Quelle: ESA 5. April 2024.

5. April 2024 – „Die heutigen Asteroiden sind Kollisionsfragmente der ursprünglichen Bausteine unseres gesamten Sonnensystems. Wenn wir also sehen können, wie das Innere eines Asteroiden strukturiert ist, erhalten wir wertvolle Einblicke in die Entwicklung des Sonnensystems sowie für die planetare Verteidigung“, erklärt Michael Kueppers, Hera-Projektwissenschaftler der ESA. „Ist dieser Asteroid ein fester Monolith oder ein Schutthaufen, der durch seine Schwerkraft zusammengehalten wird? Die Antwort hat praktische Konsequenzen dafür, wie sich annähernde Asteroiden in Zukunft von der Erde abgelenkt werden könnten.“

Der nur 37 x 23 x 10 cm große Juventas CubeSat wird im Auftrag der ESA vom luxemburgischen Unternehmen GomSpace betreut, wobei die Integration der Raumsonde am Hauptsitz von GomSpace in Dänemark stattfand. Das Unternehmen hat sich auf CubeSats spezialisiert – kleine, kostengünstige Satelliten, die aus standardisierten 10 cm-Boxen zusammengebaut werden – obwohl diese in der Regel für den Erdorbit bestimmt sind.

Bauen für den Weltraum
Jan Persson leitet das Juventas-Projekt für GomSpace: „Das ist eine ganz andere Mission im Verlgeich zu den üblichen CubeSats, die wir herstellen und fliegen. Der Weg über die Erdumlaufbahn hinaus und hinaus in den Tiefenraum ist eine seltene Gelegenheit, die eine äußerst genaue Aufmerksamkeit für Details erfordert. Darüber hinaus benötigt Juventas ein ausreichend agiles Navigationssystem, um sich selbst um einen Asteroiden zu fliegen.“

Die ESA Asteroiden-Mission Hera ist Europas Beitrag zu einem internationalen Planetenabwehr- Experiment. Nach dem Einschlag der DART-Mission auf dem Asteroiden Dimorphos, einem Mond des größeren Asteroiden Didymos, im Jahr 2022 – der seine Umlaufbahn um Didymos änderte und eine Wolke von Trümmern Tausende von Kilometern ins All schickte – wird Hera zu Dimorphos zurückkehren, um den von DART hinterlassenen Krater aus nächster Nähe zu vermessen. Die Mission wird außerdem die Masse und Zusammensetzung von Dimorphos sowie die von Didymos messen.

Hera soll im Oktober 2024 starten, an Bord befinden sich zwei CubeSats für Nahaufnahmen des Asteroiden-Paares: Zu Juventas wird die Hyperspektralmission Milani hinzukommen. Das Trio wird über ein innovatives Verbindungssystem zwischen Satelliten rund um die Asteroiden verbunden bleiben.

Kleinstes Radar im Weltraum
Benannt nach dem römischen Namen der Tochter Heras, mag Juventas zwar klein sein, hat aber einen großen technischen Fußabdruck. Das Niederfrequenz-Radarinstrument – das kleinste Radarsystem im Weltraum – wurde vom französischen Institut de Planétologie et d‘ Astrophysique de Grenoble an der Universität Grenoble Alpes und der Technischen Universität Dresden entworfen, wobei die Elektronik von EmTroniX in Luxemburg stammt. Die Radar-Signale werden von einem Quartett von 1,5 m langen Antennen gesendet, die länger sind als die Juventas-Raumsonde selbst und von Astronika in Polen beigesteuert wurden.

„Das Juventas Radar-Instrument (JuRa) ist einzigartig und wird der Wissenschaftsgemeinschaft einen seltenen Einblick in die Entstehung eines Asteroiden geben“, erklärt Jan Persson. „Es wurde hochgradig miniaturisiert, um in die CubeSat-Hülle zu passen. Die größte Herausforderung bestand darin, dass das Instrument im Inneren der Raumsonde viel Wärme erzeugt, worum sich unser Thermaldesignteam bei GomSpace intensiv gekümmert hat.“

Hera-Systemingenieur Franco Perez Lissi fügt hinzu: „Um selbst zu fliegen, hat Juventas außerdem eine Kamera für sichtbares Licht, ein Lidar, Sternsensoren für die Navigation und ein Kaltgas-Antriebssystem sowie die Funkverbindung zwischen Satelliten, um ihre Position und Daten mit Hera zu teilen.“

Für die Radar-Vermessung des kleineren Asteroiden wird Juventas in eine einzigartige “selbststabilisierte Terminator-Umlaufbahn“ um Didymos eintreten. Dazu gehört es, parallel zur Tag-Nacht-Terminator-Linie des Asteroiden zu kreisen und dabei die schwache Gravitation des Asteroiden mit dem schwachen, aber stetigen Druck des Sonnenlichts selbst – dem solaren Strahlungsdruck – auszugleichen.

Tatsächlich ist die Schwerkraft von Didymos so gering, dass Juventas mit einer Geschwindigkeit von nur wenigen Zentimetern pro Sekunde in der Umlaufbahn sein wird, und JuRa wird diese niedrige Geschwindigkeit nutzen, um dasselbe kodierte Signal mehrmals zum Asteroiden zu senden, was das Gesamtsignal des Instruments zum Rauschverhältnis erhöht. Die reflektierten Signale werden dekodiert und auf der Erde in ein 3D-Bild umgewandelt.

Gekommen um zu landen
Sobald Juventas ihre Radar-Beobachtung abgeschlossen hat, wird sie in eine Umlaufbahn um Dimorphos einschwenken, um die nächste Phase ihrer Mission zu beginnen: die Landung auf dem kleineren Asteroiden. Jan Persson bemerkt: „Wir analysieren noch, wie das am besten geht, aber unsere Geschwindigkeit sollte gering genug sein, in der Größenordnung von Zentimetern pro Sekunde, dass Juventas herunterkommt, ohne gleich wieder hoch ins All zu hüpfen. Die Beschleunigungsmesser und Gyroskope an Bord werden in diesem Moment Daten sammeln, um mehr über die Oberflächeneigenschaften zu erfahren. Wenn Juventas endlich zur Ruhe kommt, wollen wir, dass sie in stabiler Konfiguration ist, um die zweite wissenschaftliche Nutzlast der Raumsonde, das GRASS Gravimeter zu betreiben.“

Dieses erste Instrument zur direkten Messung der Schwerkraft auf der Oberfläche eines Asteroiden, das Gravimeter for Small Solar System Objects, GRASS, wurde vom Königlichen Observatorium Belgiens (ROB) mit der spanischen Firma EMXYS entwickelt. Es ist geplant zu erfassen, wie sich die Schwerkraft auf Dimorphos im Laufe seiner Umlaufbahn um Didymos verändert.

Sowohl der Juventas als auch der Milani CubeSat haben sich nun ihrem Hera-Mutterschiff angeschlossen, um im ESTEC-Zentrum der ESA in den Niederlanden, der größten Testanlage für Raumfahrzeuge in Europa, getestet zu werden. Das Trio wird in der elektromagnetischen Maxwell-Testkammer untergebracht, um zu überprüfen, ob die Verbindungen zwischen den Satelliten wie geplant funktionieren.

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• HERA (vormals AIDA)

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Quelle: Terran Orbital 15. Dezember 2023 via Business Wire.

15. Dezember 2023 – Turin, Italien –(BUSINESS WIRE)– Tyvak International, europäischer Marktführer für kleine Satellitenlösungen, gab heute gemeinsam mit seinen Projektpartnern den erfolgreichen Abschluss der Test Readiness Review für den Milani-Satelliten bekannt. Milani ist ein wichtiger Bestandteil der Hera-Mission zur Planetenverteidigung und wird der erste Weltraum-Nanosatellit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) sein. Außerdem wird Milani der erste Nanosatellit sein, der jemals einen Asteroiden umkreist hat. Tyvak International ist für den Entwurf, den Bau und den Betrieb des Milani-Satelliten verantwortlich. Bei dieser Mission wird Tyvak International von einem exzellenten Konsortium aus europäischen Unternehmen und Forschungszentren aus Finnland, der Tschechischen Republik und Italien unterstützt.

Als Teil des weltweit ersten Tests zur Ablenkung von Asteroiden nach dem gelungenen Einschlag der NASA-Raumsonde DART auf dem Asteroiden Dimorphos wird Hera eine detaillierte Untersuchung nach dem Einschlag durchführen, um aus dem Experiment eine gut erforschte und wiederholbare Technik zur Verteidigung des Planeten zu machen. Zur Erreichung der gesteckten Ziele wird Hera neue Technologien einsetzen, von der autonomen Navigation um einen Asteroiden bis hin zu Operationen in der Nähe der Schwerelosigkeit. Hera wird die erste Sonde der Menschheit sein, die auf ein binäres Asteroidensystem trifft, und Europas Flaggschiff unter den Planetary Defendern, den Verteidigern des Planeten.

Milani, der nach Professor Andrea Milani benannt wurde, dem Pionier auf dem Gebiet der Risikoanalyse von Asteroiden und dem Erfinder des ursprünglichen Konzepts der Doppelraumsonde Don Quijote, von dem die DART-Hera-Missionen abgeleitet wurden, ist ein begleitender Nanosatellit von Hera, der vom Mutterschiff auf dem Weg zu Didymos transportiert und schließlich in dessen Nähe ausgesetzt wird. Die Instrumente des Milani-Satelliten sind der ASPECT Hyperspectral Imager (von VTT, Finnland), der VISTA (Volatile In-Situ Thermogravimetre Analyser) Staubdetektor und die von Tyvak International in Zusammenarbeit mit dem Politecnico di Milano entwickelte Navigationskamera für Bildverarbeitungsalgorithmen. Außerdem werden Laserreflektoren (von INFN, Italien) in Verbindung mit dem Laserentfernungsmesser von Hera noch nie dagewesene Messungen des Schwerefelds des Asteroiden ermöglichen.
Tyvak International ist Teil der Terran Orbital Corporation (NYSE: LLAP) („Terran Orbital“ oder das „Unternehmen“), einem Weltmarktführer für satellitengestützte Lösungen, der in erster Linie die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie bedient. „Terran Orbital ist stolz auf Tyvak Internationals erfolgreiches Bestehen der Test Readiness Review“, so Marc Bell, Mitbegründer, Chairman und Chief Executive Officer von Terran Orbital. „Wir fühlen uns geehrt durch das Vertrauen, das die ESA in Tyvak International setzt, und wir freuen uns darauf, auch in Zukunft hochmoderne Satellitenlösungen für Missionen wie die Hera Mission zu entwickeln, zu bauen, bereitzustellen und zu betreiben.“

„Wir waren immer stolz darauf, Teil einer solch anspruchsvollen Mission zu sein, und die Test Readiness Review ist ein entscheidender Meilenstein für das Programm“, erklärte Margherita Cardi, VP of Programs bei Tyvak International und Milani Program Manager. „Wir haben den Satelliten in den letzten Monaten zusammengebaut und gesehen, wie er Tag für Tag weiter Gestalt annahm. Das war eine sehr aufregende und emotionale Phase für mich und das gesamte Team.“

„Die vollständige Integration der Milani-Raumsonde zu bewundern, löst viele Emotionen aus und entschädigt für Zehntausende von Stunden modernster Ingenieursarbeit“, so Ian Carnelli, ESA Hera Project Manager. „Tyvak International hat ein beispielloses Engagement an den Tag gelegt, um den Entwurf dieses Projekts in die Realität umzusetzen. Wir können es kaum erwarten, die Umwelttestkampagne abzuschließen und die Tests mit dem Hera-Raumschiff zu beginnen. Ein weiterer Schritt in Richtung Didymos.“

Der nächste große Schritt für den Milani-Satelliten wird die Durchführung der Umwelttestkampagne im Laboratorio di Qualifica Spaziale des CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, Capua, Italien) sein, wonach er für die letzten Tests und Verifizierungen zu Tyvak zurückkehren wird. Anfang 2024 wird Milani an die ESA ausgeliefert, um die Hera-Testkampagne zur elektromagnetischen Kompatibilität und umfangreiche Systemvalidierungstests (SVTs) zu unterstützen, die auch das Bodensegment der Mission einschließen.

Über Tyvak International
Tyvak International, eine Terran Orbital Corporation, gehört zu den führenden europäischen Anbietern von Nano- und Mikrosatelliten und hat seinen Sitz in Turin, Italien. Als Vorreiter in der Miniaturisierung und Spezialist in der Ausführung und Bereitstellung ist Tyvak International der Hauptvertragspartner der Europäischen Weltraumorganisation für die Milani-Mission und koordiniert ein aus 12 Einrichtungen, Universitäten, Forschungszentren und Unternehmen in Italien und ganz Europa bestehendes Team. Erfahren Sie mehr unter www.tyvak.eu.

Über Terran Orbital
Terran Orbital ist ein führender Hersteller von Satellitenprodukten, die in erster Linie für die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie entwickelt werden. Terran Orbital bietet durch die Kombination von Satellitendesign, Satellitenproduktion, Startplanung, Missionsbetrieb und On-Orbit-Support End-to-End-Satellitenlösungen an, die die Anforderungen der anspruchsvollsten militärischen, zivilen und kommerziellen Kunden erfüllen. Erfahren Sie mehr unter www.terranorbital.com.

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• CubeSats

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Quelle: OHB SE 6. November 2023.

Bremen, 6. November 2023. Bestanden! Die Asteroidensonde Hera, deren Entwicklung von OHB als Hauptauftragnehmer geführt wird, hat in der Testkammer des European Space Research and Technology Centre (ESTEC) der ESA in Noordwijk den ersten Teil der Umwelttestkampagne erfolgreich absolviert. Bei den mechanischen Umwelttests wurden die beim Raketenstart wirkenden Kräfte – Vibration und Schalldruck – nachgestellt und der Satellit ordentlich durchgeschüttelt. Das OHB-Projektteam ist damit bestens im Zeitplan – was bei dieser Mission von hoher Bedeutung ist: Für die Entwicklung, Bau, Test sowie Startkampagne hat das Team gerade einmal vier Jahre Zeit.

Jetzt gehen die Testaktivitäten für Hera bei ESTEC weiter, die Vorbereitungen für den Thermalvakuumtest laufen auf Hochtouren. Nach erfolgreichem Abschluss der Kampagne wird Hera zum Startplatz Cape Canaveral in Florida gebracht. Das knapp dreiwöchige Startfenster der Mission wird sich am 7. Oktober 2024 öffnen. Dann wird sich Hera mit einer Falcon-9 auf den Weg zum Doppelasteroiden Didymos/Dimorphos machen.

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• HERA (vormals AIDA)

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Quelle: OHB SE 24. August 2023.

Bremen, 24. August 2023. Check! Der Raumfahrtkonzern OHB feiert einen wichtigen Meilenstein für die Asteroidenmission Hera: Das Mating von Plattform und Antriebsmodul ist erfolgreich absolviert worden. Jetzt geht es an die letzten Arbeiten und Transportvorbereitungen, ehe sich das Hera Spacecraft Ende August vom OHB-Standort in Bremen aus auf die Reise zum European Space Research and Technology Centre (ESTEC) nach Noordwijk macht. Dort startet dann die Testkampagne. Die ESA-Mission hat einen sehr straffen Zeitplan, da für Entwicklung, Bau, Test- sowie die Startkampagne gerade einmal vier Jahre zur Verfügung stehen.

„Das Mating, also die Zusammenführung von Satellitenplattform und Antriebsmodul, ist immer eine Herausforderung, da dabei Millimeterarbeit gefragt ist. Das Plattformmodul wurde dazu mit einem Kran über das Antriebsmodul gehoben und dann Stück für Stück langsam abgesenkt, so dass beide Module schließlich miteinander genau abschlossen“, erklärt Dr. Stefan Voegt, Hera-Projektleiter bei OHB.

Für das Projektteam steht als nächste Herausforderung die rund siebenmonatige Testkampagne an. Nach erfolgreichem Abschluss der Umwelttests wird Hera zum Startplatz Cape Canaveral in Florida gebracht. Das knapp dreiwöchige Startfenster der Mission wird sich am 7. Oktober 2024 öffnen. Dann wird sich Hera mit einer Falcon-9 auf den Weg zum Doppelasteroiden Didymos/Dimorphos machen.

Hera ist der zweite Teil der gemeinsam von der NASA und der ESA durchgeführten Mission AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment) deren erster Teil DART (Double Asteroid Redirection Test) bereits einen Impact auf Didymos/Dimorphos durchgeführt hat. Der zweite Teil ist die europäische Sonde Hera, deren Entwicklung von OHB als Hauptauftragnehmer geführt wird. Nach zweijährigem Flug wird die Sonde voraussichtlich am 16. Oktober 2026 am Didymos-System ankommen und eine genaue Untersuchung der Einschlagstelle und der Eigenschaften von Dimorphos durchführen. Dazu führt Hera neben den eigenen Instrumenten noch zwei Minisatelliten mit, die sich nach Ankunft am Didymos-System von der Sonde lösen und unabhängig Experimente durchführen. Erst diese von Hera bereitgestellten Daten erlauben eine umfassende Interpretation der Auswirkungen des Einschlags von DART und damit eine Beurteilung der grundsätzlichen Wirksamkeit der angewendeten Methodik zur Asteroidenabwehr.

Video zum Hera Mating

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• HERA (vormals AIDA)

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Quelle: OHB SE 12. Juni 2023.

Bremen, 12. Juni 2023. Arbeiten unter Hochdruck ist für das OHB-Team rund um die Asteroidensonde Hera der ganz normale Alltag. Eine im Flur des Hera-Teams angebrachte Uhr mit Countdown verdeutlicht jeden Tag, dass der Zeitplan eng ist. Doch davon lässt sich das Team nicht aus der Ruhe bringen. Jetzt steht der nächste Meilenstein an, bei dem viele ruhige Hände gebraucht werden: Im Juli steht das Mating auf dem Programm, bei dem die Hera-Plattform mit dem Antriebsmodul vereinigt wird. Projektleiter Dr. Stefan Voegt würde den Countdown sicher manchmal gerne zurückdrehen: „Das Projekt mit einem Startfenster im Oktober 2024 war von Anfang an recht sportlich, denn es lässt uns gerade einmal vier Jahre Zeit für Entwicklung, Bau, Test sowie die Startkampagne. Gut, dass wir ein super Team sind, das es schafft, den Zeitplan halten zu können. In den vergangenen 10 bis 15 Jahren haben wir im Satellitenbau enorm viel Erfahrung aufgebaut, unter anderem was Planung und Umsetzung angeht. Von diesem Know-how unserer Belegschaft profitieren wir nun in Hera.“

Hera ist der zweite Teil der gemeinsam von der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchgeführten Mission AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment) deren erster Teil DART (Double Asteroid Redirection Test) bereits einen Impact auf Didymos/Dimorphos durchgeführt hat. Der zweite Teil ist die europäische Sonde Hera, deren Entwicklung von OHB als Hauptauftragnehmer geführt wird. Hera soll die genauen Auswirkungen des Einschlags von DART analysieren.

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• HERA (bisher AIDA)

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Quelle: DLR 23. September 2022.

23. September 2022 – Die im letzten Jahr gestartete NASA-Raumsonde DART soll in der Nacht von Montag auf Dienstag erproben, ob es möglich ist, den Kurs eines Asteroiden zu verändern. DART wird dann das Asteroiden-Binärsystem Didymos-Dimorphos erreichen und gezielt auf dem 170 Meter großen Planetoiden Dimorphos einschlagen. Durch den dabei übertragenen „kinetischen Impuls“ soll die Bahn dieses Asteroiden um Didymos verändert werden. Es ist das erste Mal in der Geschichte der Raumfahrt, dass versucht wird, die Bahn eines Himmelskörpers durch einen menschengemachten Körper zu beeinflussen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an der Analyse des Impakts beteiligt. 2026 soll die ESA Mission Hera, an der Deutschland wesentlich über die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR beteiligt ist, das Asteroidensystem und dessen Veränderung erkunden.

Die Erde wird von jeher durch Asteroiden bedroht. Zwar bewegen sich fast alle der ungefähr eine Million bekannten, über einhundert Meter großen Himmelskörper auf stabilen Bahnen zwischen Mars und Jupiter. Doch haben davon etwa dreißigtausend Asteroiden solche Bahnen, die sich mit der Umlaufbahn der Erde um die Sonne schneiden und diese Körper mit Planeten kollidieren können. Bei einer Kollision eines auch nur wenige hundert Meter großen Körpers mit der Erde würde es zu ganz erheblichen Schäden kommen. Mit Raumsonden könnte diese Gefahr abgewendet werden, indem der Kurs eines solchen erdbahnkreuzenden Asteroiden sehr frühzeitig so verändert wird, dass er an der Erde vorbeifliegt.

„Wir leben im Zeitalter der Raumfahrt. Dadurch haben wir die Möglichkeit, mit Raumsonden die Bahn eines Asteroiden, der auf die Erde zu stürzen droht, zu verändern“, sagt Dr. Jean-Baptiste Vincent vom DLR-Institut für Planetenforschung. Das DLR beobachtet und charakterisiert seit Jahrzehnten erdbahnkreuzende Asteroiden. „Zum einen versuchen wir, diese kleinen, aber manchmal eben auch gefährlichen Himmelskörper zu charakterisieren, ihre physikalischen Eigenschaften zu verstehen, und zum anderen daraus Schlüsse zu ziehen, wie wir sie abwehren könnten, sollten die Berechnungen ergeben, dass sie in der Zukunft mit der Erde zusammenstoßen“, erklärt Dr. Stephan Ulamec vom DLR-Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln.

Veränderung der Umlaufzeit um einige Minuten
Die beiden DLR-Wissenschaftler sind an der NASA-Mission DART („Double Asteroid Redirection Test“) beteiligt. DART ist ein würfelförmiger Satellit mit knapp zwei Metern Kantenlänge und einer Masse von 610 Kilogramm. Die Mission wurde am 24. November 2021 gestartet und auf einer ellipsenförmigen Bahn zu ihrem Ziel, dem Asteroidenpaar Didymos und Dimorphos gelenkt. Didymos, der größere der beiden Körper, hat einen unregelmäßigen Durchmesser von knapp 800 Metern, Dimorphos von etwa 170 Metern. Dimorphos umkreist Didymos – griechisch für Zwilling – in zwölf Stunden in einer Entfernung von 1.200 Metern. Die beiden Asteroiden umrunden zusammen in 25 Monaten die Sonne auf einem Orbit, der sich mit der Erdbahn kreuzt und sie zu potentiell gefährlichen „NEOs“ (Near-Earth Objects) macht. Im Jahre 2003 kamen die beiden Asteroiden der Erde bis auf sechs Millionen Kilometer nahe.

„Wir gehen davon aus, dass sich die Umlaufzeit von Dimorphos um Didymos durch den Impuls von DART um einige Minuten verändert“, prognostiziert DLR-Forscher Stephan Ulamec. „Allerdings wissen wir nicht, wie Dimorphos beschaffen ist“, ergänzt Jean-Baptiste Vincent. „Ist es ein kompakter Körper oder sind seine Bestandteile nur ganz lose zusammengefügt? Ist Dimorphos also eine Art Schutthaufen aus Gesteinsfragmenten, ein ‚Rubble Pile‘, wie wir in der Asteroidenforschung sagen?“ Die Aufgabe der beiden DLR-Wissenschaftler im DART-Team besteht in der Bestimmung der genauen Form des kleinen Asteroiden, seiner genauen Masse und der Analyse des Kraters und der Übertragung des Impulses und der Auswürfe, die beim Einschlag entstehen.

Die Raumsonde wird dabei natürlich vollständig zerstört, aber der Einschlag von DART auf Dimorphos wird von zwei bereits am 11. September erfolgreich ausgesetzten Kleinsatelliten beobachtet. Die beiden LICIACube-Würfel wurden von der Italienischen Weltraumorganisation ASI entwickelt, um nach dem Einschlag von DART im Vorbeiflug Beobachtungen des Asteroiden-Binärsystems Didymos machen zu können. Die Kleinsatelliten werden vor, während und nach dem Impakt direkt mit der Erde kommunizieren. Jeweils zwei Kameras (LUKE und LEIA) sollen den Einschlag bestätigen und Bilder der Auswurfswolke und möglicherweise eines Kraters festhalten. Drei Minuten nach dem Impakt von DART werden sie an Dimorphos vorbeigeflogen sein, sich drehen und noch Aufnahmen der Rückseite von Dimorphos machen, die DART natürlich nicht aus der Nähe zu sehen bekommt. LICIACube ist die erste rein italienische autonome Raumsonde im Weltraum. Auch die im vergangenen Jahr zu den „Trojaner“-Asteroiden auf der Jupiterbahn gestartete NASA-Mission Lucy wird den Einschlag aus 19 Millionen Kilometer Entfernung beobachten.

Können wir in Zukunft Asteroiden ablenken?
Der gezielte Zusammenstoß der DART-Raumsonde mit Dimorphos wird am 27. September 2022 um 1.14 Uhr MESZ in knapp über elf Millionen Kilometer Entfernung von der Erde geschehen, der kürzesten Entfernung, die das Doppelasteroidensystem in unserer Zeit mit der Erde haben kann (erst 2062 wird das Asteroidenpaar in einer ähnlich geringen Entfernung an der Erde vorbeikommen). Damit sind auch gute Beobachtungsmöglichkeiten für Teleskope auf der Nachtseite der Erde, insbesondere von Europa aus gegeben, die für begleitende Untersuchungen während und nach der Kollision genutzt werden. Auch in den Nächten nach dem Ereignis werden Teleskope Lichtkurven des Binärsystems aufzeichnen, um Daten zu der Bahnveränderung von Dimorphos in die Analyse einzubringen.

Beim Einschlag von DART auf Dimorphos werden fast 140 Millionen Kilojoule Energie umgesetzt. Die Forscher gehen davon aus, dass der Impakt einen Krater von wenigen Zehnermetern Durchmesser erzeugt und sich die Umlaufzeit des Asteroiden messbar, um wenige Minuten verändert. Das entspricht in etwa einer Geschwindigkeitsänderung von einem halben Millimeter pro Sekunde. „Wie effizient die Ablenkung eines Asteroiden durch den Zusammenstoß mit einer Raumsonde ist, wird entscheidend durch die physikalischen Eigenschaften des Körpers beeinflusst, also wie porös und fest das Gestein ist“, erläutert Prof. Dr. Kai Wünnemann vom Museum für Naturkunde Berlin, der mit seinem Team Computersimulationen des Einschlagprozesses erstellt, um möglichst präzise Vorhersagen zu treffen. Am Museum für Naturkunde Berlin werden verschiedene Szenarien der Beschaffenheit von Dimorphos durchgespielt und simuliert, um unter anderem die Kratergrößer zu prognostizieren.

Für die genaue Untersuchung des Einschlags und seiner Folgen wird im Oktober 2024 die mit der NASA abgestimmte Mission Hera der Europäischen Weltraumorganisation ESA gestartet, die maßgeblich in Deutschland entwickelt und gebaut wird. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Sitz in Bonn managt die deutschen ESA-Beiträge für Hera. Im Dezember 2026 wird Hera das Doppelasteroidensystem erreichen, also etwa vier Jahre nach dem Aufprall von DART. Heras detaillierte Untersuchungen werden dann das Wissen über die Möglichkeiten einer Asteroidenabwehr erheblich erweitern. DART und Hera sind Missionen des internationalen Forschungsprojekts AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment).

Immer wieder Asteroidentreffer in der Erdgeschichte
Für die vor uns liegenden Jahrzehnte gibt es gegenwärtig keinen Anlass zur Sorge, dass ein Asteroid die Erde trifft. Doch dies geschah in der viereinhalb Milliarden Jahre langen Geschichte der Erde immer wieder. Spuren davon sind Krater, die beim Einschlag von Asteroiden zurückbleiben, wie das Nördlinger Ries in Süddeutschland oder der Barringer-Krater in Arizona. Der von Einschlagskratern übersäte Mond macht deutlich, dass Asteroidenkollisionen früher viel häufiger waren – auf der dynamisch sich ständig verändernden Erde sind fast alle Spuren von Einschlägen ausgelöscht. Das Aussterben der Dinosaurier ist vor 65 Millionen Jahren durch einen Asteroidentreffer ausgelöst worden.

Dass die Gefahr von Asteroidentreffern auf der Erde auch heute, wenn auch in viel geringerem Maße, real bleibt, wurde am 15. Februar 2013 deutlich. Damals trat ein unbekannter Asteroid in die Erdatmosphäre ein und explodierte über der russischen Stadt Tscheljabinsk. Die Schockwelle der komprimierten Luft der Erdatmosphäre verursachte erhebliche Schäden in der Stadt. Tausende von Fensterscheiben barsten, dabei wurden mehr als 1.600 Menschen verletzt. Der Gesamtschaden wurde auf 30 Millionen Euro geschätzt. Dabei war das Objekt in Tscheljabinsk nur etwa 18 Meter groß.

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

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Quelle: ESA 20. September 2022.

20. September 2022 – Der angepeilte Asteroid Dimorphos stellt keine Bedrohung für die Erde dar, und keine Sorge – der kinetische Aufprall von DART kann den Asteroiden nicht auf eine erdnahe Bahn bringen. Mit diesem Experiment soll die Umlaufbahn des Asteroiden leicht verändert werden, damit die Wissenschaftler*innen mehr über die Ablenkungsmöglichkeiten erfahren, falls ein gefährlicher Asteroid entdeckt wird.

Verfolgen Sie den Einschlag live, während die Daten von DART an Bodenstationen auf der ganzen Welt, einschließlich der ESA-Station New Norcia in Australien, übertragen werden. Das NASA-Programm beginnt um Mitternacht MESZ und wird auf ESA Web TV mit Beiträgen des Hera-Missionsteams der ESA ausgestrahlt. Verfolgen Sie die Updates der ESA Mission Control, zu der Estrack und das Space Safety Programm gehören, über @esaoperations auf Twitter.

Ein Einschlag auf einem Asteroiden, bevor ein Asteroid auf uns trifft
Der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA saust derzeit durch den Weltraum zu einem Paar von durch Schwerkraft gebundenen Asteroiden in einer Umlaufbahn um die Sonne. Das binäre Asteroidensystem ist unter dem Namen Didymos bekannt, und der kleinere „Minimond“ des Paares, Dimorphos, wird der erste Asteroid im Sonnensystem sein, der zum Ziel eines vom Menschen gebauten „kinetischen Impaktors“ wird.

Nach dem Einschlag fliegt die ESA-Mission Hera zu dem getroffenen Felsen, um eine gründliche Analyse des entstandenen Kraters, der Masse des Asteroiden und vieles mehr vorzunehmen und aus diesem großartigen Experiment eine verständliche und wiederholbare Technik zur Planetenverteidigung zu schaffen.

Allerdings hängt all dies davon ab, ob DART sein Ziel trifft. Das Raumfahrzeug wird mit einer Geschwindigkeit von 22.000 km/h durch den Weltraum rasen und sich in einer Entfernung von 11 Millionen Kilometern von der Erde einem beweglichen Objekt nähern, das etwa so groß ist wie die Cheops-Pyramide – alles andere als eine leichte Aufgabe also.

DART wird sogar erst in der letzten Stunde vor dem Einschlag in der Lage sein, Dimorphos von dem größeren zentralen Asteroiden zu unterscheiden, wobei es mithilfe seines hochentwickelten bordeigenen Leit-, Navigations- und Kontrollsystems selbstständig zu seinem unbekannten Ziel manövriert.

Estrack, das Netzwerk der ESA zur Kommunikation mit Satelliten, unterstützt die NASA in den Wochen vor dem Einschlag, indem es DART verfolgt, Daten über seinen Status, seinen Standort und seine Geschwindigkeit liefert – insbesondere während der letzten 12 Stunden, in denen ein Live-Stream von Bildern auf die Erde gesendet wird. Diese können von unzähligen Personen weltweit „live“ verfolgt werden, um eine permanente Überwachung zu gewährleisten.

Riesige Antennen sorgen für eine ultrapräzise Navigation
Die 35 Meter große Deep Space-Antenne der ESA in Malargüe, Argentinien, liefert seit Mai ultrapräzise Messungen der Position von DART und ist in den Monaten vor dem Einschlag regelmäßig für die Mission im Einsatz.

Gemeinsam mit den NASA-Antennen in Canberra, Australien, und Goldstone in Kalifornien bildet die Station ein geografisches Dreieck auf der Erde. Durch die gleichzeitige Verfolgung von DART von jedem Standort aus lassen sich seine Position, Richtung und Geschwindigkeit äußerst präzise bestimmen. Diese Methode der Verfolgung ist als Delta-DOR (Delta – Differential One-Way Range) bekannt.

Die Weltraumantenne der ESA in Australien hat ebenfalls monatlich Statusberichte von DART empfangen. Diese Berichte werden vom Raumfahrzeug per Downlink zur Erde gesendet und enthalten Details über den Status, den Standort und alle empfangenen Befehle – wichtige Informationen für die Mission Control der NASA.

In den letzten zehn Tagen vor dem Einschlag hat sich die Überwachung noch weiter intensiviert, da das Estrack-Netzwerk der ESA die Lücken im Deep Space Network der NASA durch tägliche Kontakte mit dem Raumfahrzeug schließt. Diese „Überflüge“, d. h. der Zeitraum, in dem das Raumfahrzeug sichtbar ist und mit der Antenne am Boden kommuniziert, dauern jeden Tag etwa eine Stunde, solange bis DART die letzte Phase seiner Mission beginnt.

Volltreffer: Der erste Non-Fiction „Film“ über die Ablenkung eines Asteroiden wird live übertragen
In den letzten Stunden seines Lebens wird DART ständig Bilder zur Erde senden, die zeigen, wie sich das Ziel von einer verschwommenen Masse zu einem kleinen Asteroiden wandelt und dramatisch näher kommt und größer wird, bis zum… Volltreffer! Dies wird der erste Non-Fiction Film sein, der einen tatsächlichen Einschlag auf einem Asteroiden zeigt, und es ist wichtig, dass alle Szenen bei uns ankommen.

„Für den Erfolg der Mission ist es entscheidend, dass es während der Endphase von DART keine Lücken in der Übertragung gibt. Daher werden Antennen auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, sich gegenseitig unterstützen und alle Lücken im Deep Space Network der NASA schließen – wir dürfen die Verbindung zu DART nicht für einen Moment verlieren“, erklärt Daniel Firre, DART Serviceleiter der ESA.

Die ESA-Station New Norcia in Australien wird während dieser letzten Phase, die 12 Stunden vor dem Einschlag beginnt und bis einige Stunden danach andauert, kontinuierlich aktualisierte Daten und Bilder der Mission liefern. Die Daten von DART werden 11 Millionen Kilometer zurückgelegt haben, bevor sie bei der 35-Meter-Schüssel in Australien ankommen – und das alles in etwa einer halben Minute.

„Unsere riesige Schüssel in Australien wird mit DART in Verbindung stehen, während es auf Dimorphos einschlägt. In den letzten Minuten werden Daten vom DRACO-Instrument an Bord eingespeist. Diese Daten werden von den Wissenschaftler*innen verwendet, um die Masse des Asteroiden, die Art der Oberfläche und den Einschlagsort abzuschätzen“, erklärt Suzie Jackson, New Norcia Station Manager.

„Die Daten von DART werden außerdem in der Mission Control der NASA zur Anpassung von Missionsparametern verwendet, und es ist wirklich wichtig, dass die Informationen so zeitnah wie möglich ankommen.“

Italienischer Cubesat wird Zeuge des Einschlags sein
Was DART uns nicht zeigen kann, ist das visuelle Ergebnis des Einschlags auf dem Asteroiden. Das Raumfahrzeug wird nach Beendigung seiner Arbeit zerstört und die Kommunikation zur Erde wird beendet. Spannend ist auch, dass ein schuhkartongroßer CubeSat der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) mit DART unterwegs sein wird.

Der 14 kg schwere LICIACube wird sich fünfzehn Tage vor dem Aufprall von DART trennen, um Bilder vom Einschlag und der daraus resultierenden Wolke aus ausgeworfener Materie aufzunehmen.

Näher an Hera
Um den Einschlag von DART vollständig nachvollziehen zu können, wird die ESA-Mission Hera, sobald sich der Staub gelegt hat, im Jahr 2024 starten und zwei Jahre später im Asteroidensystem Didymos ankommen, um eine hochauflösende visuelle, laser- und funkwissenschaftliche Kartierung des Asteroidenmondes durchzuführen und die Folgen des Einschlags zu untersuchen.

Nachdem Hera gestartet ist, das Didymos-Paar erreicht hat und seine Daten nach Hause sendet, also somit diesen beeindruckenden ersten Test der Planetenverteidigung vollendet, wird das Estrack-Netzwerk der ESA wie immer diese entscheidenden Weltraumdaten zurück zur Erde bringen.

Der Einschlag von DART in den Asteroiden Dimorphos wird ab Mittelnacht am 27.9 live auf NASA TV und auf der NASA-Website übertragen. Die Öffentlichkeit kann auch über die Social-Media-Konten der NASA auf Facebook, Twitter und YouTube live dabei sein.

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

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Quelle: Museum für Naturkunde Berlin.

22. November 2021 – Ständig treffen Teile von interplanetarem Staub und Gestein auf die Erde. Die meisten von ihnen sind harmlos und verglühen in unserer Atmosphäre. Doch 2013 trat ein unentdeckter, mit 18 Metern relativ kleiner Asteroid in die Erdatmosphäre ein und explodierte über Tscheljabinsk, Russland. Die Explosion verletzte mehr als 1.600 Menschen und verursachte Schäden in Höhe von etwa 30 Millionen Dollar. Astronom*innen schätzen, dass es etwa 25.000 erdnahe Asteroiden mit einer Größe von über 140 Metern gibt – eine potentiell große Gefahr.

Der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA ist die erste Mission zur Ablenkung eines Asteroiden. Das DART-Raumfahrzeug, das die Größe eines Verkaufsautomaten hat und im Wesentlichen aus Solarzellenfeldern und zwei Antriebssystemen besteht, wurde vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) gebaut.

DART wird auf den Asteroidenmond Dimorphos ausgerichtet, den es mit einer Geschwindigkeit von mehr als sechs Kilometern pro Sekunde (oder fast 22.000 Kilometer pro Stunde) treffen wird. Das binäre Asteroidensystem Didymos besteht aus einem größeren Asteroiden namens Didymos (mit einem Durchmesser von 780 Metern) und einem kleineren, umlaufenden Asteroidenmond namens Dimorphos (160 Meter). Asteroiden umkreisen wie die Planeten die Sonne, die meisten von ihnen auf stabilen Bahnen zwischen den Planeten Mars und Jupiter. Sie werden nur dann gefährlich, wenn sich ihre Bahnen und die Erdumlaufbahn zum gleichen Zeitpunkt kreuzen. Der Schlüssel zur Vermeidung eines Einschlags ist die Fähigkeit der Vorhersage gegenseitiger Annäherungen, um dann die Bahn des Asteroiden geringfügig so zu verändern, dass der Asteroid früher oder später am Schnittpunkt von Erdbahn und Asteroidenorbit eintrifft, um eine Kollision mit der Erde zu vermeiden.

Die Durchführung einer solchen Mission erfordert umfangreiche Modellierung und Simulation des kinetischen Aufpralls, die unter anderem am Museum für Naturkunde Berlin durchgeführt werden. Prof. Dr. Kai Wünnemann leitet hier zusammen mit internationalen Kolleg*innen die Arbeitsgruppe „Impact Modeling“ und erklärt: „Zwar kann durch präzise Beobachtungen des Asteroidensystems durch Teleskope vor und nach dem Einschlag vermessen werden, wie stark Dimorphos durch den Aufprall abgelenkt wurde, genauere Resultate und insbesondere eine detaillierte Beobachtung des verursachten Kraters sowie die Bestimmung der Eigenschaften des Asteroiden und seines Mondes werden aber erst im Rahmen der Hera Mission der ESA, die 2024 gestartet wird, folgen.“

Auch das ebenfalls in Berlin (Adlershof) ansässige Institut für Planetenforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an DART wissenschaftlich beteiligt. Dr. Jean-Baptiste Vincent ist Mitglied der „Proximity“-Arbeitsgruppe, in der die Oberflächenmorphologie von Didymos und Dimorphos untersucht und ein Formmodell beider Asteroiden erstellt wird. Dr. Vincent und das DLR ist mit mehreren internationalen Kollegen u.a. auch für die Aufnahmeplanung und Datenanalyse der Kamera auf der Nachfolgemission HERA der Europäischen Weltraumorganisation ESA verantwortlich. HERA wird 2024 starten und wie DART zu Didymos und Dimorphos fliegen, um die Auswirkungen der Kollision von DART und Dimorphos zu untersuchen.

Der Start von DART ist für den 24. November 2021 geplant, der Einschlag in Dimorphos erfolgt zwischen dem 26. September und dem 1. Oktober 2022. Obwohl Didymos zu diesem Zeitpunkt noch etwa 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt sein wird, können Teleskope auf der ganzen Welt die Veränderung der Umlaufbahn bestimmen.

Weitere Informationen
https://dart.jhuapl.edu/

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

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Quelle: Jena-Optronik GmbH.

Die Raumsonde HERA der Europäischen Raumfahrtagentur ESA soll zusammen mit ihrem Pendant, der NASA-Sonde „DART“ (Abkürzung für Double Asteroid Redirection Test, Doppel-Asteroiden Umleitungs-Test), die Auswirkungen eines Aufpralls auf einen Asteroiden untersuchen, um aus diesem Experiment Methodik und Technologie zum Umlenken solcher Gesteinsbrocken im All abzuleiten. Die OHB System AG, ein Tochterunternehmen des Raumfahrtkonzerns OHB SE, wurde von der ESA mit der Leitung des industriellen Konsortiums für HERA beauftragt.

„HERA ist eine prestigeträchtige Mission und wir bei Jena-Optronik freuen uns darauf, mit unserer Kamera einen entscheidenden Anteil zum Erfolg beizutragen. Im Rahmen der Mission fliegen zwei Sonden (DART und HERA) zum Asteroiden Didymos. Während DART auf dem Asteroiden „einschlagen“ wird, ist es die Aufgabe von HERA ca. vier Jahre später entsprechende Daten rund um die Auswirkungen des Einschlags zu sammeln – die dafür notwendige Kamera zur Beobachtung des Asteroiden kommt hierbei von Jena-Optronik. Die HERA-Mission soll dazu dienen, die Struktur und Zusammensetzung von Asteroiden besser zu verstehen. Gleichzeitig erhofft man sich Erkenntnisse, um auf eine mögliche, nötige Abwehr eines Asteroiden besser vorbereitet zu sein“, erläutert Steffen Schwarz, Vertriebsleiter der Jena-Optronik.

Die Kamera für HERA basiert – mit einer an die Mission angepassten Optik – auf dem ASTROhead der Jenaer Raumfahrtspezialisten, welcher seinen Jungfernflug 2019 auf dem Mission Extension Vehicle „MEV“, zur Verlängerung der Lebensdauer von Satelliten, feiern durfte. Die kompakte HERA-Kamera wird sowohl zur Navigation, als auch für Aufnahmen des Asteroiden genutzt werden.

Steffen Schwarz weiter: „Wir freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit im Rahmen eines weiteren spannenden Projekts mit unserem langjährigen Kunden OHB. Bei dieser Mission wollen wir – anders als bisher – nicht nur gemeinsam in den erdnahen Orbit, sondern noch ein ganzes Stück weiterfliegen.“

Die Ergebnisse der Mission liefern wertvolle Daten für die sogenannte AIDA-Kollaboration (kurz für: Asteroid Impact Deflection Assessment) der Raumfahrtagenturen ESA und NASA. Diese dient dem Schutz des irdischen Lebens vor der Gefahr von Asteroideneinschlägen auf der Erde aus dem All.

Mit einem breiten Anwendungsspektrum von Navigation, über Bildaufnahmen, bis in den Bereich der Erkennung von Gefahren im Weltraum („Space Situational Awareness“), können Kameras, Sternsensoren und Raumfahrt-Optiken aus Jena sowohl in der bemannten, als auch in der unbemannten Raumfahrt vielseitig eingesetzt werden.

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• DART und HERA (bisher AIDA)

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Quelle: ESA.

Am 15. September 2020 hat die ESA einen Auftrag über 129,4 Millionen Euro für die detaillierte Konzeption, den Bau und die Tests von Hera vergeben – der ersten Mission der ESA zur planetaren Verteidigung.

Hera – benannt nach der griechischen Göttin der Ehe – wird zusammen mit der NASA-Raumsonde Double Asteroid Redirect Test (DART) die erste Sonde sein, die ein Rendezvous mit einem binären Asteroiden-System vollzieht – einer wenig erforschten Klasse, die etwa 15% aller bekannten Asteroiden ausmacht.

Der Vertrag wurde am 15. September 2020 von Franco Ongaro, ESA-Direktor Technology, Engineering & Quality, und Marco Fuchs, CEO des deutschen Raumfahrtunternehmens OHB und Hauptauftragnehmer des Hera-Konsortiums, unterzeichnet. Die Vertragsunterzeichnung fand im Europäischen Satellitenkontrollzentrum (ESOC) der ESA in Darmstadt statt, von wo aus die Hera-Mission nach ihrem Start in 2024 kontrolliert wird.

Hera ist der europäische Beitrag im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit zwischen europäischen und amerikanischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Bereich der planetaren Verteidigung mit dem Namen Asteroid Impact & Deflection Assessment, AIDA. Die DART-Raumsonde, die im Juli 2021 starten soll, wird zunächst einen kinetischen Aufprall auf den kleineren der beiden Körper durchführen. Hera wird im Anschluss an den Aufprall eine detaillierte Untersuchung durchführen, um aus diesem groß angelegten Experiment eine gut verstandene und wiederholbare Technik zur Ablenkung von Asteroiden zu machen.

Dabei wird die etwa schreibtischgroße Hera auch mehrere neuartige Technologien demonstrieren, wie z.B. die autonome Navigation um den Asteroiden herum – ähnlich wie moderne fahrerlose Autos auf der Erde – und gleichzeitig wichtige wissenschaftliche Daten sammeln, um Forschenden und zukünftigen Missionsplanenden ein besseres Verständnis der Zusammensetzung und Struktur von Asteroiden zu ermöglichen.

Hera wird auch Europas erste „CubeSats“-Miniatursatelliten in den tiefen Weltraum bringen, um das Asteroiden-System aus nächster Nähe zu vermessen. Bestandteil der Mission wird außerdem ein aktualisiertes Radarinstrument sein, dessen Radarsystem bereits zuvor erfolgreich im Rahmen der Rosetta-Mission zum Einsatz kam und nun erstmals in das Innere des Asteroiden blicken soll.

Hera soll im Oktober 2024 starten und zu einem binären Asteroiden-System, dem Didymos-Paar reisen. Der gebirgsgroße Hauptkörper mit einem Durchmesser von 780 m wird von einem 160 m messendem Mond umkreist, der im Juni 2020 offiziell „Dimorphos“ getauft wurde und etwa der Größe der Pyramide von Gizeh entspricht.

Es wird erwartet, dass der kinetische Einschlag von DART auf Dimorphos im September 2022 seine Umlaufbahn um Didymos verändern und einen beträchtlichen Krater erzeugen wird. Dieses Vorgehen ist insofern einzigartig, da das erste Mal die Umlaufbahn und physischen Eigenschaften eines Himmelskörpers durch menschliche Eingriffe künstlich verändert werden. Hera wird Ende 2026 am Didymos-System eintreffen, um dort mindestens sechs Monate lang eine Nahuntersuchung durchzuführen.

Der Missionsbetrieb von Hera wird im ESOC-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt, stattfinden, dem Sitz des neuen ESA-Programms für Weltraumsicherheit, dem die Hera-Mission auch angehört.

Die Vertragsunterzeichnung umfasst die gesamte Entwicklung, Integration und die Tests des Hera-Satelliten, einschließlich seines fortgeschrittenen Leit-, Navigations- und Kontrollsystems (GNC). Die Verträge für die beiden von Hera mitgeführten CubeSats und die dazugehörigen technologischen Entwicklungen laufen bereits.

Die europäischen Partner hinter der Hera-Mission
Der Auftrag ist an ein Konsortium unter der Leitung des Hauptauftragnehmers OHB System AG in Bremen vergeben worden.

Von den 17 ESA-Mitgliedstaaten, die an Hera beteiligt sind, ist Deutschland mit dem Gesamtdesign und der Integration des Raumfahrzeugs, den Hauptnavigationskameras, Tanks, Triebwerken, der High-Gain-Antenne, den Reaktionsrädern sowie der Massenspeichereinheit beauftragt worden und liefert damit einen entscheidenden Beitrag bei der Missionsentwicklung.

Italien ist federführend an den Leistungs- und Antriebssubsystemen der Mission beteiligt und liefert den Deep-Space-Transponder, der das radiowissenschaftliche Experiment der Mission ermöglichen wird. Daneben ist Italien führend an einem CubeSat für Staub- und Mineralienforschung beteiligt, benannt nach dem verstorbenen Andrea Milani, einem bedeutenden Professor und führenden Asteroidenforscher.

Belgien entwickelt Heras Bordcomputer und die Software, sozusagen das Gehirn des Raumfahrzeugs, sowie die Leistungsaufbereitungs- und Verteilungseinheit – das Herzstück des elektrischen Subsystems. Außerdem leistet Belgien einen Beitrag zu der in Japan entwickelten Wärmebildkamera für Hera und zum CubeSats-Kontrollzentrum bei ESA/ESEC in Redu.

Luxemburg übernimmt die Führung des ‚Juventas‘ CubeSats mit dem Radar an Bord und das satellitenübergreifende Kommunikationssystem, das den beiden CubeSats über ein innovatives Netzwerk mit Hera als Datenrelais die Kommunikation mit der Erde ermöglicht.

Portugal und Rumänien entwickeln den Laser-Höhenmesser, der entscheidende Informationen für die autonomen Navigationsfunktionen liefern wird. Darüber hinaus entwickelt Rumänien die Bildverarbeitungseinheit, den Kabelbaum und die elektrische Testausrüstung und trägt auch zur GNC-Entwicklung bei.

Die Tschechische Republik ist verantwortlich für die vollständige Satellitenstruktur, die Nutzlastsoftware zur Steuerung der Instrumente, die unabhängige Software-Validierung und die Bodenunterstützungsausrüstung für die Satellitenvorflugtests. Sie liefert außerdem Komponenten für das Niederfrequenzradar von Juventas und die Datenverarbeitungssoftware für den zweiten CubeSat.

Spanien entwickelt Heras fortschrittliches Leit-, Navigations- und Kontrollsystem sowie das Kommunikationssystem für den tiefen Weltraum. Außerdem stellt es das Juventas Gravimeter-Instrument zur Verfügung.

Weitere Länder:

• Österreich unterstützt mit der Missionsdatenanalyse und -verarbeitung.
• Dänemark beteiligt sich am Juventas CubeSat und der Remote-Terminal-Einheit.
• Frankreich stellt das Niederfrequenzradar von Juventas sowie Sternennavigationskameras zur Verfügung und unterstützt die Planung der Nutzlastoperation der CubeSats und Nahbereichsflugbahnen.
• Ungarn unterstützt die wissenschaftliche Kalibrierung der Kameras.
• Die Niederlande entwickeln das neue System, das die CubeSats im tiefen Weltraum aussetzt, und stellen Heras Sonnensensoren zur Verfügung.
• Die Schweiz trägt mit Strukturelementen und Mechanismen für die Solarpaneele bei.
• Finnland stellt den Multispektral-Imager und die Bordausrüstung des zweiten CubeSats sowie die Datenverarbeitungseinheit zur Verfügung.
• Polen leistet seinen Beitrag mit ausfahrbaren Niederfrequenz-Radar-Antennen für Juventas.
• Irland liefert eine innovative Trägheitsmesseinheit für die Hera-Mission zur Unterstützung der Navigation im tiefen Weltraum.
• Das assoziierte ESA-Mitgliedsland Lettland steuert einen Flugzeitdetektor für den Laser-Höhenmesser der Mission bei.

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• DART und HERA (bisher AIDA)

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Quelle: ESA.

Der Internationale Tag der Asteroiden der Vereinten Nationen hebt am 30. Juni das zunehmende Bestreben der ESA hervor, die Risiken erdnaher Objekte, die auf der Erde einschlagen könnten, besser zu verstehen und anzugehen, und so die Zukunft unseres Planeten zu sichern.

„Die Arbeit der ESA und der internationalen Gemeinschaft für die planetare Verteidigung ist ein fantastisches Beispiel dafür, wie man dieser großen Bedrohung begegnen kann“, sagt ESA-Generaldirektor Jan Wörner. „Ein Asteroideneinschlag ist eine Naturkatastrophe, die wir verhindern könnten – wenn wir nur früh genug gewarnt werden.“

„Auch wenn die Wahrscheinlichkeit eines solchen Einschlags gering ist, zeigt die Zusammenarbeit von Regierungen und internationalen Organisationen wie den Vereinten Nationen, dass wir es schaffen können, uns auf solch ein Ereignis, das jeden überall betreffen könnte, vorzubereiten und davon ausgehende mögliche Schäden zu minimieren.

Die derzeitigen ESA-Aktivitäten in diesem Bereich umfassen Folgendes:

• Die Detailentwürfe für die erste ESA-Validierungsmission zur planetaren Verteidigung schreiten voran: Die Sonde Hera wird 2024 zum Didymos-Asteroidenpaar fliegen. Bereits im nächsten Jahr soll die NASA-Mission DART zum Didymos-Asteroidenpaar starten und den kleineren der beiden von seiner Flugbahn ablenken.
• Die seit vielen Jahren bestehenden Asteroidenobservationen der ESA sind nach einer kurzen Unterbrechung wegen der Coronavirus-Pandemie wieder aufgenommen worden. Zahlreiche Teleskope in Europa und auf der ganzen Welt identifizieren und verfolgen erdnahe Asteroiden.
• Im NEO-Koordinationszentrum in Italien koordiniert die ESA trotz der schwerwiegenden Auswirkungen der Coronavirus-Pandemie im Land, weiterhin die Asteroidenobservationen und schätzt die Risiken neu entdeckter Objekte ab. NEO steht dabei für „near-earth objects“, also für erdnahe Objekte.
• Das erste der neuen, multioptischen ESA-Weltraumteleskope vom Typ „Flyeye“ wird derzeit in der Nähe von Mailand gebaut. Sobald es in Betrieb ist, wird es das automatische Aufspüren von Asteroiden erleichtern.
• Die ESA-Bodenstationen für die Erforschung des fernen Weltraums haben bei der Kommunikation im Rahmen der japanischen Mission Hayabusa 2 geholfen. Die Raumsonde hat Proben von einem Asteroiden genommen und ist derzeit auf dem Weg zurück zu Erde.
• Die ESA fördert eine Grand Challenge zur In-situ-Ressourcennutzung für den Mond und Asteroiden, die es zukünftigen Forschern ermöglichen soll, im Weltraum gefundene Materialien zu nutzen. Dieser Wettbewerb mit einem Preisgeld von 500.000 € ist derzeit wegen der Coronavirus-Pandemie ausgesetzt, soll aber bald wieder aufgenommen werden.
• Das gerade mal koffergroße Raumfahrzeug „Miniature Asteroid Remote Geophysical Observer“ (M-Argo) wird in Kürze in die vorläufige Anforderungsüberprüfung gehen, in der Experten diese kühne Mission für machbar erklären werden.
• Die ESA-Kometenabfangsmission (Comet Interceptor) soll am Ende dieses Jahrzehnts in den Weltraum starten und dort auf einen geeigneten Himmelskörper (vielleicht sogar einen interstellaren Kometen) warten, um diesen zu untersuchen.

Weltraumsicherheit bei der ESA
Im Rahmen ihres Weltraumsicherheitsprogramms, dem auf dem ESA-Ministerratstreffen Space19+ im November 2019 eine erheblich Finanzspritze zugesprochen wurde, ergreift die ESA geeignete Maßnahmen und ist damit Teil der internationalen Bemühungen zur Minimierung der von Asteroiden ausgehenden Risiken.

Das Ziel der ESA ist es, den europäischen Beitrag zur globalen planetaren Verteidigung zu koordinieren. Die entsprechenden Maßnahmen umfassen das Entdecken, Erforschen und Verfolgen von Asteroiden, das zeitgenaue Vorhersagen von potenziellen Einschlägen sowie die Aufnahme von geeigneten Maßnahmen zur Gefahrenminderung.

Internationaler Tag der Asteroiden
Am 30. Juni 1908 wurden im Rahmen des Tunguska-Ereignisses in Sibirien Millionen von Bäumen auf einer Fläche von 2.200 Quadratkilometern umgeknickt. Europa liegt nur wenige Stunden Erdumdrehung von diesem Ort entfernt – das Ereignis hätte über bewohntem Gebiet verheerende Schäden angerichtet.

Der Internationale Tag der Asteroiden ist eine von den Vereinten Nationen unterstützte Sensibilisierungskampagne, die unter Beteiligung von Dr. Brian May, Astrophysiker und Mitglied der legendären Rockgruppe Queen, dem Apollo-9-Astronauten Rusty Schweickart, Filmemacher Grig Richters, sowie Danica Remy, der Präsidentin der B612 Foundation, ins Leben gerufen wurde.

Die ESA unterstützt Asteroid Day TV
In diesem Jahr finden alle Aktivitäten anlässlich des Asteroidentags online statt. Asteroid Day TV wird einen ganzen Monat lang von der in Luxemburg ansässigen Asteroid Foundation ausgestrahlt. Das Programm wird von der ESA sowie renommierten Anbietern wie Discovery Science, TED, IMAX, BBC, CNN, ESO und weiteren Produzenten von Bildungsangeboten bereitgestellt.

Am 30. Juni wird Asteroid Day TV ab 12:00 CEST Asteroid Day LIVE aus Luxemburg senden. Das Programm umfasst unter anderem fünf Stunden neu für das Jahr 2020 produzierte ESA- und Asteroid-Day-Segmente (in englischer Sprache).

Die ESA plant darüber hinaus neue Programmsegmente auf Niederländisch, Französisch, Deutsch, Italienisch und Spanisch. Diese werden schon vor dem 30. Juni erstmalig ausgestrahlt.

Sämtliche Beiträge werden über AsteroidDay.org, SES-Satellit und andere Sender über Satellit sowie digital CDN über RTLs Broadcasting Center Europe (BCE) ausgestrahlt/gestreamt.

Einige Beiträge sind außerdem über ESA WebTV und auf dem ESA-YouTube-Kanal verfügbar.

ESA-Pogrammplan
Die ESA-Beiträge zum Asteroidentag 2020 werden wie folgt erstmalig (und dann regelmäßig als Wiederholungen bis zum 4. Juli) auf Asteroid Day TV ausgestrahlt:

24. Juni 17:00-18:00 CEST in Italienisch
25. Juni 17:00-18:00 CEST in Deutsch
25. Juni 18:30-19:30 CEST in Französisch
26. Juni 11:00-12:00 CEST in Niederländisch
26. Juni 17:00-18:00 CEST in Spanisch
30. Juni 12:00-13:00 CEST und 18:00-19:00 CEST in Englisch

Weitere Informationen und den vollständigen Sendeplan finden Sie hier: https://asteroidday.org/broadcast-schedule/

Sender
Asteroid Day TV wird weltweit freundlicherweise über SES in mehr als 100 Millionen Haushalte übertragen. Sender, die das Programm kostenlos erneut ausstrahlen möchten, ganz gleich ob über Satellit oder digital, finden weitere Informationen unter: https://asteroidday.org/broadcast-schedule/

• Erdnahe Asteroiden (NEOs)

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA.

Diagnose ist das eine, eine erfolgversprechende Therapie das andere. Bei der Identifizierung erdnaher Asteroiden scheint man inzwischen doch ziemlich weit gekommen zu sein, auch wenn das Überraschungen wie dem Tscheljabinsker Meteoriten 2013 nicht ausschließt. Die Frage, was man aber bei einem Befund „Kollisionskurs“ machen könnte, ist noch immer nur Gegenstand theoretischer Überlegungen. Praktische Erfahrungen sollen 2022 im Rahmen eines internationalen Projektes von NASA und ESA gewonnen werden. Die Gesamtmission läuft unter dem Namen „Asteroid Impact & Deflection Assessment“ (AIDA), zu deutsch etwa Mission zur Bewertung eines Asteroiden Einschlag- und Ablenkversuches. Der von der ESA übernommene Part heißt „Asteroid Impact Mission“ (AIM) und dient der Zieluntersuchung. Ende März 2015 war Startschuss für die ersten Entwurfsarbeiten. Der Beitrag der US-Amerikaner ist der „Double Asteroid Redirection Test“ (DART) und stellt den eigentlichen Einschlagversuch dar.

Ziel des Versuchs ist der Doppelasteroid Didymos. Der größere der beiden Himmelskörper hat einen Durchmesser von 800 Metern und wird von einem 170 Meter durchmessenden Mond umkreist, der zur Unterscheidung inoffiziell häufig Didymoon genannt wird. Das Doppelsystem wurde unter anderem deshalb aufgewählt, weil feine Störungen oder Auslenkungen der Didymoon-Umlaufbahn leichter zur registrieren sind als der Einfluss eines solchen Einschlags auf die Sonnenumlaufbahn eines Asteroiden. Im Jahr 2022 wird Didymos bis auf 11 Millionen Kilometer und damit vergleichsweise nahe an die Erde herabkommen. Das ermöglicht zusätzlich die Beobachtung und Analyse des Einschlags und seiner Wirkung von der Erde aus.

Der kleinere Didymoon ist das eigentliche Ziel des Demonstrationsversuches zur Asteroidenabwehr. Die AIM-Sonde der ESA startet voraussichtlich im Oktober 2020 und wird im August 2022 dort ankommen, um den Mond vorab für spätere Vorher-/Nachher-Vergleiche untersuchen zu können. Sowohl die Oberfläche wie auch der innere Aufbau sollen mit Hilfe hochauflösender Instrumente optisch, thermisch sowie mit Hilfe eines Radars kartiert werden. Das Konzept sieht weiterhin vor, auf Didymoon eine Landeeinheit abzusetzen. Der AIM-Lander könnte damit zumindest teilweise aus den Erfahrungen der Philae-Landung profitieren. Doch damit nicht genug. Denkbar sind auch zwei oder mehr Cube-Satelliten an Bord der Muttersonde, die zusätzliche Daten aus der nächsten Umgebung des Mondes liefern könnten. Die Datenübermittlung zur Erde soll Laser-gestützt zur entsprechend ausgerüsteten ESA-Bodenstation auf Tenerifa erfolgen.

Die DART-Sonde soll im Oktober 2022 bei Didymos ankommen und direkt mit einer Geschwindigkeit von sechs Kilometern pro Sekunde in Didymoon einschlagen. Wegen ihres beschränkten Daseinszweckes wird sie ausschließlich für einen kurzen Präzisionsendanflug konzipiert und keine wissenschaftliche Ausrüstung mit sich führen. Die optische Navigation im Endanflug soll älteren Konzeptionen aus dem Jahr 2012 zu Folge das aus der Plutosonde New Horizons bekannte LORRI-Teleskop in Verbindung mit bewährten autonomen Flugkorrekturalgorithmen leisten. Die Masse der Einschlagsonde soll rund 330 Kilogramm betragen. Abhängig von der Dichte von Didymoon dürfte das nach damaliger Schätzung die Umlaufzeit um bis zu etwa ein Prozent ändern.

Neben den erdgebundenen Teleskopen wird AIM den Einschlag aus sicherer Entfernung möglichst genau beobachten. Laut ESA-Missions-Manager Ian Carnelli sollen so die Veränderungen an der Einschlagstelle dokumentiert und die Auswirkungen auf den Orbit des Mondes analysiert werden. Der Erfassung der aufsteigenden Staub- und Gesteinswolke kommt dabei besondere Bedeutung zu. Von der Analyse des Materialauswurfes aus dem Einschlagkrater erhofft man sich Antworten auf die wegen ihrer vielen Unbekannten seit zwei Jahrzehnten diskutierte Frage der Dichte von Asteroiden und der damit möglichen tatsächlichen Impulsübertragung. Mit dem Wissen über die Reaktion eines Asteroiden auf die Aufschlagenergie eines vergleichsweise kleinen Einschlagkörpers sollen vorhandene Labormodelle kalibriert und verbessert werden. Auch wenn so ein einzelner Versuch keine breite statistische Basis liefert, ist Carnelli optimistisch. Der Versuch sei Grundlage für alle weiteren Planungen von Abwehrstrategien. Man werde erstmals die Kraft ermitteln, die notwendig ist, um einen Erd-bedrohenden Asteroiden mit Didymoon-Charakeristika aus seiner Bahn zu lenken.

Didymoon ist nicht der erste Beschuss eines Himmelkörpers. 2005 wurde der Komet Tempel-1 von der Sonde Deep Impact aus mit einem 372 Kilogramm schweren und auf 10,3 Kilometer pro Sekunde beschleunigten Kupferprojektil beschossen. Tempel-1 ist mit 7,6 mal 4,9 Kilometern jedoch erheblich größer als Didymoon und blieb völlig unbeeindruckt auf seiner Umlaufbahn. Beim kleineren Didymoon ist die Wahrscheinlichkeit einer messbaren Auswirkung auf den Orbit entsprechend höher. Umgekehrt ist aber eine erheblich größere Präzision beim Zielanflug gefordert. Falls alles gelingt, wäre die Beeinflussung des Orbits eines natürlichen Himmelskörpers die eigentliche Premiere in der Geschichte der Raumfahrt. Die Versuchsplaner weisen vorsichtshalber auch darauf hin, dass der Zwillingsasteroid Didymos den Erdorbit nicht kreuzt und daher auch keine Gefahr bestehe, dass der Ablenkungsversuch zu einer Einschlaggefahr auf der Erde führen könnte.

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