahren ein präzises und hoch-ortsauflösendes Messverfahren entwickelt, das mithilfe von Supermikroskopen dreidimensional und berührungsfrei die chemische Zusammensetzung und die Struktur der Materie in den kostbaren Proben bestimmen kann. Die Supermikroskope arbeiten dazu mit energiereicher Röntgenstrahlung (Synchrotron-Strahlung), die an den Beschleunigeranlagen DESY in Hamburg und ESRF im französischen Grenoble erzeugt wird.

„Wir sind äußerst gespannt auf die einzigartigen Proben und sehr stolz über die Aufnahme in das Voruntersuchungsteam“, erklärt Frank Brenker. „In den Proben werden wir mit unserem Verfahren unter anderem die Gehalte und die Verteilung der so genannten seltenen Erden bestimmen, die für eine geowissenschaftliche und kosmochemische Interpretation von großer Bedeutung sind. Wir machen also quasi eine Spurenelement-Tomographie der Proben. Dies können außer uns nur wenige Wissenschaftsteams weltweit.“

Derzeit arbeitet das deutsch-belgische Wissenschaftsteam noch intensiv an der Untersuchung der Proben vom Asteroiden Ryugu, die die japanische Weltraumorganisation im Dezember 2020 zur Erde geholt hatte.

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• OSIRIS-REx auf Atlas V 411 AV-067

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