MASCOT auf Hayabusa2

Raumsonde Hayabusa2 mit Ionen-Triebwerken
Raumsonde Hayabusa2 mit Ionen-Triebwerken
Bild 1/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Raumsonde Hayabusa2 mit Ionen-Triebwerken

Eine 3200 Millionen Kilometer weite Reise liegt hinter der japanischen Raumsonde Hayabusa2 mit dem deutsch-französischen Lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) an Bord.

Schatten von MASCOT über Ryugu während des Abstiegs
Schatten von MASCOT über Ryugu während des Abstiegs
Bild 2/3, Quelle: MASCOT/DLR/JAXA.

Schatten von MASCOT über Ryugu während des Abstiegs

Die DLR-Kamera MASCAM auf MASCOT machte diese Aufnahme während des Abstiegs zum Asteroiden Ryugu dreieinhalb Minuten nach dem Abkoppeln von der Muttersonde Hayabusa2. Oben rechts ist der Schatten von MASCOT zu erkennen, während sich die Landesonde rund 20 Meter über der Oberfläche befindet.

Asteroidenlander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout)
Asteroidenlander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout)
Bild 3/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Asteroidenlander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout)

MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) ist ein hochintegrierter Asteroidenlander, federführend entwickelt von DLR-Wissenschaftlern in Kooperation mit der französischen Raumfahrtagentur CNES und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA.

Die japanische Raumsonde Hayabusa2 befindet sich seit dem 3. Dezember 2014 auf einer Probenrückführmission zum Asteroiden (162173) Ryugu (ehemals 1999 JU3). Mit an Bord ist der Lander MASCOT. Er wurde federführend vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in enger Zusammenarbeit mit der französischen Raumfahrtagentur CNES und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA gebaut. Am 3. Oktober 2018 um 3.58 Uhr (MESZ) wurde MASCOT von der japanischen Raumsonde Hayabusa2 getrennt und setzte 20 Minuten später auf Ryugu auf. Über 17 Stunden war MASCOT in Betrieb und sammelte Daten von der Asteroidenoberfläche.

Ziel von Hayabusa2 ist es, mehr über den Ursprung und die Entwicklung unseres Sonnensystems zu erfahren. Asteroiden gehören zu den ursprünglichsten Himmelskörpern. Ihre Erforschung ermöglicht uns einen Blick zurück in unsere kosmische Vergangenheit. Aber nicht nur das: Ryugu gehört zu einer häufig vorkommenden Klasse von erdnahen Asteroiden. Diese stellen eine potentielle Bedrohung für die Menschheit dar, die es zu untersuchen und zu reduzieren gilt.

Hayabusa2/MASCOT in Zahlen - Technische Daten und Missionsverlauf

Zeitplan
Start von Hayabusa2:3. Dezember 2014
Health Check des Landers MASCOT:Juni 2015
Kalibrierung der Instrumente von MASCOT:September 2015
Vorbeiflug an der Erde:Dezember 2015
Health Check des Landers MASCOT:Juli 2016
Kalibrierung der Instrumente von MASCOT:November 2016
Health Check des Landers MASCOT:Mai 2017
Kalibrierung der Instrumente von MASCOT:November 2017
Health Check des Landers MASCOT:Frühjahr 2018
Ankunft von Hayabusa2 am Asteroiden:27. Juni 2018, Aufenthaltsdauer am Asteroiden: 18 Monate
Landung von MASCOT auf Ryugu:3. Oktober 2018
Hayabusa2 sammelt Proben des Asteroiden
während einer kurzen Bodenberührung
(evtl. mehrmals):
2019
Abflug Hayabusa2 vom Asteroiden:November/Dezember 2019
Rückkehr von Hayabusa2 zur Erde:Ende 2020

Raumsonde Hayabusa2, Spezifikation/Instrumente
Art der Mission:Entnahme von Proben auf einem Asteroiden und Rücktransport zur Erde
Betreiber:JAXA
Startdatum:3. Dezember 2014, 04:22 UTC
Abschussbasis:Yoshinobu Launch Complex, Tanegashima Space Center
Trägerrakete:H-IIA 202 (Flugnummer F26)
Missionsdauer:6 Jahre, geplante Rückkehr im Dezember 2020
Missionskontrollzentrum:SSOC (Sagamihara Space Operations Center) der JAXA
Kontrollzentrum MASCOT:Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC - Microgravity User Support Center) des DLR
Startmasse:ca. 600 Kilogramm
Hauptmerkmale
Elektroantriebssystem (Ionentriebwerke):Werden für den Wechsel der Umlaufbahn während des Flugs zum Asteroiden sowie zur Rückkehr auf die Erde verwendet; energieeffizienter Motor, dessen Energieverbrauch ein Zehntel im Vergleich mit chemischen Treibmitteln beträgt.
Samplermechanismus:Der Sampler, SMP, sammelt Proben von der Oberfläche des Asteroiden. Ein zylinderförmiges Horn wird auf die Oberfläche abgesenkt und feuert beim Kontakt mit der Oberfläche ein kleines Projektil ab. Ausgeworfene Materialien werden über einen Catcher gesammelt.
Zielmarkierungen:Fünf Marker sinken auf die Oberfläche des Asteroiden und dienen vor der Landung als künstliche Markierungen zur Abstandsmessung des Kollisionswarnsystems. Die Target Marker sind hohl und mit einem Granulat gefüllt, das die Bewegungsenergie dämpft und diese dadurch nur minimal von der Oberfläche zurückspringen, vergleichbar mit den sogenannten Hacky-Sacks (mit Sand gefüllte Stoffsäckchen).
Wiedereintrittskapsel:Aufnahmebehälter für die Asteroiden-Proben zum Wiedereintritt in die Erdatmosphäre mit einer Geschwindigkeit von 12 km/s.
Missionsinstrumente
Small Carry-on Impactor (SCI):Zwei Kilogramm schwerer Kupferkörper, der auf der Oberfläche des Asteroiden einen künstlichen Krater schlägt, wodurch die innere Struktur des Asteroiden vor und nach dem Schlag untersucht werden kann; außerdem kann hierdurch "frisches" unterirdisches Material entnommen werden.
Infrarotspektrometer Near InfraRed Spectrometer (NIRS3) und Thermal Infrared Imager (TIR):Fernerkundungsinstrumente auf Hayabusa2 für Messungen am Asteroiden aus einer Entfernung von 20 Kilometern. Mit dem NIRS3 werden Mineral- und Wasserveränderungen untersucht; mit dem TIR werden Temperatur und Wärmeträgheit des Asteroiden untersucht.
MINERVA-II:Zwei Mini-Landeroboter, die sich über die Asteroidenoberfläche bewegen und diese untersuchen.
MASCOT:Kleiner Lander zur Untersuchung des Asteroiden mit vier Beobachtungsgeräten und einem Hüpfmechanismus zur Fortbewegung auf dem Asteroiden.

Daten/Instrumente des MASCOT Landers
Abmessungen:295 mm x 275 mm x 195 mm
Gewicht:9,6 Kilogramm
Zielasteroid:162173 Ryugu
Mutterschiff:Hayabusa2
Betreiber:DLR, CNES, JAXA
Instrumente
MASCOT-Kamera (MASCAM):Weitwinkelkamera, die während des Abstiegs zur Asteroidenoberfläche Bilder macht und Bodendaten für die Instrumente an Bord von Hayabusa2 sowie Kontextinformationen für die auf MASCOT befindlichen Instrumente liefern wird. (Institut für Planetenforschung, DLR)
MASCOT-Radiometer (MARA):Das Radiometer dient zur hochauflösenden Bestimmung der Oberflächentemperatur sowie der thermischen Veränderungen während der Tag-Nachtwechsel auf dem Asteroiden. (Institut für Planetenforschung, DLR)
Magnetometer (MAG) :Ermittlung des Magnetfeldes des Asteroiden (Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik, TU Braunschweig)
Infrarotspektralmikroskop (MicrOmega):Ermittlung der mineralogischen Zusammensetzung der Asteroidenoberfläche. (Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris Sud)

Das Ziel: Asteroid (162173) Ryugu (ehemals 1999 JU3)
Herkunft:C-Klasse Asteroid (kohlenstoffreich), erdbahnkreuzender Asteroid der Apollo-Gruppe
Entdeckung:Mai 1999
Entdecker:LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) Team
Form:Annähernd kugelförmig mit den bei Kleinkörpern zu erwartenden Unregelmäßigkeiten (bestimmt über Thermalbeobachtungen, die aber auch große Fehlertoleranzen haben).
Durchmesser:880 ± 15 Meter
Rotationsperiode:7,6 Stunden
Albedo (Reflexionsvermögen):0,05 (sehr gering, dunkler als Kohle)

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