Oberflächen der Asteroiden

Motivation

Untersuchungen der Asteroiden erweitern unser Verständnis der Entwicklung unseres Sonnensystems. Asteroiden gelten als eine Gruppe der ursprünglichsten Objekte in unserem Sonnensystem, weshalb sie für Untersuchungen der frühen Phasen der Planetenbildung und der Entwicklung unseres Sonnensystems herangezogen werden können. Daher ist es wichtig die physikalischen Eigenschaften dieser kleinen Himmelskörper zu bestimmen.

Methoden und Aufgaben

Ein Einschlag auf den linken oberen Rand führte zum Kollaps der Seitenwand des größeren Kraters durch eine Hangrutschung

Die meisten Himmelskörper im Sonnensystem, die keine gasförmige Atmosphäre besitzen, sind mit feinkörnigem Pulver, dem sogenannten Regolith, bedeckt. Der Regolith entsteht während langer Zeiträume durch Einschläge von Meteoriten und Staubpartikeln auf die Oberflächen, die dazu führen, dass die äußeren Schichten dieser Himmelskörper zerkleinert werden (Impact Gardening). Über Jahrmillionen entsteht so der Regolith, der fein wie Sand ist. Die Entwicklung des Regolith hängt unter anderem von der Größe des Himmelskörpers und seiner Bahn im Sonnensystem ab. Da der Regolith die äußerste sichtbare Oberfläche dieser Himmelskörper bildet und man dieses Material durch Fernerkundung untersuchen kann, ist es wichtig, seine Eigenschaften und seine Entstehung zu untersuchen. 

Eine Untersuchungsmöglichkeit besteht in der Bestimmung des dynamischen Verhaltens des Regolith. Dieses wird durch die (schwache) gravitative Anziehung des Himmelskörpers bestimmt, auf dem sich der Regolith befindet, weshalb er sich unter bestimmten Umständen in Bewegung setzen kann. Seit den ersten Weltraummissionen zu Asteroiden ist bekannt, dass solche Hangrutschungen tatsächlich passieren. Durch die Untersuchungen seines Fließverhaltens können wir mehr über die Eigenschaften dieses Regolith lernen. 

Forschungsziele

Eigenschaften die Korngrößenverteilung, die elektrostatischen Eigenschaften oder die Stärke der Kohäsion bestimmen das Fließverhalten des Regolith und somit die Art und Weise, wie sich eine Hangrutschung entwickelt. Durch Simulationen von Hangrutschungen, zum Beispiel den Kollaps einer steilen Kraterkante, kann man den Parameterbereich einschränken und mehr über die zeitliche Entwicklung von Asteroidenoberflächen lernen. 

Ein anderer Aspekt ist die Dynamik an den Oberflächen von Asteroiden und mögliche Auslösemechanismen für Hangrutschungen. Experimentelle Untersuchungen des Fließverhaltens solchen feinkörnigen Materials unter geringer Schwerkraft werden zur Zeit ausgeführt um herauszufinden, ob kleinskalige Einschläge mit geringen Geschwindigkeiten in meta-stabile granulare Materialien als Auslöser für Hangrutschungen auf Asteroiden wirken können. 

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