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Künstlerische Darstellung des Asteroidenforschungsraumschiffs MBR Explorer der Vereinigten Arabischen Emirate (Bildnachweis: UAE Space Agency)

BOULDER, Colorado – Die Raumfahrtbehörde der Vereinigten Arabischen Emirate (VAE) setzt eine Mission nach der anderen zum Hauptasteroidengürtel fort.

Die Sonde wird sechs Asteroiden mit hoher Geschwindigkeit überfliegen und den spektakulären Aufenthalt mit einem Rendezvous und der Umkreisung einer siebten Miniwelt abschließen – und dann ein kleines Landegerät auf diesem letzten Weltraumfelsen absetzen.

Die VAE und ihre Partner haben bei diesem kühnen Unterfangen bedeutende Fortschritte erzielt, die im Folgenden dargestellt werden.

Schlüsselteil des Puzzles

Die Emirates Mission to the Asteroid Belt (EMA) wird voraussichtlich im März 2028 starten und ihre interplanetare Reise mit der Ankunft auf dem Asteroiden 269 Justitia im Jahr 2034 beenden. Dieser felsige Brocken der Geschichte könnte aus einer Region stammen, in der sich Riesenplaneten gebildet haben – oder von noch weiter weg.

Fünf der sieben Asteroiden sind kohlenstoffhaltige „C-Komplex“-Gesteine. Das bedeutet, dass die EMA eine Reihe von kohlenstoffhaltigen Körpern charakterisieren kann, von denen einige potenziell reich an Schichtsilikaten sind, die ein wichtiges Teil des Puzzles der frühen Sonnensystembildung darstellen.

Die unternehmungslustige Mission der VAE baut auf dem Erfolg der laufenden Emirates Mars Mission auf, der ersten interplanetaren Erkundung durch eine arabische Nation.

Der Orbiter Hope des EMM startete im Juli 2020, erreichte den Mars im Februar 2021 und überwacht das Wetter auf dem Roten Planeten weiterhin von oben.

Der Hope Mars Orbiter der VAE, der seit Februar 2021 den Roten Planeten umkreist, ist hier mit ausgefahrenen Solarpanels vor dem Start zu sehen. (Bildnachweis: Mohammad Bin Rashid Space Centre)

Kollaboration

Die Raumfahrtbehörde der Vereinigten Arabischen Emirate in Abu Dhabi führt die bevorstehende EMA-Mission in Zusammenarbeit mit dem Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) an der Universität von Colorado Boulder durch.

Dieser neue Weltraumausflug wird sich über 13 Jahre erstrecken, mit einer sechsjährigen Entwicklungsphase des Raumschiffs, gefolgt von einer siebenjährigen Reise zum Hauptasteroidengürtel jenseits des Mars.

„Als eine der wenigen Asteroidenmissionen, die jemals geplant wurden, und als erste Multi-Asteroiden-Tour- und Lande-Mission zum Hauptgürtel ist sie sehr ehrgeizig, und das LASP freut sich sehr, daran beteiligt zu sein“, sagte Pete Withnell, der Programm-Manager des LASP für die Mission, gegenüber kosmischeweiten.de.

Ein gemeinsames Team von Ingenieuren des Mohammed bin Rashid Space Center der VAE und des LASP plant die EMA-Mission.

EMA umfasst ein Konsortium von akademischen und Hardware-Entwicklungspartnern in den Vereinigten Arabischen Emiraten, so Withnell. Das Projekt umfasst auch eine Reihe von internationalen „Wissenspartnern“, darunter LASP, die italienische Weltraumbehörde, das italienische Nationale Institut für Astrophysik, Leonardo SpA, die Arizona State University, die Northern Arizona University und Malin Space Science Systems in San Diego.

„Als Hauptpartner für den Wissenstransfer arbeitet das LASP mit der Weltraumbehörde der Vereinigten Arabischen Emirate bei allen Aspekten der Mission zusammen“, sagte Withnell. Dazu gehören das Missionsdesign, die Entwicklung des Raumfahrzeugs, Systemtests sowie die Entwicklung und Ausbildung des wissenschaftlichen Teams. Das LASP unterstützt auch das Programm der UAE Space Academy.

Nach dem Start im Jahr 2028 wird die Emirates Mission to the Asteroid Belt sechs Asteroiden im Hochgeschwindigkeitsvorbeiflug anfliegen und dann im Jahr 2034 ein Rendezvous mit 269 Justitia haben und einen Lander darauf absetzen. (Bildnachweis: UAE Space Agency/LASP)

Vollständig ausgerüstet

Die EMA-Sonde wird mit vier Instrumenten ausgestattet: einer sichtbaren Schmalwinkelkamera, einem Mittelwellen-Infrarotspektrometer, einem thermischen Infrarotspektrometer und einer thermischen Infrarotkamera.

Das Raumschiff wird diese wissenschaftliche Ausrüstung für eine Vielzahl von Aufgaben verwenden, darunter:

• Bestimmen Sie die geologische Geschichte und den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen mehrerer Asteroiden im Hauptgürtel und untersuchen Sie die innere Struktur des Rendezvous-Ziels;
• Bestimmen Sie die Temperaturen und thermophysikalischen Eigenschaften mehrerer Asteroiden, um ihre Oberflächenentwicklung und ihre Geschichte der Flüchtigkeit zu bewerten;
• Sammeln von Fernerkundungsdaten über eine repräsentative Reihe von Asteroiden, um ihr Potenzial für die Nutzung von Ressourcen vor Ort für die zukünftige Erforschung des Weltraums besser zu charakterisieren.

Hier ist die ausgewählte Punktekarte der Asteroiden, die EMA erkunden wird: 10253 Westerwald, 623 Chimera, 13294 Rockox, 88055 (2000 VA28), 23871 (1998 RC76), 59980 (1999 SG6) und 269 Justitia.

Asteroiden-Ressourcen

Heyam Alblooshi, Konstruktionsingenieurin bei der VAE-Raumfahrtbehörde, sprach beim diesjährigen Rundtischgespräch über Weltraumressourcen, das im Juni an der Colorado School of Mines stattfand. Sie war an der Mars Hope-Mission der VAE beteiligt.

Alblooshi hob die EMA-Mission und ihre Fähigkeit hervor, Ressourcen zu identifizieren und zu charakterisieren, einschließlich flüchtiger Stoffe, Silikate und Metalle auf verschiedenen Arten von Asteroiden, sowie Schätzungen der Ressourcenmasse und -verteilung auf der Grundlage der inneren Struktur eines Asteroiden zu bestimmen.

EMA kann dazu beitragen, den Weg für die künftige Nutzung von Asteroidenressourcen zu ebnen, indem es Annäherungsmanöver zur Simulation von Landungen und orbitalen Rendezvous demonstriert, sagte Alblooshi. Sie wies darauf hin, dass der EMA-Lander, der auf dem Asteroiden Justitia eingesetzt werden soll, von 971 und Sadeem – zwei privaten Unternehmen in den Vereinigten Arabischen Emiraten – entwickelt wird. Das Design des Landers wird dieses Jahr fertiggestellt.

Auch Fatema Hameli, Entwicklungsingenieurin für Raumfahrtprojekte bei der VAE-Raumfahrtbehörde, ist in der EMA tätig und hat bereits an der Mars Hope-Mission der VAE teilgenommen. Sie beschäftigt sich mit Navigationssystemen für das Asteroidenabenteuer mit mehreren Asteroiden.

„Ich kann Ihnen sagen, dass der Mars aus flugdynamischer Sicht leicht zu erreichen ist. Aber zu sieben Asteroiden im Hauptgürtel zu gelangen, ist nicht einfach. Es ist eine große Herausforderung“, sagte Hameli gegenüber kosmischeweiten.de nach ihrem Vortrag am 13. August auf der 2024 Astrodynamics Specialist Conference.

Diese Hightech-Fachkonferenz wurde von der American Astronautical Society ausgerichtet und vom American Institute of Aeronautics and Astronautics mitveranstaltet und fand im benachbarten Broomfield, Colorado, statt.

Da es sich um eine Mission mit solarelektrischem Antrieb handelt, berichtet Hameli, gibt es viele Modelle und Annahmen, die in die Planung der interplanetaren Flugbahn von EMA einfließen. In jüngster Zeit wurde daran gearbeitet, die Empfindlichkeit der Flugbahn und die allgemeinen Ziele der Mission zu verstehen.

Das noch zu bauende EMA-Raumschiff verfügt über zwei separate Antriebssysteme: chemische Hydrazin-Triebwerke und solarelektrische Xenon-Hall-Effekt-Triebwerke, erklärte Hameli. Die Mission wird Xenon für ihren primären Antriebsbedarf nutzen, da es einen hohen spezifischen Impuls hat, was zu einer effizienten Treibstoffnutzung für interplanetare Reisen über lange Zeiträume führt, sagte sie.

Die Wahl des genauen Ankunftsdatums am Rendezvous-Ziel mit dem Asteroiden 269 Justitia ist entscheidend für eine erfolgreiche Mission und ein wichtiger Faktor bei der Missionsplanung, betonte Hameli.

„Der Lander ist ein großer Schritt und eines unserer Hauptziele“, sagte Hameli. Die Teams der VAE-Raumfahrtbehörde entwickeln die Navigationssoftware, sagte sie – alle Werkzeuge, die es der EMA ermöglichen werden, einige Monate auf dem Asteroiden Justitia zu verbringen, um einen Standort für die Punktlandung zu finden.

„Wir lernen ständig dazu“, sagte Hameli. „Für mich ist das ein Kindheitstraum.“