Geheimnisvolles Objekt: Seit Freitag ist eine NASA-Raumsonde zu einem ungewöhnlichen Himmelskörper unterwegs – dem Metall-Asteroiden Psyche. Anders als alle zuvor erkundeten Asteroiden besteht dieser mehr als 230 Kilometer große Brocken vorwiegend aus Metall. Es könnte sich um den von Kollisionen freigelegten Kern eines Planetenbausteins handeln – aber auch um etwas noch völlig Unbekanntes, wie die NASA erklärt. Die Psyche-Mission soll dieses noch rätselhafte Objekt näher erforschen.
In den letzten Jahren standen Asteroiden zunehmend häufiger im Zentrum von Weltraummissionen: Sowohl die japanische Sonde Hayabusa-2 als auch die NASA-Sonde OSIRIS-REx haben Proben von verschiedenen Asteroiden zur Erde zurückgebracht. Im Herbst 2022 hat die DART-Mission zum ersten Mal einen Asteroiden durch Rammen aus seiner Bahn gelenkt – ein wichtiger Test für die Asteroidenabwehr. Alle bisher näher untersuchten Asteroiden haben jedoch eines gemeinsam: Sie bestanden vorwiegend aus Gestein.
Metallkern eines Planetenbausteins – oder etwas ganz Neues?
Doch bei Psyche ist das anders: Der rund 280 mal 235 Kilometer große Asteroid kreist im äußeren Teil des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter und besteht zum großen Teil aus Metall – ähnlich wie manche Eisenmeteoriten, aber auch wie die Kerne von Planeten wie Erde, Mars oder Merkur. Er stellt damit eine Art von Himmelskörpern dar, der noch nie zuvor näher erkundet oder untersucht worden ist. Wie Psyche entstanden ist und woraus der Asteroid genau besteht, ist noch völlig unbekannt.
„Psyche könnte das Bruchstück des eisenreichen Kerns eines Planetesimals sein oder der gesamte Kern eines solchen Planetenbausteins aus der Frühzeit des Sonnensystems“, erklärt die NASA. Durch Kollisionen könnte die ursprüngliche Gesteinshülle dieses Planetenbausteins zerstört worden sein, so dass nur der Kern übrigblieb. „Denkbar wäre aber auch, dass Psyche das Fragment einer ganz anderen, noch unbekannten Art von Objekt aus dem frühen Sonnensystem ist“, so die NASA.
3,6 Milliarden Kilometer lange Reise
Um diese und andere Fragen zu dem geheimnisvollen Metall-Objekt zu klären, ist am Freitagnachmittag die NASA-Sonde Psyche zum gleichnamigen Asteroiden gestartet. „Ich bin gespannt, welche wissenschaftlichen Schätze uns diese erste NASA-Mission zu einer solche Metallwelt erschließen wird“, sagt Nicola Fox vom Wissenschaftsdirektorat der NASA. Die Raumsonde wird im Laufe der nächsten sechs Jahre rund 3,6 Milliarden Kilometer zurücklegen, um den Asteroiden Psyche zu erreichen.
Auf ihrem Flug zum Asteroiden wird die NASA-Raumsonde im Mai 2026 am Mars schwungholen, bevor sie im Mai 2029 ihr Ziel erreicht. Dort wird die Sonde ihren Flug mithilfe ihrer Ionentriebwerke so weit abbremsen, bis die Schwerkraft des Asteroiden sie einfängt und sie in einen Orbit um Psyche einschwenken kann. Im Laufe der folgenden rund 26 Monate wird die Sonde dann den Asteroiden mithilfe ihrer wissenschaftlichen Instrumente erkunden. Dafür hat sie eine Multispektral-Kamera, ein Spektrometer und ein Magnetometer an Bord.
Ionen und Solarstrom als Antrieb
„Indem wir den Asteroiden Psyche erforschen, hoffen wir unser Universum und unseren Platz darin besser zu verstehen, vor allem im Hinblick auf den rätselhaften und unmöglich zu erreichenden Metallkern unseres Heimatplaneten Erde“, sagt Fox. In den nächsten rund 100 Tagen wird das Missionsteam alle Instrumente der Raumsonde einzeln kontrollieren und austesten. Danach werden sie in den Ruhemodus geschickt, während die Kamera aktiv bleibt und auch von unterwegs Bilder übermitteln wird.
Die Raumsonde hat auf ihrem langen Weg zum Asteroiden Psyche mehrere innovative Neuerungen an Bord. Die Erste: Sie ist die erste Raumsonde, die einen so weiten Flug mithilfe eines solargetriebenen Hall-Effekt-Ionenantriebs durchführt. Dabei liefern ihre zusammen 75 Quadratmeter großen Solarsegel den nötigen Strom, um Xenon-Atome zu ionisieren und zu beschleunigen. Dieser Ionenstrom erzeugt dann den Schub für die Raumsonde.
Erster Test für optische Laser-Kommunikation
Die zweite Neuheit ist ein an der Seite der Sonde angebrachtes Testgerät für die Laserkommunikation. Der Demonstrator für die „Deep Space Optical Communications“ (DSOC) soll es der NASA in Zukunft ermöglichen, über infrarote Lasersignale mit Raumsonden im tiefen All zu kommunizieren. Der Vorteil: Gegenüber den bisherigen Radiosignalen ermöglicht Laser eine höhere Bandbreite und damit eine schnellere Datenübertragung. Im Orbit wird die Laserkommunikation mit Satelliten schon länger getestet.
Voraussetzung für eine solche Deep-Space-Laserkommunikation sind allerdings ein starker Laser, entsprechende Teleskope als Bodenstation und eine perfekte Ausrichtung des Strahls: „Einen so schmalen, konzentrierten Laserstrahl aus dem All zu nutzen, erfordert ein unglaublich präzises Anvisieren und Tracken, um die Daten effizient zur Bodenstation übertragen zu können“, erklärt die NASA. Bei der Psyche-Mission wird diese optische Datenleitung zunächst nur getestet und parallel zur klassischen Radiokommunikation laufen.
Sollten die Tests des DSOC-Systems erfolgreich laufen, plant die NASA bald alle Missionen auf Laser-Kommunikation umzurüsten. „Der Start mit Psyche ist eine ideale Plattform für unser Ziel, mithilfe der optischen Kommunikation eine hohe Bandbreite für die Datenübertragungen im Deep Space zu erreichen“, sagt Prasun Desai vom Technologiedirektorat der NASA. „Die Einblicke, die wir jetzt erhalten, werden uns helfen, diese innovativen Technologien voranzubringen.“
Quelle: NASA Jet Propulsion Laboratory
