ENEAS - ERKUNDUNG VON ERDNAHEN ASTEROIDEN MIT SONNENSEGLER

Im Rahmen eines DLR-Wettbewerbs wurde unter Federführung von E.K. Jessberger und mit Einbeziehung weiterer Wissenschaftler ein Missionsvorschlag für eine Sonnenseglermission zu erdbahn-kreuzenden Asteroiden eingereicht. Auf der Basis neuer bzw. weiterzuentwickelnder Technologien sollen einige dieser Asteroiden bei mehreren nahen Vorbeiflügen mit Fernerkundungsmethoden und bei einer abschließenden Landung auf einem dieser Objekte mit in-situ-Methoden erforscht werden.

WISSENSCHAFTLICHE ZIELE:

1. Im Vordergrund steht die wissenschaftliche Erkundung der NEOs und ihrer Diversität: NEOs bestehen einerseits aus ursprünglichen Komponenten aus der Frühzeit unseres Sonnensystems einschließlich der sonst nur schwer zugänglichen wäßrigen Phasen ("Eis"), sie repräsentieren andererseits aber auch alle späteren (planetaren) Entwicklungsstufen bis hin zu metallreichen Kernen und silikatreichen Mänteln früherer Planetesimale. ENEAS soll mehrere Objekte von verschiedenem Typus (undifferenziert, differenziert, eisenreich) der drei bekannten NEO-Gruppen (Aten, Amor, Apollo) anfliegen, um ihre Unterschiede und Gemeinsamkeiten, die ihren Ursprung, ihre Bildung und Entwicklung widerspiegeln, erstmals untersuchen zu können.
2. Diese Mission erlaubt erstmals einen direkten Zugang zum Verständnis der grundlegenden Beziehungen zwischen Asteroiden und den von ihnen stammenden Meteoriten mit entscheidenden und neuen Erkenntnissen zur Entstehung und Entwicklung des Planetensystems, die wiederum fundamental für unser Wissen um die Bildung der Erde sind.
3. ENEAS soll die physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften der NEOs bestimmen, die von der Erde aus äußerst schwierig zu beobachten sind - z.B. halten sich die Aten-Objekte größtenteils innerhalb der Erdbahn auf. Hierbei sollte auch der Aspekt Berücksichtigung finden, daß die NEOs sowohl eine mögliche Rohstoffquelle als auch ein Gefährdungspotential für die Erde darstellen, da sie häufig in die Nähe der Erdbahn gelangen.
4. Ein weiterer interessanter wissenschaftlicher Aspekt der Gesamtmission, der über die NEO-Zielstellung hinausgeht, ist die Möglichkeit, mit Hilfe einer großen Struktur im Weltraum, dem Sonnensegel, künstliche Sternbedeckungen zu erzeugen. Dies erlaubt, von der Erde aus extra-solare Planetensysteme, Staubscheiben - durch Abdeckung der zentralen, das System überstrahlenden Sonne - oder andere hochaufzulösende Strukturen zu studieren. Hierzu sollen im Verlauf der Mission erste Erfahrungen durch koordinierte terrestrische Beobachtungen gewonnen werden.

NEUE TECHNOLOGIEN:

ENEAS soll eine völlig neuartige, treibstofflose Antriebstechnologie mittels Sonnensegel einsetzen. Hierbei wird das Raumfahrzeug durch den Druck des Sonnenlichtes auf ein reflektierendes Segel beschleunigt. Es besitzt damit ein prinzipiell unbeschränktes Antriebsvermögen. Das DLR hat in den letzten Jahren zusammen mit ESA und in engem Kontakt mit NASA/JPL die Sonnenseglertechnologie entwickelt und mit dem erfolgreichen Entfaltungstest eines Labormodells am Boden unter simulierten Schwerelosigkeitsbedingungen im Dezember 1999 wesentliche Aspekte verifiziert. Gegenwärtig prüfen ESA und DLR die Möglichkeit eines Entfaltungstests im Orbit innerhalb etwa eines Jahres unter Benutzung einer modifizierten russischen SS-18 Rakete. Danach sollte die hier beschriebene wissenschaftlich orientierte ENEAS-Mission folgen. Dafür wird ein leicht modifiziertes Entfaltungsmodul mit einer Segelfläche von 40x40m2 und einer Masse von ca. 50kg bei einem verpackten Volumen von 60x60x65cm³ vorgeschlagen. Der damit verbundene Mikrosatellit hat eine Masse von weiteren ca. 50 kg mit einem geschätzten wissenschaftlichen Nutzlastanteil von ca. 5-10 kg. Das Gesamtsystem kann durch das Segel typischerweise mit 0.1 mm/s² beschleunigt werden. Dies entspricht einem jährlichen Geschwindigkeitszuwachs von etwa 3.2 km/s. Bei der Nutzlast wird ENEAS ein starker Treiber für die Miniaturisierung von Instrumenten und die Einführung neuer Technologien - insbesondere im optischen Bereich - sein, und es kann auf relevante Entwicklungen im Rahmen der ROSETTA-Mission zurückgegriffen werden.

Drittmittelgeber:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Elmar K. Jessberger und ENEAS-Team