Nach Öffnung der Probe: Was Asteroid Bennu über außerirdische Welten verrät
Forscher*innen der NASA haben Gesteinsproben analysiert, die von der Sonde Osiris Rex vom Asteroiden Bennu gesammelt wurden. Es gibt eine Vermutung, dass der Himmelskörper möglicherweise Teil eines bewohnbaren Planeten war.
Asteroid Bennu kommt der Erde extrem nah. Die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags ist gering – aber nicht ausgeschlossen.
Foto: NASA/Goddard/University of Arizona
Eine NASA-Mission brachte Asteroiden-Gesteinsproben zur Erde zurück, und trotz monatelanger Schwierigkeiten bei der Öffnung der Kapsel erzielten die Forscher nun einen Durchbruch. Die NASA-Sonde war sieben Jahre lang unterwegs und hat nun die umfangreichste Gesteinsprobe, die je von einem Asteroiden gesammelt wurde, zur Erde gebracht.jetzt wird die Probe im Kuiper-Arizona Laboratory for Astromaterials Analysis der University of Arizona analysiert.
„Wir haben über 1.000 Partikel, die größer als ein halber Millimeter sind, 28 Partikel, die größer als ein Zentimeter sind, und das größte Partikel ist 3,5 Zentimeter“, berichtete Dante Lauretta von der University of Arizona in space.com. „Es ist also eine beeindruckende Sammlung, die voller wirklich großer Steine steckt.“
Bennu-Proben enthalten Wasser
Nun steht es fest: Bennu-Proben enthalten reichlich Wasser, das in Mineralien wie Tonen gebunden ist, und sind außerdem reich an Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor.
„Wir werden lange, lange beschäftigt sein“, sagte Lauretta gegenüber Space.com. Diesen Informationen zufolge könnte der Asteroid, der um die Sonne kreist, vor etwa 4,5 Milliarden Jahren von einem Planeten abgebrochen sein, der möglicherweise ideale Bedingungen für die Entstehung von Leben geboten hätte. „Asteroid Bennu könnte ein Fragment eines Ozean-Planeten sein. Das ist immer noch hoch spekulativ. Aber das ist der beste Ansatz, den ich derzeit habe, um den Ursprung dieses Materials zu erklären“, sagte Lauretta.
Neue Werkzeuge ermöglichten endlich Öffnung der Asteroiden-Gesteinsproben
Im September 2023 erfolgte der Abwurf der Proben in einem Container über der Wüste von Utah. Diese bilden nun das Zentrum weltweiter Forschungsarbeiten, darunter auch in Frankfurt. Allerdings konnte bislang noch nicht auf alle Proben aus der Kapsel zugegriffen werden.
Die Sonde hatte zuvor die Kapsel mit der Probe in einer Höhe von etwa 102.000 Kilometern über der Erde abgeworfen. Die Kapsel landete dann in der Wüste des US-Bundesstaats Utah. Sie wurde von einem Hitzeschild geschützt und durch Fallschirme abgebremst. Deshalb blieb sie nach NASA-Angaben wie erhofft unbeschadet. Nach Schätzungen der NASA enthält die Kapsel rund 250 Gramm Gesteinsproben, die vor etwa drei Jahren von dem Himmelskörper eingesammelt wurden.
Nach mehreren Versuchen, das Material aus dem Probenkopf zu entnehmen, wurde festgestellt, dass zwei der 35 Verschlüsse der Kapsel sich nicht mit den gegenwärtig für die Glovebox zugelassenen Werkzeuge öffnen ließen. Mithilfe von Pinzetten und Schäufelchen konnten jedoch erste Teile des Materials je nach Größe entfernt werden. Bislang wurden insgesamt 70,3 Gramm Material gesammelt. Eileen Stansberry, Leiterin der Abteilung Astromaterials Research and Exploration Science, erklärt, dass die Ingenieure und Wissenschaftler monatelang hinter den Kulissen hart daran gearbeitet hätten, neue Werkzeuge zu entwerfen, zu entwickeln und zu testen, die ihnen bei der Überwindung dieser Herausforderung geholfen hätten.
Aufgrund der neu entwickelten Werkzeuge war es möglich, die beiden verbleibenden Verschlüsse zu entfernen, nachdem es zuvor monatelange Verzögerungen gegeben hatte. Nun kann endlich der „Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanismus“, der den Kopf der Sonde bildet, auseinandergenommen werden.
Nach der Landung wurde die Kapsel mit einem Hubschrauber in ein erstes steriles Labor in der Nähe der Landestelle transportiert und einer „Stickstoff-Säuberung“ unterzogen, um Verunreinigungen zu verhindern. Heute /am 25. September) könnte die Probe dann in die NASA-Labore im US-Bundesstaat Texas gebracht werden. Dort werden etwa 200 Wissenschaftler mit 60 verschiedenen Untersuchungsmethoden an dem Material arbeiten. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollten dann am 11. Oktober im Rahmen einer Pressekonferenz mitgeteilt werden.
Wenn der Inhalt der Kapsel den Erwartungen der NASA entspricht, wäre dies die erste erfolgreiche Rückführung einer Asteroidenprobe zur Erde und wahrscheinlich die bisher umfangreichste solche Probe überhaupt.
Bennu: ein Einschlag ist nicht ausgeschlossen
Bennu ist durchaus furchteinflößend: Der düstere Brocken hat einen Durchmesser von 500 Metern, eine Masse von 60 Millionen Tonnen – und er rast lautlos durchs All auf die Erde zu. Dass der Asteroid nach einem ägyptischen Totengott benannt ist, macht die Sache nicht eben heiterer.
Der Himmelskörper kreuzt immer wieder die Erdbahn und kommt unserem Planeten unangenehm nah. Sogar ein Einschlag ist nicht ausgeschlossen: Am 24. September 2182 könnte dieses Szenario Wirklichkeit werden. Das ist das Ergebnis jüngster Analysen zu dem Asteroiden, den Astronominnen und Astronomen schon lange im Visier haben. Denn Bennu gilt als einer der gefährlichsten Asteroiden überhaupt. Wenngleich die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags relativ gering ist: Die Chancen dafür, dass Bennu die Erde bis zum Jahr 2300 trifft, liegen bei 1:1750 – das Risiko ist damit aber größer, als zuvor angenommen.
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Nasa beobachtet Asteroid Bennu schon lange
Die Daten für die neue Risikoabschätzung lieferte unter anderem auch die Nasa-Raumsonde „Osiris Rex“. 2016 war die Sonde zum Asteroiden geschickt worden, um Bennu unter die Lupe zu nehmen und um Bodenproben zu sammeln – eine Premiere: Als erstem US-Flugkörper der Raumfahrtgeschichte war es „Osiris Rex“ im Oktober 2020 gelungen, dem Asteroiden bei einem mehrstündigen komplizierten Manöver eine Probe zu entnehmen. Inzwischen hat sich die Sonde auf den Rückweg zur Erde gemacht, im September 2023 soll sie die Probe über der Erde abwerfen, wo sie mithilfe von Fallschirmen sicher im US-Bundesstaat Utah landen soll.
Asteroid rast an Erde vorbei: Nasa hat besonderen Plan
Ob Bennu wirklich eines Tages mit der Erde kollidiert oder nicht, hängt davon ab, inwieweit seine Bahn durch die Erde selbst verändert wird. Im Jahr 2135 wird der Asteroid uns extrem nah kommen: Der riesige kegelförmige Brocken wird der Erde dann fast doppelt so nah wie der Mond sein. Dann ist entscheidend, wie sich die Schwerkraft der Erde auf den Asteroiden auswirkt und ob sie seine Bahn ablenkt.
Asteroid, Meteor, Komet: Was sind die Unterschiede?
- Grundsätzlich unterscheiden sich die Himmelskörper in Größe, Zusammensetzung und ihrer Entfernung zur Sonne.
- Ein Asteroid besteht in der Regel aus festen Stoffen und enthält wenige bis keine flüchtigen Stoffe, weswegen er keinen Schweif aufweist
- Ein Komet besteht zu großen Teilen aus flüchtigen Stoffen wie etwa Wasser. Weil die Entfernung zur Sonne groß ist, sind die flüchtigen Stoffe gefroren. Nähern sich Kometen wärmeren Regionen, schmilzt das Eis und es entsteht der typische Kometen-Schweif.
- Meteoriten sind die kleinsten Objekte. Häufig entstehen sie aus den Teilchen eines Kometenschweifs oder sie entstehen beim Zusammenprall größerer Himmelskörper. Treten sie in die Erdathmosphäre ein, sind sie als Meteor oder Sternschnuppe wahrnehmbar.
Und noch weitere Faktoren spielen bei der Berechnung von Bennus Bahn eine Rolle, wie etwa Gravitationswechselwirkungen zwischen dem Asteroiden und der Sonne, der Druck von Sonnenwinden, und der Einfluss anderer Planeten und Asteroiden auf Bennu. Schon jetzt konnten die Wissenschaftler die Flugbahn des Asteroiden deutlich präziser vorhersagen – bis zum Jahr 2182 wird die Menschheit wohl noch genauer bestimmen können, wie sich Bennu verhält und kann entsprechend reagieren.
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Was passiert, wenn Bennu die Erde trifft?
Jedes Mal rast Bennu ein Stück näher an uns vorbei und gilt somit als Angst-Asteroid. Wenn Bennu tatsächlich eines Tages auf die Erde trifft, könnte die Explosion das Leben auf unserem Planeten auslöschen. Die Maße und Masse für eine globale Katastrophe hat der Asteroid. Er fliegt mit einer Geschwindigkeit von etwa 101 km/h um die Sonne. Bennu ist ein kohlenstoffhaltiger Asteroid, ein Relikt des frühen Sonnensystems.
Asteroid Bennu darf auf keinen Fall zerbrechen
Schon jetzt forscht die Nasa an Methoden, die Erde vor Bennu zu verteidigen. Ein Weg: Der Asteroid wird gerammt und aus seiner Bahn geworfen. Die US-Weltraumbehörde hat gemeinsam mit dem Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) das Programm „Hammer“ gestartet. Das symbolträchtige Akronym steht für Hypervelocity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response Vehicle. Die Idee: Ein mehr als acht Tonnen schweres Raumfahrzeug wird auf den Asteroiden gelenkt und soll ihn rammen.
Allerdings ist das durchaus riskant, denn Bennu darf dabei auf keinen Fall zerbrechen. Die Asteroidentrümmer würden sonst völlig unkontrolliert und unberechenbar durchs All rasen und wären nach wie vor eine Gefahr – womöglich könnten Sie gar das Keßler-Syndrom auslösen.
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Auch wenn die Wahrscheinlichkeit relativ gering ist: Völlig ausgeschlossen sind Einschläge von Asteroiden nicht. Diese Erfahrung mussten wir erst vor wenigen Jahren machen, als ein 20 Meter großer Asteroid über der russischen Millionenstadt Tscheljabinsk explodierte und schwere Schäden anrichtete. Meteoritenbrocken zerstörten Gebäude, Tausende Scheiben zersplitterten, hunderte Menschen wurden verletzt.
Asteroiden-Einschlag sorgte vor wenigen Jahren für immense Schäden
Asteroiden ab einer Größe von 150 Metern richten signifikanten regonialen Schaden an – und 500-Meter-Brocken wie Bennu könnten bei einem Einschlag für eine gigantische Katastrophe sorgen. Zum Vergleich: Vor 15 Millionen Jahren ist ein Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 1,5 Kilometern mit über 70.000 Stundenkilometern in die Erdatmosphäre eingedrungen. In der Nähe der Schwäbischen Alb krachte der Himmelskörper auf die Oberfläche und hinterließ einen Krater mit einem Durchmesser von 25 Kilometern. Glühendheißes Material wurde in einem Radius von 1.000 Kilometern verstreut und setzte alles in Brand.
Bennu soll Hinweise auf Frühphase des Sonnensystems liefern
Die Nasa hat sich Bennu aber nicht nur wegen der potenziellen Gefahr als besonderes Untersuchungsobjekt ausgesucht, sondern auch, weil der uralte Gesteinsbrocken Hinweise auf den Ursprung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren liefern könnte. Denn Asteroiden sind Überbleibsel aus dieser Zeit.
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Tatsächlich hat die Nasa sogar gleich zehn Gründe in petto für die Asteroiden-Mission:
Asteroid Bennu ist der Erde relativ nah
Im Gegensatz zu den meisten anderen Asteroiden, die die Sonne im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter umkreisen, liegt die Umlaufbahn von Bennu in unserer Nähe – der Asteroid kommt der Erde alle sechs Jahre am nächsten. Außerdem umkreist der Asteroid die Sonne ungefähr auf derselben Ebene wie die Erde, was es etwas einfacher macht, die Raumsonde aus der Erdebene heraus in Richtung Bennu zu starten.
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Bennu hat eine gute Größe
Asteroiden drehen sich in der Regel auch um ihre eigene Achse. Kleine Exemplare, die einen Durchmesser von 200 Metern oder weniger haben, drehen sich dabei oft sehr schnell. Das macht die Landung für ein Raumfahrzeug besonders schwierig. Bennu hingegen dreht sich alle 4,3 Stunden einmal – das ist langsam genug. Ein weiterer Vorteil der Größe: Loses Gestein, sogenanntes Regolith, ist auf kleinen Asteroiden Mangelware, weil es durch die schnelle Drehung weggeschleudert wird. Genaus solches Regolith aber hat die Sonde Osiris Rex gesammelt: Auf Bennu gibt es genügend davon.
Der Asteroid ist sehr alt
Bennu ist ein Überbleibsel aus der stürmischen Entstehung des Sonnensystems. Einige der Mineralfragmente in Bennu könnten älter sein als das Sonnensystem selbst. Zwar gibt es solche alten Gesteinsteile, die einst als Meteoriten abgestürzt sind, auch auf der Erde. Doch durch das Eindringen in die Erdatmosphäre und das Umfeld, in dem die Meteoriten gelandet sind, verändern sich ihre Chemie und Struktur. Deshalb benötigen Astronomen Daten von Asteroiden im All, um besser Rückschlüsse auf die Frühphase des Sonnensystems ziehen zu können.
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Der Asteroid ist gut erhalten
Bennu wurde vermutlich vor etwa ein bis zwei Milliarden geboren. Die Wissenschaflter und Wissenschaflterinnen glauben, dass er bei einer katastrophalen Kollision von einem größeren Asteroiden im Asteroidengürtel abgebrochen ist und in den Weltraum geschleudert wurde. Als eine Art Zeitkapsel hat er sich der Umlaufbahn der Erde genähert und liefert nun Hinweise auf die Entstehung des Sonnensystems.
Bennu kann Hinweise auf den Ursprung des Lebens bieten
Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass Bennu ein kohlenstoffreicher Asteroid ist. Womöglich ist er reich an organischen Molekülen aus Kohlenstoffketten; diese sind zusammen mit Sauerstoffatomen, Wasserstoff und weiteren Elementen ein Grundbaustein des Lebens. Außerdem könnte Bennu Wasser enthalten, das Mineralien eingeschlossen ist. Die Analyse der Proben kann helfen, die Frage nach dem Ursprung des Lebens zu beantworten. Denn Asteroiden könnten die Bausteine für die Entwicklung von Leben einst auf die Erde gebracht haben.
Der Asteroid enthält wertvolle Materialien
Asteroiden sind reich an Ressourcen wie Eisen und Aluminium oder auch Edelmetallen wie Platin. Schon jetzt forschen Unternehmen an Lösungen, wie diese Rohstoffe eines Tages aus Asteroiden gewonnen werden könnten. Außerdem könnten Asteroiden künftig als eine Art Raumfahrttankstelle fungieren: Astronauten oder auch roboterbetriebene Raumschiffe könnten Wasserstoff und Sauerstoff extrahieren, um Treibstoff zu generieren. Für diese Zukunftsvision ist es wichtig, mehr über die Zusammensetzung von Asteroiden zu lernen, und zu testen, wie man sich um ein Objekt wie Bennu herum manövriert.
Die Osiris-Rex-Mission soll helfen, Asteroiden besser zu verstehen
Wissenschaftler können anhand der Proben, die die Sonde auf die Erde bringen wird, überprüfen, ob ihre Vermutungen über Bennu richtig sind. Das wiederum hilft, Teleskopbeobachtungen besser zu deuten und Modelle zu verfeinern.
Welcher Asteroid ist am gefährlichsten?
Als potenziell gefährliche Asteroiden gelten jene, die auf ihrer Bahn der Erdbahn dichter als 0,05 AE kommen und daher auf einer Zeitskala von 100 Jahren durch Bahnstörungen auf Kollisionskurs geraten können. Diese Asteroiden bewegen sich nicht wie die meisten anderen im Asteroidengürtel um die Sonne, sondern im Bereich der inneren Planeten.
Als erster dieser erdnahen Kleinplaneten wurde 1898 als Nummer 433 der hantelförmige Eros entdeckt. Neue potenziell gefährliche Asteroiden werden durch eines der Himmelsuchprogramme wie NEAT oder Spacewatch gefunden.
Astronomen wollen den Yarkovsky-Effekt besser verstehen
Bei der Beobachtung von Bennu ist Astronominnen und Astronomen eine Besonderheit aufgefallen: Sie konnten berechnen, dass Bennus Umlaufbahn seit seiner Entdeckung pro Jahr etwa 280 Meter in Richtung Sonne abgedriftet ist. Das könnte am sogenannten Yarkovsky-Effekt liegen: Sonnenlicht bescheint und erwärmt eine Seite eines Asteroiden, bei der Rotation wird diese Wärme dann abgestrahlt. Die Wärmeenergie schiebt den Asteroiden von der Sonne weg, wenn er sich in die selbe Richtung dreht, die seine Umlaufbahn beschreibt, oder bewegt ihn auf die Sonne zu, wenn er sich in die entgegengesetzte Richtung dreht – so wie Asteroid Bennu. Den Yarkovsky-Effekt aus nächster Nähe zu messen, hilft, Bewegungen von Asteroiden genauer berechnen zu können.
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Asteroiden-Einschläge besser vorhersagen
Die Richtungen, in die Asteroiden driften, vorherzusagen, ist besonders wichtig, um potenzielle Gefahren durch Asteroiden für die Erde einschätzen zu können.
Regolith-Proben sind ein Geschenk an die Wissenschaft
Voraussichtlich am 24. September 2023 werden die Proben vom Asteroiden auf der Erde ankommen. Das Team von Osiris Rex wird ein Viertel des Regoliths untersuchen. Der Rest wird Forschenden auf der ganzen Welt zur Verfügung gestellt und für künftige Generationen gelagert und gesichert, die – so die Hoffnung – mit noch nicht erfundenen Technologien weitere Fragen mithilfe von Bennu beantworten können.
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