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Große Felsbrocken dominieren die Oberfläche Itokawas
Ende vergangenen Jahres hat die japanische Raumsonde Hayabusa zweimal versucht, auf dem Kleinplaneten Itokawa zu landen. Sie sollte von dort Gestein zur Erde bringen. Eine der beiden Landungen scheint gelungen zu sein, wenngleich die Signale der Sonde das zunächst verschleierten. Auch hat Hayabusa offenbar ein wenig Material von Itokawa an Bord nehmen können. Ob es je die Erde erreicht, ist allerdings fraglich, vor allem, seit der Rückflug aus technischen Gründen verschoben werden mußte. Die Bilder und Meßdaten, die Hayabusa geliefert hat, stellen aber allein schon eine wertvolle Ausbeute dar. Sie zeigen einen Himmelskörper, wie bislang noch keiner aus der Nähe erkundet worden ist.
Die Mission von Hayabusa („Falke“) war von den japanischen Forschern als Auftakt für eine umfangreiche Erforschung der Kleinplaneten gedacht, unter denen es den Spektren zufolge ungefähr ein Dutzend Hauptklassen gibt. Die Unterschiede lassen sich unter anderem durch verschiedene Entstehungsregionen innerhalb des Asteroidengürtels zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter erklären. Fernziel der japanischen Forscher ist es, von jeder Hauptklasse einen Kleinplaneten exemplarisch aus der Nähe zu erkunden. Damit könnte man sich einen ziemlich guten Überblick über die gesamte Schar der Asteroiden verschaffen.
Keine Einschlagkrater
Die Fotos, die Hayabusa in den Wochen vor der Landung auf Itokawa aus einer Umlaufbahn in einigen Kilometern Höhe aufgenommen hat, lassen ein Objekt erkennen, das fast vollständig von größerem Geröll und Felsbrocken dominiert wird. Ausnahmen sind zwei recht glatte Flächen, die die Namen Muses-See und Sagamihara erhalten haben. Etliche der größten Felsbrocken, darunter Yoshinodai, haben Durchmesser von mehreren Dutzend Metern. Einschlagkrater sind dagegen praktisch gar nicht zu sehen. Auch auf dem von der Nasa erkundeten Asteroiden Eros gibt es Felsbrocken, aber nur lose verstreut.
Wenn die Felsbrocken durch den Einschlag anderer Objekte auf Itokawa erzeugt worden sein sollten, müßten dabei eigentlich auch größere Krater entstanden sein. Für einen solchen Zusammenhang gibt es empirische Beziehungen. Daß der Kleinplanet zumindest in seiner Frühzeit bombardiert wurde, ist anzunehmen. Daher stellt sich die Frage, warum man die Krater nicht findet. Darauf gibt es eine mögliche Antwort, die die Forscher auch für plausibel halten: Itokawa ist ein extrem poröser Körper - eine Art Geröllhalde -, der durch und durch aus Schutt aufgebaut ist. Auf der Oberfläche eines solchen Körpers können typische Krater kaum entstehen, und kraterähnliche Strukturen werden rasch durch Umwälzung von Material beseitigt.
50 Meter große Brocken
Lineare Strukturen wie auf Eros sind auf Itokawa nicht zu finden. Auch dies deutet darauf hin, daß der Kleinplanet nicht „fest“, sondern aus Geröll aufgebaut ist. Die japanischen Forscher glauben, daß die einzelnen Brocken im Innern des Objekts bis zu fünfzig Meter Durchmesser haben, wie sie in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift „Science“ schreiben.
Mit Laborexperimenten haben die Forscher demonstriert, daß beim Einschlag auf einen Körper der Größe Itokawas - rund 540 mal 290 mal 210 Meter - das feine Auswurfmaterial das Schwerefeld des Objekts mit einer Geschwindigkeit von zehn bis zwanzig Zentimetern pro Sekunde verläßt. Größere Brocken, deren Anzahl allerdings gering ist, fallen zurück. Das feinere Material auf dem Himmelskörper dürfte daher zu einem beträchtlichen Teil aus dessen Entstehungszeit stammen.
Die beiden „Ebenen“ (mit Geländeneigungen bis höchstens acht Grad) sind glatt bis hinab in den Zentimeter- und Millimeterbereich. Dort haben sich in einem wegen gleichen Abstands zum Mittelpunkt des Kleinplaneten sogenannten indifferenten Zustand vermutlich kleinste Körner hin- und herverschoben und dabei angesammelt. Bei den Partikeln handelt es sich um Material, das von diversen Zerkleinerungsprozessen zeugt.
Die Masse von Itokawa genau zu ermitteln hat sich als verhältnismäßig aufwendig erwiesen. Normalerweise mißt man, wie stark eine Sonde beim Anflug auf einen Himmelskörper von dessen Schwerkraft beschleunigt wird. Weil das Schwerefeld des Kleinplaneten extrem klein ist, wirkte sich in diesem Fall der solare Strahlungsdruck stärker aus. Schließlich fand man für die Masse des Objekts einen Wert von 35 Milliarden Kilogramm mit einer Unsicherheit von nur drei Prozent. Damit ergibt sich eine Dichte von 1,9 Gramm pro Kubikzentimeter.
Die Kleinplaneten des sogenannten S-Typs, denen Itokawa zugerechnet wird, haben - soweit bislang gemessen - normalerweise Dichten um 2,6 Gramm pro Kubikzentimeter. Es sind Himmelskörper, die von Silikaten wie Pyroxen und Olivin sowie von Eisenmetallen dominiert werden. Als mineralogisches Modell für diese Kleinplaneten kommt die Meteoritengruppe der sogenannten LL-Chondriten in Frage. Diese „soliden“ Objekte haben eine Dichte von 3,2 Gramm pro Kubikzentimeter. Demnach weisen normale S-Asteroiden etwa 30 Prozent Porösität auf, für Itokawa wären es dann 41 Prozent. Auch das spricht dafür, daß der Kleinplanet eine kosmische Geröllhalde ist. Damit verbunden ist eine große Stabilität. Selbst heftige Einschläge dürfte das Objekt überstehen, ohne auseinanderzubrechen, weil die Einschlagenergie gleichsam in seinem Innern verpufft. Zumal durch Reibung auch feineres Material entsteht, von dem ein Teil mit zur Glätte der beiden Ebenen beigetragen haben dürfte.
Kopf, Hals und Körper
Itokawa ist ein Objekt, das eine deutliche Zweiteilung aufweist. Es sieht so aus, als sei es aus einem „Körper“ und einem „Kopf“ zusammengesetzt, die durch einen schmaleren Hals voneinander getrennt sind. Eine solche Zweiteilung ist bei Kleinplaneten nicht ungewöhnlich. Generell - und insbesondere in diesem Fall - sind zwei Erklärungen für ihre Entstehung denkbar. Die eine davon ist, daß sich einst zwei selbständige Objekte mit kleiner Geschwindigkeit aneinandergelagert haben. Da es sich um zwei Schutthalden gehandelt hätte, hätten sie ohne große Schwierigkeiten miteinander verschmelzen können.
Der andern Erklärung zufolge ist Itokawa als ein einziger Himmelskörper entstanden, auf den später seitlich ein großes Objekt aufgeschlagen wäre. Bei diesem Ereignis könnte von Itokawa soviel Material abgeschlagen worden sein, daß sich die jetzige Sattelform ergab. Vielleicht ist der Kleinplanet dabei auch in Körper und Kopf auseinandergebrochen. Die beiden Fragmente hätten sich dann später wieder aneinandergefügt. Eins jedenfalls ist nach den spektroskopischen Messungen gewiß: Mineralisch gibt es keine nennenswerten Unterschiede zwischen den beiden Komponenten von Itokawa.
