Erste Asteroiden-Sichtungen bringen Heras Kamera an ihre Grenzen

Die Hera-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA hat Bilder der Asteroiden (1126) Otero und (18805) Kellyday aufgenommen. Obwohl sie weit entfernt und schwach leuchtend sind, dienen die ersten Beobachtungen sowohl als erfolgreicher Instrumententest als auch als Demonstration der agilen Raumfahrzeugoperationen, die sich für die Planetenabwehr als nützlich erweisen könnten.

Bild: ESA

Hera befindet sich derzeit auf dem Weg zu einem binären Asteroidensystem. Im Jahr 2022 traf das Raumschiff DART der NASA auf den Asteroiden Dimorphos und veränderte dessen Umlaufbahn um den größeren Asteroiden Didymos. Nun kehrt Hera zu diesem System zurück, um dazu beizutragen, die Ablenkung von Asteroiden zu einer zuverlässigen Technik für den Schutz der Erde zu machen.

Hera erreicht den Asteroidengürtel

Hera startete am 7. Oktober 2024 von der Erde und flog im März 2025 am Mars vorbei, wo sie die Schwerkraft des Planeten nutzte, um ihre Flugbahn zu ändern und sie auf die Ankunft im Didymos-Doppelasteroidensystem Ende 2026 auszurichten.

Am 11. Mai 2025, als Hera durch den Hauptasteroidengürtel jenseits der Marsbahn flog, richtete das Raumschiff seine Aufmerksamkeit auf Otero, einen seltenen Asteroiden vom Typ A, der vor fast 100 Jahren entdeckt wurde.

Aus einer Entfernung von etwa drei Millionen Kilometern erschien Otero als sich bewegender Lichtpunkt – ohne seine subtile Bewegung vor dem Hintergrundhimmel leicht mit einem Stern zu verwechseln.

Hera hat mit ihrer Asteroid Framing Camera – einem Navigations- und Wissenschaftsinstrument, das nächstes Jahr zur Steuerung des Raumfahrzeugs während seiner Annäherung an Didymos eingesetzt werden soll – Bilder von Otero aufgenommen. Aber das war nicht nur eine Sightseeing-Übung.

Giacomo Moresco, Flugdynamikingenieur am Europäischen Weltraumkontrollzentrum (ESOC) der ESA in Darmstadt, erklärt, dass das Ziel der Beobachtungen darin bestand, die Kamera unter Bedingungen zu testen, die denen ähneln, die bei Heras erster Sichtung von Didymos zu erwarten sind.

„Didymos wird ebenfalls ein winziger, schwacher Lichtpunkt zwischen den Sternen sein, wenn er zum ersten Mal erscheint“, sagt Moresco. „Das Raumfahrzeug muss Didymos so schnell wie möglich identifizieren und den Asteroiden bei seiner Annäherung im Zentrum des Sichtfelds der Kamera halten.“

Eine operative Herausforderung

„Das Raumfahrzeug Hera funktioniert sehr gut“, bemerkt Moresco. „Wir können also die Reisephase nutzen, um Verfahren zu testen und andere Aktivitäten durchzuführen, die uns bei der Vorbereitung auf die Ankunft helfen, wie zum Beispiel den Versuch, nahegelegene Asteroiden zu beobachten.“

Um die Beobachtungen durchzuführen, verglichen die Teams für Flugdynamik und Missionsanalyse des ESOC zunächst die Flugbahn von Hera mit denen von Hunderttausenden bekannter Asteroiden. Sie stellten fest, dass Otero aufgrund seiner bekannten Umlaufbahn und relativen Helligkeit der beste Kandidat war.

Die Teams für Flugdynamik und Flugkontrolle von Hera benötigten nur wenige Wochen, um die erforderlichen Schwenkmanöver und Beobachtungssequenzen des Raumfahrzeugs vorzubereiten und durchzuführen – eine Meisterleistung in Sachen Flexibilität und technischer Umsetzung für eine Weltraummission.

Hera verfolgte Otero drei Stunden lang und nahm alle sechs Minuten ein Bild auf. Durch die Ausrichtung der Sternenfelder über die einzelnen Bilder hinweg konnte das Team einen Zeitraffer erstellen, der die relative Bewegung des Asteroiden hervorhob.

Eine nützliche Technik für die Planetenverteidigung

Obwohl die Wissenschaft nicht das primäre Ziel dieser Beobachtungen war, sind die operativen Erkenntnisse von großer Bedeutung. Die erfolgreichen Beobachtungen von Otero zeigen, wie ein Raumfahrzeug im Weltraum schnell eine präzise Beobachtung eines neuen Objekts durchführen kann.

Diese Fähigkeit könnte für die planetare Verteidigung sehr nützlich sein. Anfang dieses Jahres richteten Astronomen auf der ganzen Welt ihre leistungsstärksten Teleskope auf den neu entdeckten Asteroiden 2024 YR4, ein erdnahes Objekt, das aufgrund seiner geringen Wahrscheinlichkeit eines Einschlags auf der Erde im Jahr 2032 Besorgnis erregte, was inzwischen ausgeschlossen wurde.

Hätte sich ein Raumfahrzeug wie Hera an einem geeigneten Ort befunden, hätte eine ähnliche Operation eine spontane Beobachtung des Asteroiden ermöglicht. Dies hätte den Astronominnen und Astronomen mehr Informationen über seine Umlaufbahn geliefert und ihnen geholfen, die Gefahr für die Erde einzuschätzen.

Im Juli dieses Jahres bestätigten Astronominnen und Astronomen die Entdeckung des erst dritten Objekts interstellaren Ursprungs, das unser Sonnensystem durchquert. Das Objekt mit der Bezeichnung 3I/ATLAS wird später in diesem Jahr in der Nähe des Mars vorbeifliegen, und die wissenschaftliche Gemeinschaft prüft derzeit, ob eines der Raumfahrzeuge auf dem Roten Planeten es zu diesem Zeitpunkt beobachten kann.
„Indem wir zeigen, dass wir Hera sicher und effizient befehlen können, kurzfristig ein neues Ziel zu beobachten, schaffen wir Vertrauen für die wissenschaftliche Phase der Mission und demonstrieren gleichzeitig einen möglichen Rahmen für schnelle Beobachtungen interessanter Objekte im Weltraum“, sagt Moresco.

Die Grenzen verschieben

„Am 19. Juli richteten wir die Kamera von Hera auf einen anderen Asteroiden, (18805) Kellyday.“

„Kellyday erschien etwa 40 Mal schwächer als Otero“, sagt Moresco. „Diese Beobachtungen haben also wirklich die Grenzen der Erkennung schwacher Objekte durch Hera und unserer Bildverarbeitungsfähigkeiten ausgelotet. Aber dennoch haben wir ihn entdeckt!“
„Diese Ergebnisse sind sehr ermutigend für die Leistung der Kamera während der Annäherung an Didymos.“

Heras Reise durch den Asteroidengürtel hat nichts mit den Darstellungen in Science-Fiction-Filmen zu tun: Es gibt kein Ausweichen und Slalomfahren durch ein chaotisches und dichtes Trümmerfeld.

Aber jeder schwache, flüchtige Blick auf eine felsige Welt hilft Hera, sich auf die Ankunft bei Didymos und Dimorphos im nächsten Jahr vorzubereiten.

Dort wird Hera die Folgen des Aufpralls der DART-Sonde untersuchen, die Asteroiden zu zwei der am besten erforschten im Sonnensystem machen und dazu beitragen, dass die Ablenkung von Asteroiden zu einer gut verstandenen und zuverlässigen Methode der Planetenabwehr wird.

Quelle (Englisch): https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/First_asteroid_sightings_push_Hera_s_camera_to_the_limit