Hera beginnt, genauer hinzusehen, was DART verändert hat. Die europäische Sonde hat eine erste Nahaufnahme des Asteroidensystems Didymos aus etwa 60 Kilometern Entfernung gemacht. Der große Körper ist deutlich zu sehen; sein kleiner Begleiter Dimorphos liegt größtenteils im Schatten. Dabei war es Dimorphos, auf dem die US-amerikanische Sonde im September 2022 einschlug, um eine Methode zur Ablenkung zu testen.
Die NASA bestätigte bereits im Oktober 2022 eine Veränderung der Umlaufzeit nach DART. Diese erste Aufnahme läutet eine neue Phase der Untersuchung ein. DART hatte gezeigt, dass ein Einschlag die Umlaufbahn von Dimorphos um Didymos verändern kann. Hera soll nun dazu beitragen, zu verstehen, wie das Zielobjekt reagiert hat und warum die Veränderung so groß war. Dieser Unterschied ist entscheidend, um von einem erfolgreichen Experiment zu einer Technik zu gelangen, deren Auswirkungen sich besser vorhersehen lassen.
Zwei Asteroiden, zwei Rollen im selben Experiment
Die Europäische Weltraumorganisation gibt für Didymos einen Durchmesser von 780 Metern und für Dimorphos einen von 151 Metern an. Der kleinere Körper umkreist den größeren. Mit dem Einschlag auf Dimorphos zielte DART also nicht in gleicher Weise auf das gesamte System: Das Experiment galt der Bewegung dieses kleinen Mondes um seinen Nachbarn.
Am 26. September 2022 traf die 580 Kilogramm schwere US-amerikanische Sonde Dimorphos mit etwa 6,1 Kilometern pro Sekunde. Nach dem Einschlag verkürzte sich seine Umlaufzeit um Didymos um 33 Minuten, mit einer Abweichung von einer Minute, erinnert die ESA. Diese Zahl bezeichnet die Zeit für einen Umlauf um Didymos. Für sich genommen ist sie kein Maß für die Ablenkungsdistanz, die bei einem Einsatz gegen einen anderen Asteroiden erreicht werden könnte.
Getestet wurde das Prinzip des kinetischen Impaktors: Die Bewegung eines Flugkörpers wird genutzt, um die Bewegung seines Ziels zu verändern. Das Ergebnis hängt aber auch vom Zielobjekt selbst ab. Seine Masse, Struktur und Reaktion auf den Aufprall spielen dabei eine Rolle, wie sich seine Bewegung verändert. Genau deshalb sind Beobachtungen aus nächster Nähe so wertvoll.
Eine Seite von Didymos wirft neue Fragen auf
Das von der ESA veröffentlichte Bild stammt von Heras monochromatischer Kamera Asteroid Framing Camera. Es zeigt eine andere Seite von Didymos als jene, die DART vor der Kollision beobachtet hatte. Ein äquatorialer Grat ist weiterhin zu erkennen, während auf dieser Seite Blöcke, Krater und Strukturen sichtbar sind, die an Rillen oder Erhebungen erinnern könnten.
Die Formulierung ist wichtig: Diese Muster sind sichtbar, aber ihr Ursprung ist noch nicht geklärt. Michael Kueppers, Missionswissenschaftler bei der ESA, nennt die Möglichkeit, dass von Dimorphos ausgeworfenes Material den Raum zwischen den beiden Körpern durchquert und sich auf Didymos abgelagert hat. Untersuchungen und Kartierungen sollen es ermöglichen, diese Möglichkeit zu prüfen; das erste Bild beweist noch nicht, dass jede Erhebung auf den Einschlag zurückgeht.
Das System ist somit als Ganzes zu beobachten. Um den Einschlag auf Dimorphos zu verstehen, muss man seine Oberfläche betrachten, aber auch, wie sich das Material in seiner Umgebung verteilt haben könnte. Ein Bild des größeren Asteroiden kann Hinweise darauf liefern, was sich auf dem kleineren ereignet hat.
Was auf Dimorphos noch gemessen werden muss
In einer wissenschaftlichen Darstellung, die The Conversation 2024 vor dem Start von Hera veröffentlichte, erklärte Patrick Michel, warum die Beobachtungen von DART für eine abschließende Analyse nicht ausreichten. Um die Wirksamkeit der Ablenkung zu messen, muss man insbesondere die Masse von Dimorphos kennen und seine physikalischen Eigenschaften genauer beschreiben.
Eine der Fragen betrifft seine Struktur: Ist er ein Haufen von Blöcken mit großen Hohlräumen, oder verbirgt sich unter seiner Oberfläche ein kompakterer Körper? Eine weitere Frage betrifft die Form, die der Einschlag hinterlassen hat: ein örtlich begrenzter Krater oder eine umfassendere Veränderung des kleinen Mondes? Diese Szenarien wurden als offene Fragen dargestellt und werden mit dem Eintreffen der ersten Bilder nicht zu gesicherten Ergebnissen.
Die Mission wurde so konzipiert, dass die Messungen diesen Fragen näherkommen – mit der Hauptsonde und zwei mitgeführten Kleinsatelliten. Das 2024 beschriebene Programm sieht verschiedene Beobachtungsarten vor, von der Bildgebung bis zu Messungen der Oberflächeneigenschaften. Diese Beschreibung erläutert die wissenschaftlichen Ziele; sie bedeutet nicht, dass bereits jedes Instrument seine Ergebnisse geliefert hat.
Eine Methode bestätigen, statt nur einen einzelnen Erfolg zu wiederholen
Ziel der Modelle ist es, die beobachteten Auswirkungen anhand der Einschlagbedingungen und der tatsächlichen Eigenschaften des Asteroiden nachzuvollziehen. Solange bestimmte Eigenschaften des Zielobjekts unbekannt sind, können mehrere Erklärungen zu denselben Beobachtungen passen. Ihre Messung verringert diesen Unsicherheitsbereich und ermöglicht eine bessere Überprüfung der Simulationen.
Eine festgestellte Veränderung der Umlaufbahn ist daher ein wichtiger Nachweis, aber noch keine Anleitung, die für alle Zielobjekte gilt. Die Mission Hera soll dieses Ergebnis mit den Eigenschaften von Dimorphos verknüpfen, um das Verständnis der Ablenkung durch einen Einschlag zu verbessern.
Die ESA kündigt für den 25. November die Präsentation detaillierter Bilder der beiden Asteroiden an. Vorerst markiert die erste Nahaufnahme den Beginn einer Untersuchung: Sie zeigt Formen und Erhebungen, die erforscht werden müssen, und erinnert zugleich daran, dass die für eine vollständige Erklärung nötigen Messungen noch ausstehen.
Quellen
- Heras erste Nahaufnahme der Asteroiden Didymos — ESA
- Die Mission Hera wird sich dem von der NASA abgelenkten Asteroiden nähern — The Conversation, Darstellung von 2024
- Bestätigung der Veränderung der Umlaufbahn nach DART — NASA, Oktober 2022
Zusammengesetzte Ansicht von Dimorphos anhand von DART-Aufnahmen vor dem Einschlag im September 2022. Archivbild; dies ist nicht die neue Aufnahme von Hera.
