de.wedoany.com-Bericht: Die drei Asteroiden-Probenmissionen der Japan Aerospace Exploration Agency und der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA haben bisher insgesamt etwa 127 Gramm Proben zur Erde gebracht. Diese Menge wiegt weniger als ein kleiner Apfel, kostete jedoch über eine Milliarde US-Dollar. Der Wert dieses Projekts lässt sich nicht am Gewicht des Rohmaterials messen.
Die drei Missionen sind die japanische Hayabusa (Hayabusa), Hayabusa2 (Hayabusa2) und die OSIRIS-REx (Osiris) der NASA. Hayabusa brachte 2010 mikrometergroße Partikel vom Asteroiden Itokawa zurück. Hayabusa2 brachte 2020 etwa 5,4 Gramm Proben von Ryugu zurück. OSIRIS-REx brachte 2023 121,6 Gramm Proben vom Asteroiden Bennu zurück. Zusammengenommen beträgt die Gesamtmasse etwa 127 Gramm.
Ein Gewichtsvergleich bedeutet nicht, dass diese Missionen Ressourcen verschwendet haben. Die Probenrückführung ist kein Bergbau; ihr Ziel ist es, unkontaminierte Asteroidenfragmente mit Hintergrundinformationen, chemischer Zusammensetzung und historischer Bedeutung zurückzubringen, die im frühen Sonnensystem entstanden sind. Ein Übersichtsartikel aus dem Jahr 2026 mit dem Titel „Die Wissenschaft von Asteroiden-Probenrückführmissionen“ (The science from asteroid sample return missions) fasst den aktuellen Stand des Feldes zusammen und erläutert den Wert dieser Proben aus den Perspektiven der Planetenentstehung, der Herkunft organischer Stoffe und des Wassers auf der frühen Erde sowie der Eigenschaften potenziell gefährlicher Asteroiden.
Die ersten Partikel waren fast vernachlässigbar, aber dennoch entscheidend. Hayabusa war die erste Mission, die Material von einem Asteroiden zurückbrachte. Die Mission erreichte 2005 den S-Typ-Asteroiden Itokawa und brachte 2010 die Probenkapsel zur Erde zurück. Der Probenahmemechanismus funktionierte nicht wie erwartet, und es war zeitweise unklar, ob die Kapsel Asteroidenmaterial enthielt. Nachfolgende Analysen bestätigten, dass die Kapsel über 1500 winzige Partikel enthielt; die Masse wurde nicht in Gramm gemessen, sondern in Mikrostaub, Partikeln und Fragmenten. Trotz ihrer Winzigkeit bewiesen diese Proben, dass Asteroidenmaterial gesammelt, konserviert, zur Erde zurückgebracht und im Labor untersucht werden kann, verbanden Itokawa mit gewöhnlichen Chondriten und bestätigten, dass einige Meteoriten auf der Erde Fragmente von Asteroiden-Mutterkörpern sind.
Hayabusa2, als Nachfolgemission, hatte ein anderes Ziel und eine zuverlässigere Probenahmestrategie. Sie begab sich zum kohlenstoffreichen C-Typ-Asteroiden Ryugu und landete 2019 zweimal, um Material zu sammeln. Die Probenkapsel kehrte am 6. Dezember 2020 zur Erde zurück, mit einer Rückführmasse von etwa 5,4 Gramm, einschließlich Gasproben. Das Material von Ryugu ist reich an kohlenstoffhaltigen Verbindungen und wasserbezogenen Mineralien und bietet Laborproben zur Untersuchung kleiner Himmelskörper, die möglicherweise flüchtige Stoffe und organische Materie zur frühen Erde transportiert haben. Die Probenrückführung vermeidet die Nachteile von Meteoriten, die beim Durchqueren der Erdatmosphäre erhitzt und durch Erdwasser und biologische Prozesse verändert werden.
OSIRIS-REx ist die erste US-amerikanische Mission, die Proben von einem Asteroiden zurückbringt. Die Mission erreichte Bennu, führte 2020 eine Touch-and-Go-Probenahme durch und warf im September 2023 die Probenkapsel in Utah ab. Die endgültige Massenmessung ergab 121,6 Gramm, mehr als das Doppelte der ursprünglichen Missionsanforderung, und stellt die größte jemals von jenseits des Mondes zurückgebrachte Asteroidenprobe dar. Ein Laborartikel aus dem Jahr 2024 beschreibt das zurückgebrachte Material als etwa 120 Gramm kohlenstoffhaltige Regolith, mit Partikelgrößen von submikrometergroßem Staub bis zu etwa 3,5 cm langen Gesteinsbrocken.
Moderne Laborinstrumente benötigen keine großen Materialmengen. Ein Partikel kann geschnitten, poliert, gescannt, gelöst, verdampft, abgebildet oder Atom für Atom analysiert werden. Ein Gramm Asteroidenmaterial kann mehrfach geteilt und für zukünftige Technologien aufbewahrt werden. Die zurückgebrachten Proben werden mit den Beobachtungen der Raumsonde von der ursprünglichen Oberfläche verglichen und sind fern von der Erdatmosphäre und Biosphäre. Die Missionen kennen die Herkunft des Materials, die Form des Zielhimmelskörpers, seine Umlaufbahn, Oberflächeneigenschaften und den Probenahmepunkt, was jedes Partikel bedeutungsvoller macht.
Wenn man nur die Kosten pro Gramm bewertet, wirken die Zahlen dramatisch. Öffentliche Schätzungen zeigen, dass allein OSIRIS-REx nahezu eine Milliarde US-Dollar kostete, und zusammen mit Hayabusa und Hayabusa2 ergibt die Division durch 127 Gramm eine absurd klingende Zahl. Aber die Kosten pro Gramm sind keine wissenschaftliche Bewertungsmethode. Diese Missionen kauften Raketen, Raumfahrzeuge, Navigation, Instrumente, Probenahmemechanismen, Kommunikationszeit, Bergungsoperationen und Ingenieurserfahrung sowie Beobachtungen von drei verschiedenen Asteroiden. Das zurückgebrachte Material ist nur einer der Ergebnisse.
Die insgesamt 127 Gramm Proben werden nicht innerhalb weniger Jahre aufgebraucht sein. Die Probenbehandlung ist bewusst konservativ; ein Teil des Materials wird für zukünftige Wissenschaftler und Instrumente aufbewahrt. Die Apollo-Mondproben liefern noch Jahrzehnte nach ihrer Sammlung neue Erkenntnisse. Die gleiche Logik gilt hier. Es gibt auch die Dimension der Planetenverteidigung; Bennu und Ryugu sind Beispiele für erdnahe Asteroiden, und das Verständnis ihrer Zusammensetzung beeinflusst ihre Reaktion auf Sonnenlicht, Einschläge und Raumfahrzeugkontakt.
Die Zahl bleibt dennoch erstaunlich. Über eine Milliarde US-Dollar, drei Missionen, drei Asteroiden, etwa 127 Gramm zurückgebrachtes Material. Leichter als ein kleiner Apfel. Aber diese Partikel sind Fragmente ausgewählter Welten aus den übrig gebliebenen Baumaterialien des frühen Sonnensystems, gesammelt von der Oberfläche von Himmelskörpern, die nie von der Erde berührt wurden, und unter kontrollierten Bedingungen zur Erde gebracht. Die Missionen brachten nicht viel Material zurück, aber die richtigen kleinen Stücke vom richtigen Ort, mit genügend Hintergrundinformationen, damit Labore auf der Erde Fragen stellen können, die kein Teleskop oder Meteorit auf die gleiche Weise beantworten kann.
