Eine Illustration zeigt sechseckige Fußabdrücke, die auf ein Band von Asteroiden projiziert werden und den Blick des Rubin-Observatoriums darstellen (Bildnachweis: RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/J. Pinto)
Das geplante Vera C. Rubin-Observatorium wird die Erde selbst nie verlassen, aber der hochdetaillierte Blick auf den Kosmos, den es den Wissenschaftlern bieten wird, könnte durchaus eine neue Ära der Weltraumforschung einleiten.
Das Sonnensystem ist voll von Milliarden kleiner Gesteinskörper und eisiger Objekte, von denen sich viele vor etwa 4,5 Milliarden Jahren bildeten, als sich Planeten wie die Erde um die Sonne formten. Weltraummissionen wie OSIRIS-REx, Lucy und Psyche der NASA haben bei der Erkundung dieser Urkörper des Sonnensystems große Fortschritte gemacht. Sie haben Bilder gesammelt, und OSIRIS-REx hat sogar einige Proben entnommen, die hier auf der Erde untersucht werden sollen – alles auf der Grundlage von Daten, die von Observatorien auf der ganzen Welt gesammelt wurden.
Rubin, der 2025 sein „erstes Licht“ erblicken wird, wird in der Lage sein, Millionen neuer Asteroiden, Kometen und möglicherweise sogar Körper aus anderen Systemen zu entdecken, die unseren Planetenhinterhof passieren. Nehmen wir zum Beispiel Oumuamua, der 2017 zum ersten Mal gesichtet wurde. Nach der Entdeckung dieser Körper wird Rubin sie dann schnell verfolgen, wenn sie sich durch das Sonnensystem bewegen und sich der Erde nähern – oder sogar, wenn sie im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter bleiben.
„Nichts kommt an die Tiefe der Rubin-Untersuchung und den Grad der Charakterisierung heran, den wir für Objekte im Sonnensystem erhalten werden“, sagte Siegfried Eggl, Assistenzprofessor an der University of Illinois Urbana-Champaign und Leiter der Arbeitsgruppe Inneres Sonnensystem innerhalb der Rubin’s Solar System Science Collaboration, in einer Erklärung. „Es ist faszinierend, dass wir die Möglichkeit haben, interessante Objekte zu besuchen und sie aus der Nähe zu betrachten. Aber dazu müssen wir wissen, dass sie existieren und wo sie sich befinden.
„Das wird Rubin uns sagen.“
Auswahl der Asteroidenmusen
Rubin wird im Rahmen seines 10-jährigen „Legacy Survey of Space and Time“ (LSST) Körper des Sonnensystems und kosmische Objekte beobachten, die weit außerhalb der Grenzen des Sonnensystems und der Milchstraßengalaxie liegen.
Indem Rubin alle paar Nächte den gesamten Himmel der südlichen Hemisphäre mit einem 8,4-Meter-Schnellteleskop und der größten Digitalkamera der Welt abtastet, wird der Katalog der bekannten Objekte des Sonnensystems, der in den letzten 200 Jahren aufgebaut wurde, um mindestens das Fünffache erweitert, so die Wissenschaftler.
Das Vera C. Rubin-Observatorium, wie es in der Dämmerung auf dem Gipfel des El Peñón des Cerro Pachón in Chile erscheint. (Bildnachweis: RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/J. Pinto)Das Rubin-Observatorium, das derzeit auf dem Berg Cerro Pachón im Norden Chiles gebaut wird, wird nicht nur eine Vielzahl neuer Objekte im Sonnensystem entdecken, sondern die Wissenschaftler erwarten auch, dass es mehr Informationen über die allgemeine „Raumlandschaft“ des Sonnensystems sammeln wird.
Dadurch könnten ganze Regionen mit einzigartigen Objekten aufgedeckt werden, die als zukünftige Ziele für Weltraummissionen in Frage kommen.
„Wenn man sich Rubin wie einen Strand vorstellt, sieht man Millionen und Abermillionen von einzelnen Sandkörnern, die zusammen den gesamten Strand ausmachen. Es könnte einen Bereich mit gelbem Sand oder schwarzem Vulkansand geben“, sagte Eggl. „Eine Weltraummission zu einem Objekt in dieser Region könnte untersuchen, was es anders macht. Oft wissen wir nicht, was seltsam oder interessant ist, wenn wir nicht den Kontext kennen, in dem es sich befindet.
Das Observatorium wird außerdem in der Lage sein, die Betreiber innerhalb von 60 Sekunden nach der Entdeckung von Veränderungen am Nachthimmel zu alarmieren, was den Raumfahrtbehörden helfen könnte, eine Mission zu sich schnell bewegenden Objekten von Interesse schnell zu planen und zu starten.
Dies könnte den Wissenschaftlern auch eine frühzeitige Warnung vor einem interstellaren Objekt wie Oumuamua geben, wenn es das Sonnensystem durchquert, und es den Teams ermöglichen, den Eindringling an Ort und Stelle zu untersuchen, bevor er außer Reichweite und zurück in die Tiefen des Weltraums gleitet.
„Rubin ist in der Lage, uns die Vorbereitungszeit zu geben, die wir brauchen, um eine Mission zum Abfangen eines interstellaren Objekts zu starten“, fügte Eggl hinzu. „Das ist eine Synergie, die es nur bei Rubin gibt und die einzigartig ist für die Zeit, in der wir leben.
Eine Illustration der NASA-Raumsonde Lucy. (Bildnachweis: Robert Lea/NASA)
Ein Projekt, das sich bereits darauf vorbereitet, die Rubin-Daten zu nutzen, ist die Mission Comet Interceptor der JAXA und der Europäischen Weltraumorganisation, die im Jahr 2029 starten wird. Der Interceptor wird auf die Sichtung eines besuchbaren, langperiodischen Kometen des Sonnensystems oder eines interstellaren Objekts warten, wenn dieser vor der Sonne vorbeizieht. Dann wird er zur Erkundung eingesetzt werden.
Rubin könnte auch bei Missionen zu interessanten Objekten helfen, die sich in der Nähe der Passage eines Raumschiffs befinden, während es seine Hauptmission durchführt.
Eine aktive Mission, die von Rubins Auge auf das Sonnensystem profitieren könnte, ist die NASA-Raumsonde Lucy, die Asteroiden anfliegt. Die auf 12 Jahre angelegte Mission soll die erste In-situ-Untersuchung der Trojaner-Asteroiden durchführen, zweier Familien von Weltraumfelsen, die sich die Umlaufbahn des Jupiters um die Sonne teilen.
Rubin könnte kleinere, schwächere Asteroiden entdecken, die sich in der Nähe von Lucys Bahn zum Jupiter befinden und der NASA-Mission einige neue und unerwartete Vorbeiflugmöglichkeiten bieten.
„Mit unseren derzeitigen Teleskopen haben wir im Wesentlichen die großen Felsbrocken am Strand betrachtet“, schloss Eggl. „Aber Rubin wird die feineren Sandkörner heranzoomen“.
