Kameras auf Rosetta messen Lichtkurven der Rosetta-Asteroiden

5. Februar 2007

Als der Start von ESAs Kometenmission Rosetta, ursprünglich für Januar 2003 geplant, um ein Jahr verschoben wurde, mussten die wissenschaftlichen Ziele neu ausgewählt werden. Der Komet Churyumov-Gerasimenko wurde schließlich als neues "Hauptziel" für ein Rendezvous im Jahr 2014 bestimmt, mit Vorbeiflügen an den Asteroiden (2867) Steins im September 2008 und (21) Lutetia im Juli 2010.

Um die Vorbeiflüge an den Asteroiden und das Rendezvous mit dem Kometen optimal vorbereiten zu können, müssen einige grundlegende Eigenschaften der Objekte wie die Rotationsdauer, die Ausrichtung der Rotationsachse, die ungefähre Größe und die Albedo (der Bruchteil des einfallenden Sonnenlichts, der vom Asteroiden oder Kometenkern reflektiert wird) vorab bestimmt werden. Daher wurden bald nach der Auswahl des neuen Missionsziels internationale Beobachtungskampagnen initiiert.

Im Rahmen dieser Vorbereitung der Vorbeiflüge beobachtete das am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Katlenburg-Lindau gebaute Instrument Osiris die beiden von Rosetta angesteuerten Asteroiden schon jetzt aus der Ferne. OSIRIS, eine Weitwinkelkamera und eine Telekamera, sind die wissenschaftlichen Kameras auf Rosetta. Die Beobachtungen von Steins fanden am 11. März 2006 statt (Abb. 1), die von Lutetia am 2. und 3. Januar 2007.

Vier Bilder des Asteroiden (2867) Steins, aufgenommen von der OSIRIS Telekamera in einem Abstand von jeweils etwa 5 Stunden. Steins blieb die gesamte Zeit innerhalb des Kreises, was die hervorragende Stabilität der Ausrichtung von Rosetta demonstriert.

Während die Beobachtungen von Lutetia zurzeit analysiert werden, sind die Daten von Steins bereits vollständig ausgewertet. OSIRIS hat die bisher beste Lichtkurve von Steins geliefert (Abb. 2). Dazu haben die hervorragende Effizienz der OSIRIS Telekamera, die Fähigkeit von Rosetta, den Asteroiden über längere Zeit in einer konstanten Position im Bildfeld zu halten und die ununterbrochene Beobachtung über 24 Stunden beigetragen. Rosetta war 159 Millionen km von Steins entfernt, die gemessene Helligkeit des nur ungefähr 5 km großen Asteroiden entsprach etwa der einer Kerze aus 2000 km Entfernung. Dennoch konnte OSIRIS die Helligkeitsvariationen von Steins mit einer Genauigkeit von besser als 2 % messen!

OSIRIS Lichtkurve von (2867) Steins. Die Beobachtungen decken vier Rotationsperioden ab. Die Helligkeitsschwankung beträgt etwa 23 % zwischen Minimum und Maximum.

OSIRIS fand - in Übereinstimmung mit Messungen von der Erde aus - eine Rotationsdauer von etwas mehr als 6 Stunden. Die asymmetrische Lichtkurve (Abb. 2) lässt auf eine unregelmäßige Form von Steins schließen. OSIRIS fand aber keine Hinweise auf eine komplizierte, "taumelnde" Rotation des Asteroiden oder auf einen Satelliten. Zurzeit wird an der Bestimmung der Richtung der Rotationsachse des Asteroiden durch Kombination der OSIRIS-Daten mit bodengebundenen Beobachtungen gearbeitet.

Die Publikation der OSIRIS-Ergebnisse zum Asteroiden Steins ist von der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics besonders herausgestellt worden: "Light curve of the Rosetta target" in Astronomy & Astrophysics

Das nächste große Ereignis für Rosetta ist der Vorbeiflug am Mars am 25. Februar dieses Jahres.

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