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Hayabusa

Einleitung

Das Ziel der fünften japanischen Raumsonde Hayabusa ist ein ehrgeiziges: Als erste Raumsonde soll sie auf einem Planetoiden weich landen und Material von ihm zur Erde zurückbringen. Hayabusa ist auch die erste japanische Raumsonde, die Ionentriebwerke einsetzt. Die Mission ist nach dem Start am 9.5.2002 in vollem Gange und soll am 10.6.2007 mit einer Landung in Australien beendet werden. Die Missionskosten wurde vor der Landung mit 170 Millionen USD angegeben, davon 100 Millionen USD für die Sonde und der Rest für Start und Missionsdurchführung.

Die Raumsonde

HayabusaHayabusa besteht aus einem rechteckigen Körper von 1.5 × 1.2 m Kantenlänge und 1.2 m Höhe. Die Raumsonde hat beim Start eine Masse von 530 kg, inklusive 50 kg chemischer Treibstoff und 65 kg Xenon für das Ionentriebwerk. Die Stromversorgung für Sonde und Ionentriebwerk wird von zwei Solarpanels mit 12 m² Fläche aus Galliumarsenid Sonnenzellen gewährleistet. Sie geben 1700 W Strom in Erdnähe ab. Abgepuffert wird der Spitzenverbrauch durch eine 15 Ah Nickelmetallhydrid Batterie. Den größten Teil des Stroms (1 kW) benötigen dabei die Ionentriebwerke.

Anders als die vier vorher gestarteten Raumsonden Japans ist Hayabusa dreiachsenstabilisiert. Es gibt neben dem Ionentriebwerk ein mit den Treibstoffen Hydrazin und Stickstofftetroxid angetriebenes chemisches 20 N Triebwerk. Dieses braucht man vor allem für schnelle Änderungen der Geschwindigkeit z.B. bei der Landung und dem Start vom Planetoiden. Weiterhin wird mit dem Hydrazin auch die räumliche Lage der Sonde geändert.

Das Ionentriebwerk "µ10" aus zwei einzelnen Triebwerken ionisiert Xenonsgas durch Mikrowellen. Der Schub beträgt zweimal 15 mN bei 1 kW Stromverbrauch und ist damit 1000 mal kleiner als bei dem Chemischen Triebwerk. Dafür ist das Triebwerk bei Tests auf der Erde auch 20400 Stunden lang gelaufen. Der spezifische Impuls beträgt 29300 m/s und ist damit 10 mal größer als der des chemischen Triebwerks (2840 m/s). Das Triebwerk kann die Geschwindigkeit der Sonde um 4000 m/s ändern. In der Nominalmission soll es etwa 16000 Stunden lang laufen.

Die Kommunikation erfolgt durch eine fest montierte, nicht bewegliche Hochgewinnantenne (HGA) von 1.5 m Durchmesser. Daneben gibt es auch noch eine Niedriggewinnantenne (LGA) die auf der HGA montiert ist. Das Senden zur Erde erfolgt mit 20 W Sendeleistung im X Band. Der Empfang von Kommandos von der Erde im S-Band und X-Band. Die Sonde soll weitgehend autonom arbeiten und navigieren. Neben Sonnensensoren und optischen Kameras werden dazu Laserstrahlen benutzt. Die Sonde soll ohne Unterstützung von der Erde aus in einen Orbit neben den Planetoiden einschwenken und auf diesem landen. Die gesamte Ausrüstung zur optischen Navigation wiegt nur 10 kg. Dazu gehören auch kleine optische Marker, die aus 10 km Höhe auf die Oberfläche des Planetoiden Itokawa abgeworfen werden. (Bild links unten). Auf seiner Oberfläche finden sich in Aluminiumfolie 877.590 Namen welche die Planetary Society gesammelt hat, davon 40 % Japaner und 50 % Amerikaner.

Optischer MarkerProben vom Planetoiden werden durch ein Sammelhorn gesammelt. Es handelt sich um bei der Landung aus der Oberfläche durch ein Geschoss freigesetzten Staub. Das Sammelhorn hat einen Durchmesser von 40 cm und feuert ein 10 g schweres Projektil mit 200-300 m/s auf die Oberfläche des Planetoiden ab. Die aufgewirbelten Gesteinstücke werden dann aufgesaugt. Das Projekt besteht aus reinem Tantal. Tantal ist zum einen ein sehr hartes Metall, so dass es wahrscheinlich wenige Bruchstücke beim Aufprall gibt. Zum anderen ist es ein seltenes Element und daher sind Bruchstücke leicht vom normalen Staub zu unterscheiden.

Die Probe selbst wird in einer kleinen Rückkehrkapsel untergebracht, die an der Seite montiert ist. Die Kapsel wiegt nur 20 kg und hat Abmessungen von 40 cm Durchmesser und 25 cm Höhe. Sie ist durch einen 3 cm dicken Ablativhitzeschutzschild vor der Hitze beim Eintritt in die Erdatmosphäre geschützt und verfügt über einen Fallschirm zum Abbremsen und einen Peilsender zur Ortung. Die Sonde wird mit maximal 25 G abgebremst und muss pro Flächeneinheit die 30 fache Wärmemenge der Apollo Landekapseln abführen.

Der Lander Minerva

ISAS Hüpfr MinervaDie Sonde trägt auch einen kleinen Hüpfer namens MINERVA der japanischen Raumfahrtorganisation ISAS, der auf dem Planetoiden Itokawa ausgesetzt werden soll. Ein amerikanischer miniaturisierter Rover wurde gestrichen. Von dem Hüpfer Minerva sind nur wenige technischen Details bekannt. Er wiegt 591 g und trägt drei miniaturisierte Kameras. Zwei schauen auf die nähere Umgebung und sind fähig Stereoaufnahmen in einem Bereich von 10-50 cm zu machen. Die zweite Kamera auf der anderen Seite schaut in die Ferne, wobei man bedenken muss dass "Ferne" bei einem nur 600 m großen Asteroiden nicht weit weg ist, da bei einem so kleinen Himmelskörper auch der Horizont viel näher ist. Diese Kamera ist auch während des Hüpfens auf dem Mond aktiv.

Die Kameras von Minerva können Details von 1 mm Größe aus 10 cm Entfernung erkennen. Auf der Unterseite gibt es 6 Sensoren welche die Oberflächentemperatur messen. Seine Lebensdauer wurde mit 36 Stunden, also 3 Asteroidentage angegeben.

Die Experimente

Neben der Probenkapsel und dem Horn zur Probenentnahme verfügt Hayabusa nur über drei Experimente. Wie bei der amerikanischen Raumsonde Stardust steht das Gewinnen von Proben des Planetoiden im Vordergrund, weniger wichtig ist die wissenschaftliche Untersuchung. Allerdings umkreist die Sonde den Asteroiden mehrere Monate und so nutzt am die Gelegenheit diesen zu kartieren. Man hat daher nur 3 Experimente an Bord untergebracht: Eine Kamera, ein IR Spektrometer und ein Röntgenstrahlenspektrometer. Über letzteres konnte der Autor keine Daten in englischer Sprache finden.

AMICAMICA (Asteroid Multi-band Imaging Camera)

Die Kamera AMICA (Asteroid Multi-band Imaging Camera) hat zwei Funktionen. Zum einen ist sie Bestandteil der optischen Navigation, zum zweiten soll sie auch wissenschaftliche Aufnahmen machen. AMICA hat Abmessungen von 12.0 × 13.5 × 18.0 cm und wiegt nur 5.74 kg. Sie befindet sich an der Unterseite der Sonde in einer Ecke neben dem Sammelhorn. Das Gesichtsfeld der Kamera beträgt 5.7 × 5.7 Grad oder 2 × 2 km aus 20 km Entfernung. D.h. aus dieser Entfernung ist der nur 300 × 700 km große Asteroid noch nicht einmal bildfüllend.

Die Kamera besteht aus einer nur 15 mm großen Linse mit einer Brennweite von 120 mm (f/d = 8.0). Dahinter befindet sich ein Filterrad mit 8 Positionen und 7 Filtern nach dem ECAS System : ul, b, v, w, x, p und zs. (Zwischen 360 und 1050 nm Wellenlänge). Ein achter Filter enthält eine Vergrößerungslinse, die auch für die Polarisationsmessungen und den Abstieg genutzt wird. Dieses bei Planetenmissionen ungewöhnliche Filtersystem wurde benutzt, da man anhand der Helligkeit in diesen Spektralbereichen Planetoiden in verschiedene Klassen einteilt.

Es gibt 32 Verschlusszeiten von 0.0055 bis 134 Sekunden, abgestuft um den Faktor 1.5. Detektor ist ein 1000 × 1024 Pixel CCD mit 20 Mikrometern Pixelgröße. Auf 200 × 200 Pixels jeder Ecke sind 4 Glas Polarisatoren untergebracht, welche die Polarisation der Oberfläche der Mission messen sollen. (Phasenwinkel 0, 45, 90 und 135 Grad). Der CCD Chip digitalisiert das Licht in 4096 Helligkeitsstufen. Bei der Benutzung als optische Navigationskamera kann er noch Sterne mit 5.ter Größe detektieren. Man erwartet ein Bild während der Annäherungsphase alle 20-30 Minuten. Die Kamera hat einen Zwischenspeicher für 16 Aufnahmen.

NIRS: Near Infrared Spectrometer

Das Infrarotspektrometer an Bord von Hayabusa arbeitet bei Wellenlängen von 850 bis 2100 nm. Es hat eine Öffnung von 27.2 mm und bildet ein Gesichtsfeld von 0.1 × 0.1 Grad ab. Detektor ist eine Zeile mit 64 Indium-Galliumarsenid Photodioden. Diese ergeben eine spektrale Auflösung von 23.7 nm in den 64 Spektralkanälen des Instruments. Ziel ist es vor allem die mineralogische Zusammensetzung des Planetoiden zu erfassen.

X-Ray Spectrometer (XRS)

Das Röntgenstrahlenspektrometer hat die Aufgabe die chemische Zusammensetzung der Oberfläche von Itokawa zu bestimmen. Es besitzt eine Auflösung von 100 keV bei 1.5 keV Energie. Es soll das Vorkommen von Natrium, Magnesium, Eisen, Schwefel, Aluminium und Silizium bestimmen. Es verwendet einen CCD Detektor mit einem Gesichtsfeld von 35.x 3.5 Grad.

LIDAR

Das Lidar Experiment hat die Aufgabe die Oberflächenform mit einer Genauigkeit von 1 m zu erfassen. Es sendet einen Laserstrahl zu Itokawa und misst die Signallaufzeit des Echos. Aus Millionen dieser Messungen soll eine dreidimensionale Karte entstehen. Ein zweiter Modus, der LRF Modus (Laser Ring Finder) dient dazu den Targetmarker mit den LIDAR zu finden und die Distanz zu diesem festzustellen. Dieser wird in geringer Höhe (50-35 m über dem Boden) aktiviert.

LIDAR kann nahezu die gesamte Oberfläche von Itokawa erfassen, lediglich bei den Polen gibt es eine Lücke.

Die Mission

Start einer My-V RaketeHayabusa startete am 9.5.2003 mit einer My-V Feststoffrakete. Es war der fünfte Einsatz dieses Trägers, der schon die zweite Planetensonde Nozomi 1998 zum Mars startete. Den Namen Hayabusa bekam die Sonde erst nach dem gelungenen Start. Dies ist in Japan Brauch bei Satelliten und Raumsonden. Vorher läuft die Sonde unter einem einfachen Namen, im Falle von Hayabusa war es Muses C (Japanisch für "Planet C", nach Planet A für die Mondsonde Hiten und Planet B für die Marssonde Nozomi). Hayabusa heißt auf Japanisch "Falke". Für die Raumstationen steht sogar eine 64 m Empfangsantenne in Usuda zur Verfügung und Japan ist neben der NASA die einzige Nation die noch so große Antennen für die Kommunikation mit ihren Raumsonden unterhält (Europa begnügt sich mit 35 m Antennen für ihre Raumsonden, ob die russischen 64 und 70 m Antennen noch aktiv sind, nach Zusammenbruch der SU ist dem Autor nicht bekannt).

Die Sonde hatte schon im Vorfeld Änderungen durchmachen müssen. Zuerst wurde das Ziel geändert. Zuerst sollte die Sonde den 2000 x 400-500 m großen Planetoiden 4660 Nereus (1989 MIL) ansteuern. Sie hätte ihn am 9.9.2003 erreicht. Der Rückstart sollte am 11.11.2003 erfolgen. Eine optionale Missionsverlängerung wäre bis zum 9.1.2004 möglich gewesen. Die Bodenproben von 3 Stellen von Nereus wären dann am 26.1.2006 geborgen worden. (Bei einer verlängerten Mission erst am 28.1.2008). Nereus ist Asteroid mit einer um 1.42 Grad gegenüber der Erdbahnebene geneigten Bahn mit einer Umlaufszeit von 1.82 Jahren und einem sonnenfernsten Punkt der mit 1.49 AE und einen erdnächsten Punkt mit 0.95 AE Sonnenentfernung besitzt. Der Planetoid Nereus ist auch als Ziel für die Mission NEAP vorgeschlagen worden. Dies sollte eine privat finanzierte Raumsonde werden. Das Konzept sah vor die Sonde erst nach dem Start an die NASA zu verkaufen. Daraus ist nichts geworden.

Verzögerungen bei der Entwicklung erlaubten es nicht, den Startzeitpunkt im Juli 2002 zu halten, so wurde im August 2000 der Asteroid 25143 Itokawa (1998 SF36) als Ziel ausgewählt. Dieser Planetoid ist allerdings erheblich kleiner als Nereus und nach den derzeitigen Messungen nur etwa 500 m groß. Damals ging man noch von einem Start im November 2002 aus. Am 3.November 2000 gab dann die NASA bekannt, dass Sie die Entwicklung des kleinen Rover einstellt, welcher vor Hayabusa auf dem Asteroid Itokawa ausgesetzt werden sollte.

OrbitDer Rover sollte nur so groß wie ein DIN A5 Blatt sein und 1.2 kg schwer sein. Er hätte trotz des geringen Gewichts eine Miniaturkamera, ein IR Spektrometer und ein Alpha/ Röntgenstrahlenspektrometer getragen. Es gelang jedoch nicht, das für den Lander veranschlagte Budget von 21 Millionen USD und das Gewicht einzuhalten. Spätere Verzögerungen im Projekt führten auf eine Verschiebung des Starts in den Mai 2003.

Am 27.6.2002 erfolgte die erste Zündung des Ionentriebwerks, welches für die meisten Korrekturen der Bahn und die Rückkehr zur Erde notwendig ist. Zum Erreichen des Planetoiden Itokawa ist allerdings ein weiteres Manöver nötig: Die Sonde machte zuerst einen Erdvorbeiflug am 19. Mai 2004. Der Vorbeiflug in 3700 km Höhe erhöhte die Geschwindigkeit der Sonde um 4 km/sec. Man nutzte die Gelegenheit die Kamera zu kalibrieren und Aufnahmen der Erde und des Mondes zu machen.

Die Sonde soll sich mit ihrem Ionenantrieb langsam dem Planetoiden nähern und diesen im Juni 2005 erreichen. Da der Planetoid nach Erdbeobachtungen nur etwa 0.3 × 0.7 km groß ist schwenkt die Sonde nicht in eine Umlaufbahn um Itokawa ein, da kleinste Störungen bei einem Objekt mit so kleiner Schwerkraft ausreichen, um einen Orbit zu verlassen oder abzustürzen. Stattdessen wird Hayabusa drei Monate lang aus einer Sonnenumlaufbahn die 10 - 20 km von dem Asteroid entfernt verläuft, diesen beobachten.

ProbennahmeVon dieser Position nahe der Sonne wird die Sonde dann nahe des Terminator (Tag / Nachtgrenze) manövrieren und eine Woche lang von dort aus Aufnahmen mit stärkerem Kontrast von Itokawa anfertigen. Wegen des großen Blinkwinkels der Kamera liegt die maximale Auflösung jedoch bei auch hier nicht unter 1 m. Später nähert sich Hayabusa dem Asteroiden bis auf 100 m und die Auflösung der Kamera steigt auf 10 cm an.

Die Landung auf Itokawa verläuft weitgehend autonom. Die Sonde wertet dazu Bilder der Optischen Navigationskamera (ONC = Amica) aus und bestimmt die Distanz zu einem Oberflächenpunkt durch LIDAR (LIght Detection And Ranging) und zu größeren Teilen der Oberfläche durch Laser Range Finder (LRF) und Fan Beam Sensors (FBS). Zur Vereinfachung der Navigation kann die Sonde auch Oberflächenmarker, kleine Bälle aussetzen. Diese dienen mit ihrem Kreuzmuster dazu vor allem die horizontale Geschwindigkeit vor dem Aufsetzen auf Null zu bringen, damit die Sonde nicht umkippen kann. Die ONC soll vor allem ein ungefährliches, glattes Gelände finden und den Targetmarker suchen. In 10 km Höhe wird ein japanischer Hüpfroboter ausgesetzt. In 100 m Höhe wird ein Targetmarker abgeworfen, der mit einem Laserstrahl und der ONC angepeilt wird. Die letzten Meter legt die Sonde im feien Fall zurück um den Boden nicht zu sehr aufzuwirbeln. Die Distanz zur Oberfläche wird durch den LRF bestimmt.

Hayabusa bei der Probennahme.Befindet sich die Sonde nahe auf der Oberfläche, so wird pyrotechnisch ein Geschoss wird mit 300 m/s abgefeuert und ein Sammelhorn fängt einige Zehntel Gramm aufgewirbelte Materie auf. Das Geschoss besteht aus Tantal, einem sehr seltenen Element, damit sind Reste des Geschosses leicht von Bodenproben zu unterscheiden. Es gibt keinen "Staubsauger" wie dies manchmal publiziert wird. Ein solcher kann im Vakuum nichts ansaugen, sondern durch die hohe Geschwindigkeit des Projektils wird Staub aufgewirbelt und in einem Trichter umgelenkt um 90 Grad in den Probenbehälter.

Nach nur einer Sekunde startet die Sonde wieder. Dann kehrt Hayabusa (japanisch für Falke) wieder in 100 m Höhe zurück, wartet Instruktionen von der Erde ab und wiederholt dieses Spiel an anderer Stelle. Insgesamt sollen so einige Zehntel bis mehrere Gramm Materie von Itokawa gesammelt werden. Das Bild links zeigt die Probenentnahme mit dem Abschuss des 10 g schweren Projektils, das Bild rechts Hayabusa mit ihrem keilförmigen Horn bei der Probennahme. Es sind mindestens 3 Probenentnahmen geplant.

Diese seltsame Vorgehensweise (Landen, Probengewinnung und sofortiger Rückstart) hat mit der geringen Oberflächenschwerkraft des Asteroiden zu tun, die bei einem Hunderttausendstel der irdischen Schwerkraft liegen. Die 500 kg schwere Sonde wiegt auf dem Planetoiden Itokawa nur etwa so viel wie ein DIN A5 Blatt Papier auf der Erde. Wenn die Sonde nicht wie der europäische Kometenlander Philae festgezurrt wird, dann genügen kleinste Kräfte sie umkippen zu lassen und dies will man nicht riskieren. Die Fluchtgeschwindigkeit auf dem Asteroiden Itokawa beträgt nur 30 cm/s.

Im Winter 2005 beginnt nach einigen Probenentnahmen der Rückstart zur Erde. Am 10 Juni 2007 wird die Probenkapsel bei Woomera in Australien in die Erdatmosphäre mit 12 km/s eintreten. Die 20 kg schwere Rückkehrkapsel wird bei einer Distanz von 300.000 - 400.000 km abgetrennt und tritt mit einer Geschwindigkeit von 12 km/s auf die Atmosphäre. Sie entfaltet nach der Abbremsung einen Fallschirm und sendet ein Peilsignal aus, so, dass sie bald gefunden werden kann. Die Gesamtkosten der Mission betragen lediglich 12 Milliarden Yen, etwa 100 Millionen US Dollar.

Die Mission (aktuell ergänzt)

Am 19.5.2005 passierte die Sonde die Erde und machte zahlreiche Aufnahmen der Erde und des Mondes sowohl durch AMICA wie auch die Onboard Navigationscamera (ONC).

Die erde aufgenommen von HayabusaBedingt durch die Hohe Sonnenaktivität im Jahre 2003 verloren die Sonnenzellen etwas an Leistung und die Sonde kam zwei Monate später als geplant bei Itokawa an. Zudem fiel am 30.7.2005 eines der Reaktionsschwungräder in der X-Achse aus. Seitdem arbeitet die Sonde nur noch mit zweien. Am 28.8.2005 erreichte das Ionentriebwerk eine Betriebsdauer von 10000 Stunden. Nun begann der Endanflug auf Itokawa, der mit dem chemischen Antrieb durchgeführt wurde. Am 4.9.2005 war die Sonde noch 1000 km von Itokawa entfernt und näherte sich mit 10 km/h dem Planetoiden. Nun begann sie mit den Aufnahmen des Planetoiden und machte Helligkeitsmessungen aus denen man aus größerer Entfernung etwas genauer die Form bestimmen kann als aus Fotos. Am 5.9.2005 wurden die ersten Aufnahmen von Itokawa gemacht. .Am 11.9.2005 hatte die Sonde Itokawa erreicht und wurde 25 km vor dem Planetoiden geparkt. Am 12.9.2005 wurde dieser auf 20 km erniedrigt. Nun stehen erst einmal eine gründliche Fotographische Erfassung an. Die Sonde folgt dem 600 m großen Planetoiden, mit einer Rotationsdauer von 12.1 Stunden, schwenkt aber nicht in einen Orbit an. Am 30.9.2005 erreichte die Sonde ihren Zielabstand von 6.8 km und hielt diesen seitdem. Am 2.10.2005 fiel dann das zweite Reaktionsschwungrad in der Y Achse aus. die Software an Board stabilisiert nun die Sonde in zwei von 3 Raumrichtungen mit den RCS Triebwerken, doch dies zieht einen höheren Treibstoffverbrauch nach sich. Die Auswirkungen auf die Mission müssen daher erst noch untersucht werden. Zu diesem Zeitpunkt war die globale Kartierung weitgehend abgeschlossen und Radio Science Messungen standen an, welche wichtig für die Massebestimmung von Itokawa sind.

Itokawa, Muses SeeEnde Oktober war die erste Sondierung von Itokawa beendet und es wurden erste detaillierte Bilder veröffentlicht. Das hier wiedergegebene Bild zeigt die Südhalbkugel von Itokawa (sofern man bei einem kartoffelförmigen Objekt von einer Halbkugel sprechen kann). Durch den niedrigen Sonnenstand und die Schrägsicht der Sonne aus niedriger Distanz sind die Rauhigkeiten der Oberfläche stark hervorgehoben. Selbst in der Vertiefung in der Mitte die von den japanischen Wissenschaftlern "Muses-See" getauft wurde sind große Felsen zu erkennen. Itokawa erinnert an eine Kartoffel die gerade zu keimen beginnt. Man darf gespannt ob man nun noch eine Landung wagt, da man durch den Ausfall der Reaktionsschwungräder ja auch erheblich mehr Treibstoff verbraucht als geplant.

Am 4.11.2005 sollte Hayabusa in einem nicht zu rauen Gebiet in der Mitte von Itokawa landen. Doch als die Sonde 640 m vom Asteroiden entfernt war verlor die Kamera ihre Orientierung auf das Zielgebiet und die Landung wurde abgebrochen. Nun muss dies erst überprüft werden bevor man etwas später eine Landung erneut versuchen will.

AMICA hat bislang 1500 Bilder gewonnen (mehr als 1 Gigabyte an Daten), NIRS hat 75000 Messungen durchgeführt, LIDAR 1.4 Millionen Höhenmessungen gemacht und XRS hat über 700 Stunden lang den Asteroiden beobachtet.

Einiges weiß man daher schon von Itokawa. Es ist wie vorher vermutet ein S-Klasse Asteroid, aber die Dichte von 2.3 ± 0.3 g ist etwas geringer als erwartet. Die Oberfläche ist von Regolith bedeckt auch da wo keine Felsen die Landung erschweren. Die Größe des Asteroiden ist auch kleiner als angenommen : Itokawa ist nur 540 x 310 x 250 m groß. Er rotiert einmal in 12 Stunden um seine Achse.

Targetmarker vor ItokawaDie Landung ist nur für den 12.11.2005 und eine zweite Landung für den 25.11.2005 geplant. Bei der ersten Landung soll auch MINERVA ausgesetzt werden. Sie ist gedacht als die Generalprobe. Am 12.11.2005 fand diese statt und Hayabusa näherte sich bis auf 70 m an den Planetoiden. Auf einem Bild war deutlich der Schatten der Sonde auf Itokawa zu sehen. Um 3 Uhr UTC gab es das Signal den Lander Minerva abzustoßen. Zu diesem Zeitpunkt näherte sich Hayabusa dem Asteroiden. Als das Signal 8 Minuten später die Sonde erreichte hatte die automatische Navigation durch Richtung umgekehrt um einen Abstand von etwa 100 m zu halten. Als nun Minerva abgestoßen wurde hatte Hayabusa die falsche Geschwindigkeit und Minerva den falschen Winkel zu Itokawa und der Lander verfehlte Itokawa und verschwand in den Weiten des Weltraums. Minerva übermittelte Daten, jedoch nicht von Itokawa. Erfolgreich verlief das Aussetzen eines Targetmarkers. (Im Bild links oben).

Hayabusa entfernte sich danach wieder und ging auf 1 km Distanz. Nach dieser Generalprobe wurde die Landung auf den 19.11.2005 angesetzt. Am 14.11.2005 wurde auch die genaue Ursache des fehlerhaften Minerva Absetzens bekannt. Während sich Hayabusa dem Planetoiden näherte wurde der Abstand mittels LIDAR bestimmt. Da dieses falsch ausgerichtet war lieferte es zu lange Daten einer zu großen Entfernung. Als sich die Sonde auf 100 m näherte gab es das Abwurfkommando. Doch mittlerweile kam durch die Bewegung der Sonde relativ zum Planetoiden wieder das Landegebiet in das Sichtfeld des LIDAR und das signalisierte einen Abstand von 40 m, worauf Hayabusa den Abstand erhöhte. Als nach 16 Minuten bei Hayabusa das Signal zum Ablösen kam war die Sonde schon wieder in 200 m Entfernung. Minerva wurde mit 15 cm/s abgetrennt, das ist aber höher als die Fluchtgeschwindigkeit von Itokawa von 13 cm/s. Also driftete Minerva ab in den Weltraum - und Japan hat aus einer Raumsonde zwei gemacht....

Schatten der SondeHayabusa konnte auch beim ersten Versuch am 19.11.2005 nicht landen. Die Sonde setzte zwar aus 40 m erfolgreich den Target Marker ab und verfolgte diesen. Auch das Umschalten in 17 m Höhe auf einen Modus indem man dem Marker über die Oberfläche folgt und dabei die HGA von der Erde wegdrehte klappte noch. In 10 m Höhe blieb die Raumsonde aber lange stehen, so dass es ein Kommando zum Entfernen gab um eine Kollision zu vermeiden. Nach einer Auswertung der Daten ist nun das zweite Landemanöver für den 25.sten November 2005 festgelegt.

Einige Tage später wurden mehr Details veröffentlicht. Demnach ist Hayabusa doch gelandet und zwar nur etwa 30 m entfernt von der geplanten Landeposition. Demnach wurde der Targetmarker in 54 m Höhe abgetrennt bei einer Geschwindigkeit von 12 cm/s und Hayabusa auf 9 cm/s reduziert. In 35 m Höhe bei einer Geschwindigkeit von 3 cm/s wurde vom LIDAR auf den LRF (Laser Range Finder) Modus umgeschaltet und die Geschwindigkeit der Sonde in 25 m Höhe beginnend auf 0 reduziert. In 17 m Höhe drehte sich die Sonde und es gab einen Verlust der Kommunikation. Beim automatischen Abstieg wurden einige Sensoren durch Streulicht verwirrt und die Sonde konnte nicht ihre Position genau ermitteln und ging in einen Safemode. Die Sonde wurde nachdem sie sich sehr lange nicht mehr gemeldet hatte wieder auf Höhe kommandiert. Die Auswertung der Daten am 22.11.2005 ergab jedoch dass Hayabusa tatsächlich gelandet war. Vorher hüpfte sie zweimal über die Oberfläche und kam für etwa 30 Minuten zum Stehen. Da die Sonde aber im Safemode war erfolgte keine Probennahme. Die beiden Aufpraller an der Oberfläche mit 10 cm/s (entsprechend auf der Erde einem Fall aus 5.1 mm Höhe. haben keinen Schaden verursacht außer einem ausgefallenen Hitzesensor in einem Instrument. Das Problem ist nicht dass die Sonde durch einen Aufprall beschädigt werden könnte (dazu ist Itokawas Schwerkraft einfach zu klein), sondern die Wärmeabstrahlung der Oberfläche wichtige Systeme der Sonde überhitzt. Eine so lange Landung war daher nicht geplant. Das Bild links zeigt den Targetmarker und den Schatten der Sonde aus 32 m Höhe.

Itokawa 90 Grad AnsichtDer letzte Versuch am 25.11.2005 verlief dann endlich erfolgreich. Man verzichtete darauf einen dritten Targetmarker auszusetzen, da man den zweiten erneut lokalisieren konnte. Das Landegebiet in der "Muses See" war nach den Nahaufnahmen nun doch nicht so glatt wie man nach den Aufnahmen aus größerer Entfernung annahm. Im Hinblick auf die knappen Hydrazinvorräte verzichtete man aber auf eine Suche nach einem besseren Landeplatz. In 35 m Höhe schaltete das LIDAR wieder auf den LRF Modus um. In 25 m Höhe begann die Sonde ihre Geschwindigkeit auf 0 zu reduzieren um die letzten 17 m im freien Fall zurückzulegen. Die Landegeschwindigkeit betrug 10 cm/s.

Um 7:30 japanischer Zeit feuerte die Sonde zwei Projektile in einem 0.2 Sekunden Abstand auf die Oberfläche und verließ nach Aufnahme der Proben wieder Itokawa. Diesmal war Hayabusa nur 2 Minuten auf dem Asteroiden. Wie beim ersten Anflug musste wegen der Signallaufzeit von Kommandos zur Sonde zur Erde und zurück von 17 Minuten alles automatisch von der Sonde ausgeführt werden.  Wieder fiel eine Düse aus. Doch diesmal hatte man am Boden mit derartigen Problemen gerechnet und sandte sofort das Kommando an Hayabusa auf dem Safe Mode aufzuwachen, so dass die Sonde wieder auf einen Abstand von 1 km gehen konnte. Später wurde dieser auf 6.5 km erhöht.

Itokawa 270 Grad AnsichtOb man Gestein aufgenommen hat wird man frühestens bei der Landung sehen. Es gibt keine Sensoren welche die aufgenommene Menge bestimmen könnten. Nun will die JAXA die Sonde möglichst schnell wieder zur Erde zurückbringen, weil die Hydrazinvorräte doch sehr knapp sind. Daher ist auch noch nicht ausgemacht, dass die Mission glücken wird. Denn bei der Rückkehr ging wegen des Ausfalls einer Düse wieder Treibstoff verloren. Zwar kann die Sonde mit ihren elektrischen Triebwerken den Kurs ändern, aber die räumliche Orientierung die wichtig zur Kommunikation und zur korrekten Ausrichtung der Rückkehrkapsel nötig ist geschieht nur mit den mit Hydrazin angetriebenen Düsen. Die Rückkehr zur Erde ist nach einem Systemcheck für Anfang Dezember geplant.

Doch schon wenige Tage später kam das nächste Problem und Hayabusa entpuppt sich zunehmend als "Pannensonde". einige Hydrazintriebwerke konnten nicht aktiviert werden, wahrscheinlich ist der Treibstoff in den Leitungen gefroren. Ohne diese Triebwerke ist an eine Rückkehr nicht zu denken. Doch diese muss bis Mitte Dezember 2005 erfolgen, sonst ist das nächste Startfenster erst in 3 Jahren - und bis dahin hat die Sonde dann noch geringere Hydrazinvorräte und auch die Batterie in der Landekapsel dürfte zunehmend an Leistung verlieren.

Itokawa FrontansichtSchon am 6.12.2005 gab es die nächste Hiobsbotschaft: Man weis nicht ob tatsächlich ein Projektil abgefeuert wurde und die Sonde mit Proben zurückkehrt: Die Auswertung der Telemetrie gibt keinen Hinweis darauf und es könnte sein dass kein Projektil abgefeuert wurde. Ob dann die Sonde mit Staub zurückkommt ist fraglich. Vielleicht ist etwas beim Aufsetzen aufgewirbelt und so in den Probenbehälter gelangt.

Die Offenheit der JAXA zeigte nun auch ihre Grenzen. Waren schon im Vorfeld wenige Informationen über die Sonde zu bekommen, so schien es zuerst, dass sich dies mit der bevorstehenden Landung änderte und man erfuhr mehr über Hayabusa. Nun wurde es wieder stiller, denn wie am 11.12.2005 bekannt wurde ist die Sonde schon seit dem Landeversuch am 25.11.2005 im Safemode ! Alle Versuche bis zum 29.11.2005 Kontakt herzustellen scheiterten und die JAXA führte dies auf eine abnehmende Leistung der Kommunikations- und Bordsysteme zurück. Erst da gelang es ein Signal zu empfangen. Am 30.11.2005 begann man die Modulation des Senders zu verstellen und hatte am 1.12.2005 einen langsamen Datenstrom von 8 Bit/sec über die LGA etabliert.

Bis dahin hatte die Sonde nicht die nötige Höhe erreicht, die Stromversorgung war durch ausgeströmten und auf den Panels kondensierten Treibstoff gestört. Die Sonde ausgekühlt und die Batterien entladen. Die Sonde wurde nun langsam so ausgerichtet, dass die Sonne sie erwärmt und mehr Strom zur Verfügung steht. Am 5.12.2005 gab es nun höhere Datenraten über die MGA von 256 Bit/sec. Der Rückstart ist nun für den 14.12.2005 geplant, doch ist nicht sicher ob man das Triebwerk durch die Probleme starten kann. Es wird schon ein Alternativplan ausgearbeitet falls die Sonde ihr Rückstartfenster verpasst.

Am 12.12.2005 kam dann die Nachricht mit der man angesichts der schlechten Neuigkeiten schon rechnen musste: Hayabusas Landung wird um 3 Jahre verschoben. Bis zum 14.12.205 hätte die Sonde ihr Ionentriebwerk zünden müssen um im Juni 2007 zur Erde zurückzukehren. Durch die instabile Lage und die nicht gesicherte Kommunikation über die HGA war der Rückstart jedoch viel zu riskant.

Itokawa Rückansicht Der Rückstart und auch die Ankunft verschieben sich so. Der Rückstart ist für 2007 geplant und die Ankunft für Juni 2010. Dass die Sonde Proben genommen hat ist weiter unklar. Die entsprechenden Telemetriedaten sind nicht ausreichend, aber die Indizien weisen gegen ein Abfeuern des Projektils. Ob die Sonde erfolgreich landen wird ist noch offen. Während des Safe Modes waren zahlreiche Systeme Temperaturen außerhalb der Spezifikation ausgesetzt. Ihre Leistung nahm ab und es ist natürlich nicht unwahrscheinlich, dass diese in den noch folgenden 5 Jahren ganz ausfallen könnten. Besonders kritisch ist hier die Batterie der Landekapsel, die durch Temperaturschwankungen sich stärker selbst entlädt.

Am 28.12.2005 wurde von internen Quellen (die Hayabusa Homepage war zu diesem Zeitpunkt schon zwei Wochen lang nicht aktualisiert worden) bekannt, dass noch immer keine stabile Kommunikation mit Hayabusa aufgenommen werden konnte.

Am 9.12.2005 verlor man innerhalb von Minuten die Funkverbindung mit der Sonde und bekam seitdem keinen Kontakt mehr. Ursache soll austretender Hydrazin Treibstoff sein, der eine Taumelbewegung der Sonde verursachte. Ein Softwareupdate sollte die Lageregelung mittels des Xenongases den Ausfall des Hydrazins auffangen. Dazu benutzt man nicht das Ionentriebwerk, sondern das Xenon als Druckgas. Dies ist sehr ineffizient, der spezifische Impuls liegt um den Faktor 30-100 schlechter als beim Ionentriebwerk und ist zudem Druckabhängig. Man verbraucht also enorme Mengen an Gas um kleine Geschwindigkeitsänderungen zu erreichen. Offensichtlich wurde dieses aber nicht aktiviert oder das Leck ist so groß, dass es nicht möglich war die Taumelbewegung zu stoppen.

Solange sich die Sonde in dieser Bewegung befindet kann sie weder ihre Batterien aufladen noch eine stabile Kommunikation aufbauen. Man verfolgt nun die Sonde an der Position an der man sie vermutet und hofft dass über die nächsten Monate oder das nächste Jahr die Sonne einmal längere Zeit die Panels bescheint und die Batterien auflädt. Dann sollte sich Hayabusa wieder zur Erde orientieren, darauf sind ihre Notfallsysteme ausgerichtet. Aufgrund der Bahn der Sonde soll die Chance einer erfolgreichen Kommunikation von 40 % heute auf 60 % im März 2007 ansteigen. Wahrscheinlich wird die Taumelbewegung erst aufhören wenn der gesamte Hydrazin Treibstoff sich verflüchtigt hat. Ob dann die Sonde dann noch funktionsfähig ist und der Xenontreibstoff noch zur Rückkehr reicht und die Kapselsysteme, insbesondere die Batterie noch arbeiten, so dass eine Landung möglich ist, ist selbst dann noch völlig offen. Wahrscheinlich wird man Hayabusa wie die letzte japanische Raumsonde Nozomi als Verlust abschreiben müssen.

Am 14.12.2005 begann die JAXA einen Rettungsplan für Hayabusa durchzuführen mit dem Ziel die Sonde wieder unter Kontrolle zu bekommen und bis 2010 zur erde zurück zu führen. Am 23.1.2006 empfing man erstmals ein unmoduliertes Radiosignal sowie Teile von Telemetrie, wenn der Sendestrahl über die Erde huschte. Es zeigte sich das die Spinachse um 90 Grad verschoben war und die Ausrichtung der Antenne um 70 Grad falsch war. Auch die Umdrehungsrichtung und Geschwindigkeit hatte sich geändert. Am 8.12.2005 rotierte die Hayabusa mit 1 Grad pro Sekunde im Uhrzeigersinn und nun mit 7 Grad pro Sekunde gegen den Uhrzeigersinn.

Am 26.1.2006 reagierte die Sonde erstmals wieder auf Kommandos von der Erde und man bekam nach und nach Informationen über den Zustand der Sonde bis auf ein Subsystem. Die Batterie weist einen Kurzschluss auf und ist nicht mehr nutzbar. Der chemische Treibstoff ist aufgebraucht und der Druck im Tank ist auf 0 gesunken. Das Xenongas für das Ionentriebwerk ist dagegen noch vorhanden. Danach verlor man durch Vibrationen wieder die Kommunikation. Als man am 6.2.2006 wieder Verbindung zur Sonde hatte schickte man eine neue Software zur Sonde. Sie nutzt das Xenongas an Bord um die Lage zu ändern. Diese Vorgehensweise ist die letzte die man noch nach dem Verbrauch des Treibstoffs hat. Sie ist allerdings sehr ineffektiv. Kaltgas hat einen extrem niedrigen Schub und die Ausströmgeschwindigkeit beträgt nur etwa 500-1000 m/s. Ionisiert man es dagegen im Ionentriebwerk so steigt die Ausströmgeschwindigkeit auf 29.300 m/s an. Das bedeutet dass man ein vielfaches des Treibstoffes braucht und dieser Treibstoff fehlt bei der Rückkehr.

Nun verschob sich die Rotationsachse um 2 Grad pro Tag Richtung Sonne (und von Hayabusa aus gesehen auch in Richtung Erde). Dadurch wurde das Signal stärker und am 25.2.2006 bekam man eine durchgehende Kommunikation mit 8 Bit/sec über die Niedriggewinnantenne. Am 1.3.2006 konnte man die Signale genau vermessen und dadurch mehr Daten über Hayabusas Geschwindigkeit und Ausrichtung bekommen und am 4.3.2006 zeigte auch die Mittelgewinnantenne Richtung Erde und man bekam nun Daten mit 32 Bit/sec. Aufgrund dieser Messungen weis man dass Hayabusa sich 13.000 km vor Itokawa befindet und sich von diesem mit 3 m/s entfernt.  Derzeit ist die Sonde 190 Millionen km von der Sonne und 330 Millionen km von der Erde entfernt.

Der neue Flugplan

Es kann sein, dass die Sonde noch Hydrazin an Bord hat, dieses aber durch die Fehlorientierung ausgefroren ist. Das Hydrazin kann zwar zur Lageregelung genutzt werden, aber man ein Leck oder offene Ventile an Bord vermuten beim erwärmen leicht wieder dazu führen, dass es unkontrolliert austritt und die Ausrichtung der Sonde wieder verloren geht. Daher will man die Sonde langsam erwärmen. Wenn die Ionentriebwerke betrieben werden führt dies zu einem weiteren Temperaturanstieg, so dass man dann das Erwärmen wieder unterbricht. Derzeit ist geplant Anfang 2007 die Ionentriebwerke einzuschalten. Eine Rückkehr zur erde wäre dann im Juni 2010 möglich.

Das vorhandene Xenon Gas an Bord wird auf 42 bis 44 kg geschätzt. Ausreichend für eine Rückkehr zur Erde wäre es. Doch noch sind wichtige Systeme der Sonde nicht vollständig geprüft und wieder in Betrieb genommen worden, darunter die Ionentriebwerke, Star Tracker Kameras und der Computer für die Lageregelung. So ist es noch lange nicht sicher ob die Sonde es zurück zur Erde schaffen wird. Diese Systeme können durch die tiefen Temperaturen im Dezember und Januar dauerhaft geschädigt sein.

Am 27.3.2006 gab es einen ersten wissenschaftlichen Aufsatz über die Ergebnisse der Mission. Aus der Auswertung der Kamerabilder und der Bahn schlossen japanische Forscher, dass Itokawa als Planetoid recht jung ist, nur etwa 10 Millionen Jahre alt. Er ist nicht wie die bisherigen Asteroiden ein monolithisches Bruchstück eines größeren Körpers, sondern formte sich durch lose Zusammenlagerung kleiner Körper. Man hatte solche "Schutthaufen" Asteroiden schon theoretisch vorhergesagt, doch Itokawa ist der erste den man auch jemals in der Praxis gefunden hat. Itokawa besteht eigentlich aus 2 Objekten: Einem mit rauer Oberfläche in der Mitte und an einem Ende und einem mit weitgehend glatter Oberfläche an einem anderen Ende. Bislang gibt es zwei mögliche Erklärungen dafür: Entweder durch Kollision von zwei Asteroiden oder durch einen größeren Körper der auseinanderbrach. Ein Teil hat dabei Schutt verloren und ein anderer nicht.

Der nächste Statusbericht Ende Mai ist erfreulicher als der erste. Seit März gelang es jeden Tag über die Mittelgewinn Antenne mit Hayabusa zu kommunizieren, d.h. die Ausrichtung der Raumsonde ist nun stabilisiert. Man hat im März und April begonnen "Bakeout" Zyklen zu fahren, d.h. die Sonde so erhitzen, dass vorher durch die Kälte gefrorene Flüssigkeiten verdampfen. Es gab allerdings keinen Gasaustritt. Dies ist jedoch wichtig, da später unregelmäßig verdampfende Flüssigkeiten einen Impuls auf die Sonde ausüben und sie so wieder die Ausrichtung zur Erde verlieren könnte. Von Ende April bis Mitte Mai testete man die Ionentriebwerke B+D. Sie arbeiteten innerhalb normaler Parameter. Triebwerk C und der Sender der Hauptantenne brauchen eine höhere Spannung. Sie können bei kleinerer Distanz zur Sonne im Januar getestet werden. Das Triebwerk A soll nur als Reserve genutzt werden.

Die Rückreise kann mit 2 Triebwerken durchgeführt werden. In den letzten beiden Mai Wochen hat man die Rotationsrate der Sonde auf 0.2 Umdrehungen / Minute reduziert um Xenon für die Rückreise zu sparen. Der Schluss der Pressemitteilung ist allerdings wieder etwas pessimistischer. Bevor die Sonde ihre Reise zur Erde antreten kann muss man noch weitere Dinge testen und erstmals wird (bei den bisher immer sehr optimistischen Pressemitteilungen) eingeräumt, dass die Sonde doch so stark beschädigt ist, dass sie eventuell nicht zur Erde zurückgeführt werden kann.

Am 24.4.2007 veröffentlichte die ISAS die bei Itokawa gewonnen Daten der Sonde, so dass jeder im Datenarchiv diese nun herunterladen und untersuchen kann.

In der Folge gab es wenige neue Informationen und wenn waren sie negativ. Hayabusa hat ein weiteres Ionentriebwerk verloren und arbeitet nun nur noch mit einem. Der gesamte chemische Treibstoff ist inzwischen durch Lecks verloren gegangen. Es gibt nur noch ein funktionierendes Reaktionsschwungrad, mit dem die räumliche Ausrichtung von Hyabusa verändert werden kann. Im November 2009 stellte auch das letzte Ionentriebwerk seinen Betrieb ein. Glücklicherweise konnte es jedoch wieder aktiviert werden.

KapselSo schätzt der Manager Junichiro Kawaguchi die Chancen auch schlecht ein. Die Raumsonde wäre im schlechten Zustand. Er ist sich nicht mal sicher ob Bodenproben in der Rückkehrkapsel sind. Zudem wäre die Batterie eingefroren und könnte so an Leistung verloren haben. Man will Kapsel etwas später abtrennen und sie drei Stunden länger vor dem Wiedereintritt durch die Sonne aufheizen um die Batterie aufzuwärmen. Nun hängt alles ab ob das Ionentriebwerk bis zum Wiedereintritt im Juni (13.6.2010) funktioniert um die Sonde in das Landegebiet in der australischen Wüste zu lenken.

Drei Manöver finden dazu seit Anfang April statt. Das erste mit über 100 h Betrieb des letzten Ionentriebwerks erhöhte die Geschwindigkeit der Sonde um 18 km/h und brachte sie auf einen Kurs 200 km über der Erdoberfläche. Das zweite am 6.6.2010 wird die Sonde auf das Zielgebiet über Woomera lenken. Das letzte, drei Tage vor der Landung soll die verbliebenen Restfehler kompensieren.

Alle Manöver klappten, auch das letzte am Samstag vor dem Wiedereintritt. Während die Hauptsonde beim Wiedereintritt verglühte (was vom australischen Fernsehen life übertragen wurde), landete die Kapsel weich am Boden und wurde per Flugzeug zum Raumfahrtzentrum nach Tokio gebracht, wo sie in einem Reinraum geöffnet werden soll. Die Forscher waren zuversichtlich, dass zwar nicht der Probenbehälter aber das innere der Kapsel beim Auftreffen auf den Planetoiden Staub enthält der dabei aufgewirbelt wurde.

Ursprünglich war geplant die Hauptsonde vor der Landung auf einen Kurs zu bringen, der sich nicht zum Verglühen bringt, doch da das Kaltgas das dafür vorgesehen war schon vor langer Zeit verbraucht war, war dies nicht mehr möglich. Da inzwischen zahlreiche Systeme an Bord starke Alterungserscheinungen zeigen oder ausgefallen sind, war dies aber auch nicht mehr sinnvoll. Die Ionentriebwerke haben mehr als 40.000 Stunden gearbeitet, dabei eines weitaus länger als vorgesehen, da schon zwei recht früh ausfielen und ein weiteres nur sporadisch in Betrieb genommen werden konnte.

Eine erste Durchleuchtung der Kapsel in Tokio mittels Röntgenstrahlen zeigte dass sie Staub enthält. Wie viel wurde allerdings nicht bekannt gegeben. Kein Teilchen ist aber größer als 1 mm im Durchmesser. Die Wissenschaftler betonen, dass der Staub auch aus dem All (kosmischer Staub, Mikrometeoriten) stammen könnte. Weiteren Aufschluss wird die angefertigte Gasanalyse des Behälters (beim Öffnen) liefern. Zehn Partikel die mit dem bloßen Auge sichtbar seien wurden gefunden.  Dazu mindestens ein weiteres mit dem Elektronenmikroskop. Mit diesem und anderen Instrumenten wird nach und nach die Oberfläche untersucht werden nach Teilchen die zu klein sind um sie mit unbewaffnetem Auge sehen zu können.

Am 17.11.2010 gab die JAXA bekannt, dass es Hayabusa gelungen ist Staub einzufangen. Es wurden etwa 1.500 Partikel gefunden. Sie waren sehr klein, keines war größer als 0,01 mm. Eine Untersuchung mit einem Elektronenmikroskop zeigte, dass die Körner aus hartem, grünen Material bestehen. Vor allem aus Olivin, aber auch Pyrroxen und Plagioclas waren vorhanden. Die flüchtigen Bestandteile haben wohl den Flug und die Landung nicht überstanden. Das Verhältnis von Magnesium zu Eisen ist sehr ungewöhnlich. Die Teilchen enthalten fünfmal mehr Eisen als irdische Olivingesteine. Gefunden wurde auch Eisensulfid, ein Material das auf der Erde durch den Sauerstoff an der Oberfläche leicht zu Eisenoxid oxidiert wird.

Die Proben werden nun auf ihre Kristallstruktur in Teilchenbeschleunigern untersucht. Man erwartet Defekte und Veränderungen durch das Bombardement mit kosmischer strahlung.

Hayabusa 2

Am 19.8.2010 gab die JAXA bekannt, das 2014 Hayabusa 2 starten soll. Die 14.7 Milliarden Yen (200 Millionen Dollar) teure Mission ist ein Nachbau der ersten Sonde, wobei natürlich die Systeme die ausfielen oder die Probleme machten überarbeitet werden. 2014 sollte die Reise beginnen. 2018 sollte sie den Asteroiden (162173) 1999 JU3  erreichen. Dieser ist etwa einen Kilometer groß und enthält anders als das erstes Ziel einen sehr hohen Anteil an Kohlenstoff und wird daher zu den C-Typ Planetoiden gezählt. Diese sind weitaus seltener als der Planetoid Itokawa der zur S-Klasse aus Silikatgesteinen gehört. Nach Kartierung der Oberfläche werden Bodenproben genommen und die Rückreise angetreten. 2020 soll die Raumsonde dann wieder landen.

Hayabusa 2 ist daher im wesentlichen eine Wiederholung der ersten Mission, allerdings mit einem anderen Ziel. Im Vorfeld scheiterte ein Vorstoß für eine anspruchsvollere Sonde, welche in japanisch-europäischer Zusammenarbeit gestartet werden sollte. Italien hatte dafür schon einen Start mit der Vega Rakete zugesagt. Da die My-5, mit der Hayabusa startete nicht mehr produziert wird, ist geplant eine neue Trägerrakete namens Epsilon einzuführen. Sie wird als erste Stufen die Booster der H-IIA einsetzen und als Oberstufen die der My-5. Die maximale Nutzlast sinkt dadurch aber von 1.900 auf 1.180 kg für eine niedrige Erdumlaufbahn ab. Ob Hayabusa 2 mit der Epsilon starten wird ist offen. Der Start beider Projekte wurde gleichzeitig bekannt gegeben aber keinerlei Beziehungen zwischen Träger und Sonde finden sich in der Presseerklärung. Hayabusa 1 wog 630 kg. Eine Trägerrakete mit nur 1.200 kg LEO Nutzlast sollte eigentlich nicht die Leistung bringen können, 530 kg auf einen Fluchtkurs zu bringen.

Anfang 2012 wurde der Baubeginn von Hayabusa 2 bekanntgegeben. NEC wird die Sonde bauen. Der Sondenkörper wird etwas breiter als bei Hayabusa sein. eine weitere Neuerung soll ein verbesserter Mechanismus sein um Bodenproben zu nehmen. Er soll einen kleinen krater schlagen können, dabei soll mehr Auswurfsmaterial ins Innere der Sonde gelangen. Hayabusa wird mit 600 kg schwerer als die erste Version sein. Der Start ist nun mit einer H-2A geplant, eine Trägerrakete die eigentlich für diese Mission überdimensioniert ist. Eventuell wird daher die Sonde mit einem zweiten Start kombiniert, doch auch die Raumsonde Akatsuki setzte eine H-2A ein, obwohl sie eigentlich viel zu klein für diesen träger war.

Ziel ist der Asteroid 1999 JU3, ein Asteroid vom Typ der kohligen Chondriten, einer sehr seltenen Klasse. Er befindet sich auf einem ähnlichen Orbit wie Itokawa und hat einen geschätzten Durchmesser von 920 m. Er soll 2018 erreicht werden. Nach einem Jahr Erkundung wird die Sonde im Dezember 2019 zur Erde zurückkehren, die im Dezember 2020 erreicht werden soll.

Eine erste Finanzierung für das Haushaltsjahr ab dem 1.4.2012 liegt bei 3 Milliarden Yen, rund 38 Millionen Dollar oder 30 Millionen Euro.


© des Textes von Bernd Leitenberger.
© der Bilder : Jaxa / ISAS

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