Spektakulärer High-Speed-Vorbeiflug an Mini-Asteroid Torifune
©JAXA, The University of Tokyo, Chiba Institute of Technology, Tokyo University of Science, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Paris Observatory, Instituto de Astrofísica de Canarias
© JAXA, Chiba Institute of Technology, Japan Spaceguard Association
- Die japanische Raumsonde Hayabusa2 passierte am 5. Juli 2026 den 450 Meter großen Asteroiden (98943) Torifune.
- Höchste Präzision: Der Vorbeiflug fand in circa einem Kilometer Distanz mit einer Geschwindigkeit von 18.000 Kilometern pro Stunde statt.
- Hayabusa2 beendete ihre ursprüngliche Mission 2020 mit der erfolgreichen „Lieferung“ einer Probenkapsel zur Erde, die 2019 am Asteroiden Ryugu gewonnene Staubkörner enthielt.
- Auf der erweiterten Mission Hayabusa2# erreichte die Sonde nun Torifune und soll 2031 am voraussichtlich nur elf Meter großen Asteroiden 1998 KY26 ankommen.
- Das DLR ist wissenschaftlich an Hayabusa2# beteiligt, setzte mit der Mission 2018 den Lander MASCOT auf dem Asteroiden Ryugu ab und ist mit Themen der Asteroidenforschung befasst.
- Schwerpunkte: Raumfahrt, Sonnensystemforschung, Asteroidenabwehr
Am 5. Juli 2026 schoss die japanische Asteroidenmission Hayabusa2# sehr nah und mit einer extrem hohen Geschwindigkeit von etwa fünf Kilometern pro Sekunde (18.000 Kilometern pro Stunde) am Asteroiden Torifune vorbei. Dabei kam die Sonde dem Asteroiden sehr nahe und hatte nur einen Kilometer Entfernung zum Mittelpunkt des etwa 450 Meter großen Asteroiden. Währenddessen wurden Fotos aufgenommen und physikalische Messungen durchgeführt. Ziel der jetzt als Hayabusa2# beziehungsweise „Hayabusa2 SHARP“ (Small Hazardous Asteroid Reconnaissance Probe) bezeichneten Mission ist es, im Rahmen zukünftiger Projekte zur Abwehr potenziell für die Erde gefährlicher Asteroiden grundlegende Daten für eine Abwehr-Technologie zu gewinnen. Insbesondere geht es darum, die Sonde so präzise so zu steuern, dass sie auf kleinen Himmelskörpern kontrolliert einschlagen könnte, um ihn mit einem solchen „kinetischen Impuls“ von einem Kollisionskurs mit der Erde abzubringen. Hayabusa2# sollte allerdings nicht auf Torifune einschlagen, sondern – präzise navigiert – nach dem Vorbeiflug Kurs auf den Asteroiden 1998 KY26 nehmen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist wissenschaftlich an Hayabusa2# beteiligt.
Die ursprüngliche Mission Hayabusa2 wurde im Dezember 2014 an Bord der Trägerrakete H-IIA Nr. 26 gestartet. Die Sonde erreichte den kilometergroßen Asteroiden Ryugu im Juni 2018 und erzielte eine Reihe weltweit einzigartiger Ergebnisse, darunter die Erzeugung eines künstlichen Kraters auf der Oberfläche des kleinen Himmelskörpers durch eine Detonation. Am 3. Oktober 2018 landete der gemeinsam vom DLR und der französischen Weltraumagentur CNES entwickelte Lander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) mit vier wissenschaftlichen Instrumenten auf Ryugu, davon drei Experimente aus Deutschland. Hayabusa2 kehrte im Dezember 2020 zur Erde zurück und lieferte erfolgreich Proben des Asteroidenmaterials ab. Das DLR-Institut für Weltraumforschung untersuchte einige der Körner von Ryugu.
Technologien für Bahnänderungen erdbahnkreuzender Asteroiden
Hayabusa2 verblieb nach Abschluss der ursprünglichen Mission vollkommen intakt im Weltraum auf einer Umlaufbahn um die Sonne. Das erlaubte den Beginn der „Erweiterten Mission“ – Hayabusa2# SHARP. Am 5. Juli 2026 erreichte das Raumfahrzeug sein „Zwischenziel“, den Asteroiden Torifune, und führte Beobachtungen durch. Der Vorbeiflug zielte darauf ab, eine hochpräzise Bahnsteuerung zu demonstrieren und Technologien zu entwickeln, die für die Durchführung gezielter Bahnänderungen an einem Asteroiden einsetzbar sind. Das zweite Ziel der Mission Hayabusa2# SHARP ist ein weiteres Rendezvous mit einem Asteroiden im Jahr 2031, um dort Erkundungen anzustellen. Ziel ist dann der winzige Planetoid 1998 KY26. Initiativen wie diese spielen eine wichtige Rolle beim Schutz der Erde vor Asteroideneinschlägen, also der „Planetenabwehr“ oder im Englischen „Planetary Defence“ und tragen dazu bei, das Risiko von Asteroideneinschlägen in Zukunft zu mindern.
Unter Planetenabwehr versteht man Bemühungen, sich der Erde nähernde Asteroiden und andere Himmelskörper frühzeitig zu identifizieren und zu überwachen sowie Maßnahmen zu ergreifen, um Schäden zu verhindern, falls die Gefahr einer Kollision mit der Erde besteht. Da solche Einschläge von Himmelskörpern eine Bedrohung für die gesamte Menschheit darstellen würden, die über nationale Grenzen hinausgeht, werden diese Bemühungen im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit unter Federführung der Vereinten Nationen vorangetrieben.
Gegenwärtig weiß man von rund 12.000 Asteroiden im Katalog der 140 Meter und größeren Asteroiden und etwa 32.000 kleineren Asteroiden, dass sie als „Near Earth Objects“ (NEOs) Flugbahnen haben, die sich mit der Bahn der Erde um die Sonne schneiden oder ihr sehr nahekommen. Etwa 2.500 von diesen Asteroiden fallen in die Kategorie „potenziell gefährlich“ (Englisch: Potentially Hazardous Asteroids, PHA). Sie sind mindestes 140 Meter groß und kommen der Erdumlaufbahn bis auf 7,5 Millionen Kilometer nahe. Das entspricht etwa dem 20-fachen Abstand Erde-Mond. Die Bahnen dieser PHAs sind in der Regel sehr genau bekannt und werden permanent überwacht. Gegenwärtig gibt es keinen PHA, der in absehbarer Zeit mit der Erde kollidieren würde. Allerdings kann schon das Eindringen eines unter 100 Meter großen Asteroiden in die Erdatmosphäre massive Schäden auf der Erde anrichten.
Illustration by Akihiro Ikeshita
„Planetary Defence“ oder Planetenabwehr
Hayabusa2# wird vor allem aus den folgenden zwei Perspektiven zur planetaren Verteidigung beitragen: Der Vorbeiflug am 5. Juli 2026 am Asteroiden Torifune wurde mit einer extrem hohen Geschwindigkeit sehr nah am Asteroiden vorbei durchgeführt. Ziel solcher Manöver ist es, grundlegende Daten für die Technologie zu gewinnen, die erforderlich ist, um eine Sonde so präzise zu steuern, dass sie gezielt mit kleinen Himmelskörpern kollidieren könnte, um deren Bahn zu verändern.
Das zweite Ziel dieser „Erweiterten Mission“ Hayabusa2# SHARP ist die Erforschung ultrakleiner und schnell rotierender Asteroiden. Nach Torifune wird die Raumsonde im Jahr 2031 den Asteroiden 1998 KY26 erreichen, dessen Durchmesser auf etwa elf Meter geschätzt wird und der extrem schnell rotiert. Ein Tag auf 1998 KY26 dauert nur 5,4 Minuten. Da das Risiko besteht, dass solche kleinen Himmelskörper den Durchflug durch unsere Atmosphäre überstehen und mit der Erde kollidieren oder in geringer Höhe durch den Atmosphäreneintritt explodieren könnten, stellt das Verständnis der physikalischen Struktur dieser schnell rotierenden kleinen Körper – beispielsweise, ob es sich um monolithisches Gestein oder um ein Aggregat aus Gesteinsbrocken mit vielen Hohlräumen zwischen den Gesteinsfragmenten handelt – äußerst wichtige Daten für künftige Maßnahmen zur Vermeidung von Einschlägen auf der Erde dar.
Letzte Vorbereitungen abgeschlossen
Zuletzt wurde am 9. Juni bestätigt, dass im Anflug auf Torifune der Betrieb der Ionenantriebe am 6. Juni 2026 um 18:33 Uhr MESZ erfolgreich abgeschlossen wurde. Torifune wurde mit der Kamera von Hayabusa2# zwischen dem 20. und 21. Juni aus sieben Millionen Kilometer Distanz gesichtet. Seit der Rückkehr der Wiedereintrittskapsel zur Erde im Dezember 2020 hat das Hayabusa2#-Projektteam die erweiterte Mission durchgeführt. Im Verlauf der erweiterten Mission kam es bei drei der vier Ionenantriebe – A, C und D – zu einem unerwarteten Anstieg der Neutralisator-Spannung, was auf eine Leistungsminderung hindeutet. Infolgedessen wurde ausschließlich das Ionenantriebsmodul B betrieben, um den Vorbeiflug an Torifune gestern, am 5. Juli um 18:30 Uhr japanischer Zeit (11.30 Uhr in Mitteleuropa), zu realisieren.
Bis zum 9. Juni hat der Ionenantrieb B insgesamt 8.143 Betriebsstunden erreicht. Damit hat das Ionenantriebssystem bereits einen Gesamtimpuls erreicht, der etwa 20 Prozent über dem der Motoren der ersten Hayabusa-Mission liegt, mit der 2009 der Asteroid Itokawa erreicht und beprobt wurde. Nach dem Vorbeiflug an Torifune wird das Ionenantriebsteam mit den Vorbereitungen für den im Dezember 2027 geplanten Vorbeiflug an der Erde beginnen, bei dem die Flugbahn in Richtung des Asteroiden 1998 KY26 umgelenkt wird.
Asteroidenabwehr wichtiges Thema der Sonnensystemforschung
Das DLR ist mit seinem Institut für Weltraumforschung am Standort Berlin Teil des Wissenschaftsteams von Hayabusa2 und wird die wissenschaftliche Auswertung der Daten der ONC-Kameras und des Thermal-Infrarotspektrometers TIR unterstützen, war aber in die Planungen und Vorbereitungen des Vorbeiflugs der Sonde an Torifune nicht involviert. Gleichwohl genießt das Thema Asteroidenabwehr und „Planetary Defence“ gegenwärtig im DLR-Institut für Weltraumforschung eine hohe Priorität. Im Herbst dieses Jahres wird die 2024 gestartete Mission Hera am Doppelasteroiden Didymos/Dimorphos ankommen, um aus nächster Nähe die Folgen des gezielten Einschlags der NASA-Sonde DART (Double Asteroid Redirection Test) vom 26. September 2022 auf Dimorphos zu untersuchen. Das DLR leitet bei Hera das Kameraexperiment AFC (Asteroid Framing Camera), ein optisches System von Jena Optronik.
Mit Hochdruck zum Asteroiden Apophis
Ferner ist das DLR auch an der ESA-Mission RAMSES (Rapid Apophis Mission for Space Safety) beteiligt, die 2029 den Asteroiden Apophis erreichen und erkunden soll. Bei Apophis handelt es sich um einen Asteroiden mit einem mittleren Durchmesser von 340 Metern, der die Erdumlaufbahn kreuzt und bei seiner Entdeckung zunächst als potenzieller Einschlagskandidat galt. Der riesige Brocken, dessen Impakt auf der Erde wahrscheinlich verheerende Folgen hätte, soll am Freitag, den 13. April 2029 in nur 32.000 Kilometer an der Erde vorbeifliegen.
In den Weiten des Sonnensystems ist das fast nichts. Im Vergleich: Der Mond ist rund 400.000 Kilometer von der Erde entfernt. Dennoch, es ist eine sichere Distanz für den Vorbeiflug. RAMSES wird gegenwärtig von der deutschen Firma OHB für einen Start im April 2028 vorbereitet. Auch an RAMSES ist die JAXA beteiligt. Größtes gemeinsames Projekt von JAXA und DLR ist allerdings der bis Ende 2026 geplante Start der Mission MMX (Mars Moons Exploration), die untersuchen soll, ob die beiden Marsmonde Phobos und Deimos vom Roten Planeten eingefangene Asteroiden sind. Das DLR steuert für MMX gemeinsam mit CNES den Rover Idefix bei, der die Oberfläche von Phobos ab 2029 erkunden wird.
Der Asteroid Torifune wird als Apollo-Asteroid klassifiziert, da er die Erdumlaufbahn mit einer großen Halbachse außerhalb der Erdumlaufbahn kreuzt, also in Sonnenentfernungen von über 150 Millionen Kilometern (1 AE, Astronomische Einheit, entspricht dem Abstand Sonne-Erde). Zahlreiche Asteroiden aus der Familie der Apollo-Planetoiden kreuzen die Erdbahn. Die Umlaufzeit von Torifune um die Sonne entspricht in etwa der der Erde, wodurch sich der Kleinkörper über längere Zeiträume in der Nähe der Erde aufhalten kann. Torifune kann sich der Erde bis auf 0,083 AE (12,4 Millionen Kilometer) nähern, ihr aber nicht gefährlich nahekommen. Der Name ist eine Abkürzung für „Ame-no-torifune“, den Namen eines japanischen Gottes und seines Schiffes, „das sich sicher mit hoher Geschwindigkeit wie ein Vogel und standhaft wie ein Fels fortbewegen kann“. Torifune wurde am 3. Februar 2001 mit der Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR) Messkampagne in Socorro (US-Bundesstaat New Mexico) entdeckt.