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Nasa: Sonde zur „Psyche“ fliegt mit Ionenantrieb

Der Asteroid aus Metall gibt Rätsel auf: Stammt er aus einem Planetenkern? Ist er ein Relikt aus der Entstehung des Sonnensystems? Eine ionenangetriebene Sonde soll Antworten liefern.

2 Min. Lesezeit
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Die Nasa schickt Psyche los, um dem gleichnamigen Asteroiden nachzuspüren. Der gibt einige Rätsel auf. (Grafik: Nasa/ JPL Caltech)

Um der Entstehungsgeschichte des Asteroiden Psyche auf den Grund zu gehen, schickt die Nasa eine Sonde zu ihm. Forscher vermuten, er ist im Hauptasteroidengürtel entstanden. Andere meinen, er stammt aus derselben Zone wie die Erde oder aus dem äußeren Planetengürtel, wo heute Jupiter seine Runden dreht. Er könnte jedoch auch aus einem Planetenkern stammen. Eins ist sicher: Mit seinem hohen Metallgehalt und der hohen Dichte ist Psyche für die Wissenschaft besonders interessant. Solarelektrisch angetrieben fliegt nächstes Jahr eine Sonde dorthin, um die Rätsel zu lösen.

High-Tech-Werkzeuge messen Neutronenstrahlen

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Im August 2022 soll die Sonde starten und im Laufe von dreieinhalb Jahren 2,4 Milliarden Kilometer zurücklegen. Im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter angekommen macht sich Psyche dann ans Werk. Richtig gehört: Das Raumschiff trägt denselben Namen wie das Beobachtungsobjekt. Zwei Jahre lang soll es den Asteroiden umkreisen und dabei Daten sammeln. Dazu gehören neben dem Fotografieren und Kartieren der Oberfläche auch das Erfassen von Neutronen- und Gammastrahlen. Die Sonde hat dazu Magnetometer, Spektrometer und multispektrale Imager im Gepäck. Jim Bell, der Leiter des Imager-Teams, sagt: „Noch bevor wir in die Umlaufbahn eintreten, werden wir viel bessere Bilder erhalten als mit Teleskopen auf der Erde. Wir werden beginnen, Merkmale aufzulösen, große Krater, Kraterbecken und vielleicht Gebirgszüge zu erkennen. Wer weiß, was wir alles sehen werden.“ Psyche ist an der breitesten Stelle rund 280 Kilometer breit.

Der Ionenantrieb in Aktion. (Foto: Nasa/ JPL)

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Ionenantrieb bewegt Psyche sanft, aber effizient

Angetrieben wird das Raumgefährt durch vier Plasmatriebwerke, die Xenon-Ionen ausstoßen. Der Schub ist extrem klein, in etwa so hoch wie wenn man sich eine CD oder DVD auf die Hand legt. Das reicht jedoch, um Psyche auf 200.000 Kilometer pro Stunde zu beschleunigen – schließlich gibt es keinen Luftwiderstand im Raum. Der Vorteil dieser Methode liegt in der Effizienz der sogenannten Hall-Triebwerke. Die 922 Kilogramm Xenon an Bord reichen Jahre. Die Mission brauche mindestens 15 Mal so viel Treibstoff, wenn herkömmliche Triebwerke zum Einsatz kämen, schätzen Konstrukteure. Die Leiterin Lindy Elkins-Tanton sagt: „Schon bei der Konzeption der Mission im Jahr 2012 haben wir über solarelektrischen Antrieb als Teil des Plans gesprochen. Ohne ihn gäbe es die Psyche-Mission nicht.“

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Magnetisierung hilft Herkunft zu erforschen

Nachdem eine Falcon Heavy von SpaceX die Sonde ins All bringt, fliegt sie Monate später mit dem Ionenantrieb zur Mars-Umlaufbahn und soll dessen Schwerkraft nutzen, um bis zu Psyche zu kommen. Die Wissenschaftler rechnen im Jahr 2026 mit der Ankunft. Besonders knifflig werde das Einschwenken des Raumschiffs in die Umlaufbahn des Asteroiden, der bisher nur als winziger Lichtpunkt in Teleskopen bekannt ist. Man weiß nicht, wie genau sein Schwerefeld funktioniert. 21 Monate lang untersuchen die Werkzeuge anschließend den Metallball, während die Wissenschaftler versuchen, eine immer nähere Umlaufbahn zu erreichen. Sie wollen nach einem alten Magnetfeld suchen, um zu bestimmen, ob Psyche nicht doch einmal ein Planetenkern war. Sie werden außerdem der Frage nachgehen, warum der kartoffelförmige Asteroid so wenig Eisenoxid enthält.

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