Zeitkapsel im All: Was uns der Asteroid Bennu alles verrät
Was verrät uns Bennu? Asteroiden-Proben zeigen Wasser, Biomoleküle und uralten Sternenstaub – Spuren des Ursprungs des Lebens.
Asteroid Bennu ist eine Zeitkapsel: Seine Proben enthalten Wasser, organische Moleküle und Material aus dem interstellaren Raum.
Foto: NASA/Goddard/University of Arizona
Im September 2023 ging ein kleiner Container über der Wüste von Utah nieder. Geschützt durch einen Hitzeschild und gebremst von Fallschirmen landete er sanft im Sand. In seinem Inneren befand sich ein Schatz, auf den Forschende jahrelang gewartet hatten: Material vom Asteroiden Bennu. Die NASA-Mission OSIRIS-REx hatte die Proben zuvor in mehr als 100.000 Kilometern Höhe freigegeben. Ein Hubschrauber brachte die Kapsel direkt in ein Labor, wo sie in einer Stickstoff-Atmosphäre geöffnet wurde. So verhinderte das Forschungsteam, dass das empfindliche Material mit der irdischen Luft reagiert.
Nach Schätzungen enthielt die Kapsel rund 250 Gramm Gestein und Staub. Damit war es die größte Menge, die jemals von einem Asteroiden zur Erde gebracht wurde. Allein diese Zahl zeigt, warum Bennu heute im Zentrum einer weltweiten Forschung steht.
Inhaltsverzeichnis
- Das Problem mit den verschlossenen Kapseln
- Was die Mineralien über Wasser verraten
- Organische Moleküle als Bausteine des Lebens
- Bennu als Zeitkapsel des Sonnensystems
- Sternenstaub und uraltes Material
- Prozesse im Mutterasteroiden
- Weltraumverwitterung: Spuren von Mikrometeoren
- Risiko für die Erde – Einschlagszenario
- Asteroidenabwehr und technische Strategien
- Bennu als Ressource für die Zukunft
- Warum Probenrückführung unverzichtbar ist
- Ausblick: Was Bennu uns noch lehren wird
Das Problem mit den verschlossenen Kapseln
Die Freude war groß – doch die Arbeit begann mit einem Problem. Zwei der 35 Verschlüsse des Probenkopfs ließen sich nicht mit den vorhandenen Werkzeugen öffnen. Monatelang tüftelten schlaue Köpfe an neuen Methoden. Erst der Einsatz neu entwickelter Geräte machte es möglich, die letzten Verschlüsse zu lösen.
„Die Ingenieure und Wissenschaftler haben monatelang hinter den Kulissen hart daran gearbeitet, neue Werkzeuge zu entwerfen, zu entwickeln und zu testen, die ihnen bei der Überwindung dieser Herausforderung geholfen hätten“, erklärte Eileen Stansberry, Leiterin der Abteilung Astromaterials Research and Exploration Science der NASA.
So gelang es, das Herzstück der Mission – den sogenannten Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism – zu öffnen und den Inhalt freizulegen. Bis heute wurden über 70 Gramm Material gesichert und untersucht.
Was die Mineralien über Wasser verraten
Ein Teil der Proben ging an die Goethe-Universität Frankfurt. Dort stand ein neues Transmissions-Elektronenmikroskop bereit. Mit ihm konnten die Forschenden winzige Körner von Bennu untersuchen. Unterstützt wurden sie von Großforschungsanlagen wie dem DESY in Hamburg, wo Spurenelement-Analysen stattfanden.
Das Ergebnis: Viele Mineralien entstanden nur, wenn salzhaltiges Wasser verdunstete. Solche Ablagerungen, Evaporite genannt, findet man auch auf der Erde in ausgetrockneten Seen. „Gemeinsam mit unseren internationalen Partnerteams haben wir einen großen Teil der Mineralien nachweisen können, die entstehen, wenn salzhaltiges, flüssiges Wasser – eine sogenannte Sole – immer mehr eindampft und die Minerale in der Reihenfolge ihrer Löslichkeit ausgefällt werden“, sagte Dr. Sheri Singerling vom Schwiete Cosmo Lab.
Damit war klar: Bennus Mutterkörper muss vor Milliarden Jahren Wasser enthalten haben.
Organische Moleküle als Bausteine des Lebens
Doch Wasser allein reicht nicht. Spannend wurde es, als weitere Teams Aminosäuren und andere organische Substanzen in den Proben entdeckten. Diese Moleküle gelten als Grundbausteine des Lebens.
„Damit hatte der Bennu-Mutterkörper drei Grundvoraussetzungen, damit sich auf ihm Lebensformen hätte bilden können: Bausteine für Biomoleküle, Wasser sowie – zumindest für eine gewisse Zeit – Energie, die das Wasser flüssig hält“, so Prof. Frank Brenker von der Goethe-Universität.
Die Vorstellung, dass ein Asteroid solche Zutaten mit sich trägt, öffnet neue Blickwinkel. Vielleicht war Bennu nicht nur ein Stück Gestein, sondern ein Überrest eines größeren Himmelskörpers, der einst ideale Bedingungen für Leben bot.
Bennu als Zeitkapsel des Sonnensystems
Asteroiden wie Bennu sind Überreste aus der Frühzeit des Sonnensystems. Während Planeten sich entwickelten, blieben kleine Brocken oft unverändert im All. Bennu könnte daher wie eine Zeitkapsel wirken.
Jessica Barnes, Associate Professor an der University of Arizona, formulierte es so: „Das ist eine Arbeit, die man mit Teleskopen einfach nicht leisten kann. Es ist super spannend, dass wir endlich diese Dinge über einen Asteroiden sagen können, von dem wir so lange geträumt haben, ihn zu besuchen, und von dem wir schließlich Proben zurückgebracht haben.“
Die Analyse zeigte: Bennu besteht nicht nur aus Material unseres Sonnensystems. Auch Sternenstaub ist enthalten – Überreste von Sternen, die längst erloschen sind.
Jessica Barnes untersucht eine Ampulle mit Partikelproben im Kuiper-Arizona Laboratory for Astromaterials Analysis an der University of Arizona.
Foto: Chris Richards, University of Arizona
Sternenstaub und uraltes Material
Mit speziellen Instrumenten konnten die Forschenden winzige Körner identifizieren, deren Isotopen-Zusammensetzung nicht zu unserem Sonnensystem passt. Es handelt sich um Sternenstaub, der schon existierte, bevor die Sonne entstand.
„Das sind Sternenstaubpartikel von längst erloschenen Sternen, die in die Gas- und Staubwolke gelangten, aus der unser Sonnensystem entstand“, erklärte Barnes.
Hinzu kommt organisches Material, das vermutlich im interstellaren Raum entstanden ist. Zusammengenommen ergeben diese Funde ein Bild, das über die Erde hinausweist: Bennu enthält Bausteine, die aus ganz unterschiedlichen Regionen des Kosmos stammen.
Prozesse im Mutterasteroiden
Die Forschenden gehen davon aus, dass Bennu einst Teil eines größeren Körpers war. Dieser sogenannte Mutterasteroid formte sich vor über 4 Milliarden Jahren, möglicherweise weit draußen jenseits von Jupiter und Saturn.
„Wir glauben, dass dieser Mutterkörper von einem herannahenden Asteroiden getroffen und zerschmettert wurde. Dann haben sich die Fragmente wieder zusammengefügt, und dies könnte sich mehrmals wiederholt haben“, so Barnes.
In diesem Körper kam es zu chemischen Reaktionen: Eis schmolz, Wasser bildete sich, Mineralien veränderten sich. „Jetzt haben Sie eine Flüssigkeit in Kontakt mit einem Feststoff und Wärme – alles, was Sie brauchen, um chemische Reaktionen in Gang zu setzen“, erklärte Tom Zega, Direktor des Kuiper-Arizona Laboratory.
Bis zu 80 % der Mineralien enthalten Spuren von Wasser. Damit bestätigt Bennu, dass chemische Prozesse im frühen Sonnensystem stark von Flüssigkeiten geprägt waren.
Weltraumverwitterung: Spuren von Mikrometeoren
Doch die Geschichte endet nicht im Inneren. Auch die Oberfläche von Bennu erzählt viel. Unter dem Mikroskop fanden die Teams kleine Krater und Spuren geschmolzenen Gesteins. Ursache sind Einschläge winziger Mikrometeoriten und der Sonnenwind.
Da Bennu keine Atmosphäre besitzt, prallen diese Teilchen direkt auf die Oberfläche. Forschende sprechen von „Weltraumverwitterung“. Sie verläuft schneller, als man bisher angenommen hatte.
Diese Spuren zeigen, wie stark selbst kleine Himmelskörper von ihrer Umgebung geformt werden.
Asteroid Bennu – Fakten im Überblick
• Durchmesser: ca. 500 Meter
• Masse: rund 60 Millionen Tonnen
• Entfernung zur Erde: Bennu kommt alle 6 Jahre besonders nah
• Umlaufzeit: 1,2 Jahre um die Sonne
• Drehung: alle 4,3 Stunden einmal um die eigene Achse
• Alter: Überreste aus der Frühphase des Sonnensystems (4,5 Mrd. Jahre)
• Gefahr: Wahrscheinlichkeit eines Einschlags bis 2300 liegt bei 1:1750
• Kritisches Datum: 24. September 2182 – möglicher Einschlag
• Mission: OSIRIS-REx brachte 2023 die bislang größte Asteroidenprobe zur Erde
• Besonderheiten: Enthält Wasser, Aminosäuren und Sternenstaub
Risiko für die Erde – Einschlagszenario
Bennu hat aber nicht nur wissenschaftliche Bedeutung. Mit 500 Metern Durchmesser und rund 60 Millionen Tonnen Gewicht gehört er zu den gefährlichsten bekannten Asteroiden. Seine Umlaufbahn kreuzt die Erde regelmäßig.
Die Wahrscheinlichkeit, dass Bennu bis zum Jahr 2300 auf die Erde trifft, liegt bei 1:1750. Besonders kritisch könnte der 24. September 2182 werden. Dann besteht die Chance, dass er einschlägt. Zum Vergleich: Schon ein Asteroid von 150 Metern kann regional große Schäden verursachen. Bennu ist mehr als dreimal so groß.
Asteroidenabwehr und technische Strategien
Die NASA arbeitet deshalb an Konzepten, wie ein solcher Einschlag verhindert werden könnte. Ein Ansatz ist das Rammen mit einem schweren Raumfahrzeug. Das Programm trägt den Namen HAMMER – Hypervelocity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response. Dabei würde ein Flugkörper Bennu treffen und seine Bahn verändern.
Doch Vorsicht ist geboten: Bricht der Asteroid auseinander, fliegen unkontrollierbare Trümmer durchs All.
Bennu als Ressource für die Zukunft
Neben Risiken bietet Bennu auch Chancen. Seine Zusammensetzung enthält Eisen, Aluminium und möglicherweise sogar Edelmetalle. In Zukunft könnten Asteroiden als Rohstoffquellen dienen.
Auch Wasser könnte man nutzen, um Treibstoff zu gewinnen. Dazu müsste man Wasserstoff und Sauerstoff aus den Mineralien extrahieren. Bennu ist damit auch ein Testobjekt für künftige Weltraumwirtschaft.
Warum Probenrückführung unverzichtbar ist
Meteoriten, die auf der Erde landen, geben ebenfalls Einblicke in Asteroiden. Doch sie durchlaufen die Atmosphäre und verändern dabei ihre Zusammensetzung. Bennu-Proben hingegen kommen unversehrt in Labore.
„Deshalb sind Missionen zur Rückführung von Proben wie OSIRIS-REx so wichtig“, sagte Zega. Nur so können Forschende die Bedingungen im frühen Sonnensystem wirklich verstehen.
Ausblick: Was Bennu uns noch lehren wird
Noch sind nicht alle Analysen abgeschlossen. Weltweit arbeiten mehr als 200 Wissenschaftler*innen mit rund 60 Methoden an dem Material. Viele Fragen bleiben offen: Wie genau sah der Mutterkörper aus? Welche Rolle spielte Bennu bei der Entstehung des Lebens? Und wie können wir uns vor einem möglichen Einschlag schützen?
Fest steht: Bennu liefert Antworten, die weit über den Asteroiden hinausweisen. Er verbindet uns mit den Ursprüngen unseres Sonnensystems – und vielleicht auch mit der Frage, wie Leben überhaupt entstehen konnte.
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