OSIRIS-Rex-Mission

Missionsverlauf

OSIRIS-REx wurde am 8. September 2016 gestartet. Ein Jahr nach dem Start flog sie am 22. September 2017 für ein Swing-by wieder in 17.000 km Entfernung an der Erde vorbei, am 3. Dezember 2018 erreichte sie den Asteroiden Bennu.

Am 31. Dezember 2018 trat die Sonde in den Orbit ein, in dem sie im Abstand von etwa 1,75 km vom Asteroidenkern dessen Oberfläche hochauflösend kartieren und den Jarkowski-Effekt messen soll (den Einfluss der unterschiedlich starken Erwärmung der Asteroidenoberfläche auf den Bahnverlauf des Asteroiden). Für einen Orbit braucht die Sonde zirka 62 Stunden. Bennu ist das kleinste Objekt im All, das je von einer Sonde umkreist wurde, und so nah wurde zudem noch kein Himmelskörper umkreist. Den bis dahin kürzesten Abstand hatte im Mai 2016 die Sonde Rosetta bei ihrer Umkreisung des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko in einer Entfernung von 7 km.

Während der etwa 500 Tage dauernden Beobachtungsphase wurde die Umlaufbahn schrittweise bis auf 700 m abgesenkt. Am 6. Oktober 2020 manövrierte die Sonde in eine Bahn mit der nächsten Stelle von nur 374 Meter über der Oberfläche von Bennu. Somit hatte sie die nächste Umlaufbahn zu einem Asteroiden erreicht, die je aufgestellt wurde. Die Umlaufbahn wurde im Rahmen der Vorbereitungen für das TAG-Manöver (Touch-and-Go) erreicht, bei dem die Sonde Proben von der Oberfläche des Asteroiden nehmen würde. Sie blieb 2 Tage in dieser Umlaufbahn. Jeder Quadratzentimeter des Asteroiden wurde gescannt, auch um einen geeigneten Platz für die Materialprobenentnahme zu finden. Dazu näherte sich OSIRIS-REx am 20. Oktober 2020 dem Asteroiden bis auf wenige Meter, klappte eine Art Roboterarm namens TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) aus, berührte die Oberfläche des Asteroiden etwa fünf Sekunden lang und stieß dabei unter Druck gesetzten Stickstoff aus, um Probenmaterial aufzuwirbeln und einzufangen. Bei der Probenentnahme drang der Entnahmekopf ca. 50 cm in die Oberfläche des Asteroiden ein.

Geplant war, mindestens 60 g Regolith-Gestein und zusätzlich 26 cm³ feinkörnigen Oberflächenstaub einzusammeln. Die tatsächlich gesammelte Menge sollte mit Hilfe von Kamerabildern und Trägheitsversuchen mit der beladenen Sonde abgeschätzt werden. Falls sich die Menge als zu klein erwiesen hätte, wäre ein zweiter Versuch an einer anderen, bereits im Vorfeld ausgewählten Stelle auf dem Himmelskörper möglich gewesen.

Die Kamerabilder zeigten, dass mehr als die gewünschte Mindestmenge von 60 g eingesammelt wurden, somit war ein zweites solches Manöver nicht mehr notwendig. Nach der Entnahme ließ man die Sonde zunächst langsam auf bis etwa 2200 km Entfernung zu Bennu wegdriften, um dann ab Mitte Januar 2021 die Entfernung wieder langsam zu reduzieren. Am 7. April 2021 flog die Sonde im Abstand von 3,7 km noch einmal an der Probenentnahmestelle vorbei. Dabei wurden unter anderem hochaufgelöste Bilder der Nightingale getauften Entnahmestelle aufgenommen, um damit die Auswirkungen der Entnahme auf die Oberfläche zu untersuchen.

Am 10. Mai 2021 wurde die Rückreise zur Erde durch eine Zündung der Haupttriebwerke eingeleitet. Im September 2023 wird die ähnlich wie die Sonde Stardust aufgebaute Rückkehrkapsel in Erdnähe abgesetzt werden, die dann am 24. September 2023 auf der Utah Test and Training Range landen soll. Nach dem Absetzen der Rückkehrkapsel bekommt die Sonde im Rahmen einer extended Mission die neue Bezeichnung OSIRIS-APEX (OSIRIS-APophis EXplorer) und wird zum erdnahen Asteroiden Apophis fliegen, der 2029 erreicht werden und anschließend 18 Monate lang erforscht werden soll.