Små fragmenter af kulstofrige asteroider for skrøbelige til at overleve atmosfærisk indtrængen

Ryugu og andre asteroider af den almindelige "C-klasse" består af mere porøst materiale end tidligere antaget. Små fragmenter af deres materiale er derfor for skrøbelige til at overleve indtrængen i atmosfæren i tilfælde af en kollision med Jorden. Dette har afsløret den længe mistænkte årsag til underskuddet af denne meteorittype i fund på Jorden. Forskere ved German Aerospace Center (Deutsches Zentrum fuer Luft- und Raumfahrt, DLR) er kommet til denne konklusion i en videnskabelig artikel offentliggjort i tidsskriftet Natur astronomi . Resultaterne er baseret på højopløselige målinger af overfladetemperaturen med DLR-radiometeret MARA ombord på den tysk-franske Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT) lander. Den 3. oktober 2018, som en del af den japanske Hayabusa2-mission, MASCOT steg ned på asteroiden Ryugu på næsten én kilometer i diameter og sendte spektakulære billeder og fysiske målinger fra overfladen tilbage til Jorden.

"Ryugu overraskede os, siger Matthias Grott, Principal Investigator for MARA radiometer-eksperimentet ved DLR Institute of Planetary Research i Berlin og hovedforfatter af undersøgelsen. "På asteroiden, vi observerede kun større fragmenter, der er meget porøse og sandsynligvis meget skrøbelige." Tidligere teleskopiske infrarøde lyskurver af sådanne kulstofrige asteroider erhvervet fra Jorden var blevet fortolket af forskere, der studerede deres termiske egenskaber som kroppe dækket af partikler på størrelse med sand til småsten. I alt, 21 DLR-forskere fra institutter i Berlin, Bremen og Köln deltog i undersøgelsen, sammen med internationale partnere. "MASCOT har samlet DLRs brede vifte af ekspertise inden for rumforskning – lige fra design, udvikling og test til erfaring i den videnskabelige udforskning af solsystemet, siger Hansjørg Dittus, DLRs direktionsmedlem for Rumforskning og -teknologi. "De første offentliggjorte resultater er et imponerende bevis på dette."

Underskud i meteoritfund afslører beskyttelsen fra Jordens atmosfære

Indtil nu, kun nogle få kondritiske meteoritter fundet på Jorden er blevet identificeret som fragmenter af C-type asteroider, som er meget almindelige i solsystemet ("C' er det kemiske symbol for grundstoffet kulstof). Kondruler er små, millimeterstore stenkugler, der blev dannet i soltågen for 4,5 milliarder år siden og anses for at være de grundlæggende byggesten i planetdannelsen. "Vi kan nu bekræfte, at fragmenter af disse asteroider med stor sandsynlighed vil bryde yderligere op, når de kommer ind i Jordens atmosfære, og så normalt brænde helt op. Det betyder, at kun de største fragmenter når jordens overflade, " forklarer Grott. "Det er grunden til, at meteoritter fra denne type asteroide er så sjældent fundet på Jorden."

Den gode nyhed er, at på grund af dette, Jordens atmosfære giver øget beskyttelse mod C-type asteroider, som står for 75 procent af alle asteroider. Ryugu er en C-klasse asteroide, en kulstofrig repræsentant for de ældste kroppe i det 4,5 milliarder år gamle solsystem, og dermed en byggesten til planetdannelse. Det er en af ​​de ældste af de 17, 000 asteroider med baner, der vides at skære Jordens. Imidlertid, yderligere forskning er nødvendig for at bestemme den maksimale asteroidestørrelse, for hvilken denne atmosfæriske beskyttelse er effektiv.

Det internationale forskerhold ledet af Matthias Grott bestemte stigningen og faldet i overfladetemperaturen i løbet af asteroidens cirka syv og en halv time lange daglige cyklus. Dette blev opnået ved at måle den infrarøde stråling, der udsendes af overfladen om dagen og om natten, ved hjælp af MARA radiometer. MARA-målingerne gjorde det muligt at udlede materialets termiske egenskaber og densitet. Dataene fra MASCOT blev transmitteret til det japanske rumfartøj Hayabusa2. Fartøjet var placeret på en observationsposition tre kilometer over asteroidens overflade. Derfra, MASCOT sendte alle måle- og driftsdata til Jorden.

MASCOT landede på asteroiden Ryugu den 3. oktober 2018 ved frit fald i gangtempo. Seks minutter efter adskillelse fra Hayabusa2 i en højde af 42 meter, landeren rørte ned på asteroidens overflade efter at have fulgt en ballistisk bane. MASCOT hoppede flere meter op igen, before the 10-kilogram experiment package finally came to rest. A rotating swing arm allowed MASCOT to turn to the "correct" side and "hop" across the surface. I alt, MASCOT was active on Ryugu for 17 hours, one hour longer than anticipated.

The gravitational attraction of Ryugu is 66, 500 times weaker than that of Earth, so the small amount of momentum produced by the arm was sufficient. This technical innovation for an unconventional form of mobility on an asteroid surface was used for the first time in the history of space exploration as part of the Hayabusa2 mission. The Hayabusa2 mission on Ryugu will continue until the end of 2019, with the goal of returning samples of the asteroid material to Earth by 2020. On 11 July, Hayabusa2 successfully completed the second touchdown operation on the asteroid.