Sei minuti di caduta libera, un leggero impatto sull'asteroide e poi 11 minuti di rimbalzo fino a fermarsi. È così che, nelle prime ore del 3 ottobre 2018, il viaggio del lander di asteroidi MASCOT è iniziato sull'asteroide Ryugu, una terra piena di meraviglie, mistero e sfide. Circa 17 ore di esplorazione scientifica hanno seguito questa prima "passeggiata" sull'asteroide di quasi 900 metri di diametro. Il lander è stato comandato e controllato dal centro di controllo MASCOT presso il sito del Centro aerospaziale tedesco (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) a Colonia alla presenza di squadre scientifiche dalla Germania, Francia e Giappone. MASCOT ha superato tutte le aspettative ed ha eseguito i suoi quattro esperimenti in diverse località dell'asteroide. Mai prima d'ora nella storia dei voli spaziali un corpo del Sistema Solare è stato esplorato in questo modo. Ora è stato possibile tracciare con precisione il percorso di MASCOT sulla superficie di Ryugu sulla base dei dati di immagine della sonda spaziale giapponese Hayabusa2 e delle immagini e dei dati del lander.

"Questo successo è stato possibile grazie alla tecnologia robotica all'avanguardia, pianificazione a lungo termine e un'intensa cooperazione internazionale tra gli scienziati e gli ingegneri delle tre nazioni spaziali Giappone, Francia e Germania, "dice Hansjörg Dittus, Membro del comitato esecutivo del DLR per la ricerca e la tecnologia spaziale su questa pietra miliare nell'esplorazione del sistema solare. "Siamo orgogliosi di come MASCOT sia stata in grado di attraversare l'asteroide Ryugu su massi e rocce e inviare così tanti dati sulla sua composizione sulla Terra, ", afferma la presidente del DLR Pascale Ehrenfreund.

MASCOT non aveva un sistema di propulsione ed è atterrato in caduta libera. Sei minuti dopo la separazione da Hayabusa2, e dopo la fine di una traiettoria balistica, il modulo di atterraggio ha fatto il suo primo contatto con l'asteroide Ryugu. Sulla superficie, MASCOT si muoveva tramite l'attivazione di un forcellone oscillante in tungsteno accelerato e decelerato da un motore. Ciò ha permesso a MASCOT di essere riposizionato sul lato "corretto" o addirittura di eseguire salti sulla superficie dell'asteroide. L'attrazione gravitazionale su Ryugu è solo una 66, 500 della Terra, quindi è bastato il poco slancio fornito:un'innovazione tecnologica per un'insolita forma di mobilità su una superficie di asteroidi utilizzata per la prima volta nella storia dei viaggi spaziali nell'ambito della missione Hayabusa2.

Attraverso un giardino roccioso pieno di massi ruvidi e senza superfici piane

Per ricostruire il percorso di MASCOT sulla superficie di Ryugu, le telecamere a bordo della sonda madre Hayabusa2 erano puntate sull'asteroide. Le telecamere di navigazione ottica (ONC) hanno catturato la caduta libera del lander in diverse immagini, rilevato la sua ombra a terra durante la fase di volo, e infine identificato MASCOT direttamente sulla superficie in diverse immagini. Lo schema degli innumerevoli massi distribuiti sulla superficie può essere visto anche in direzione del rispettivo orizzonte nelle fotografie oblique della fotocamera DLR MASCAM del lander. La combinazione di queste informazioni ha sbloccato il percorso unico tracciato dal lander.

Dopo il primo impatto, MASCOT rimbalza dolcemente su un grande blocco, toccò il suolo circa otto volte, per poi trovarsi in una posizione di riposo sfavorevole per le misurazioni. Dopo aver comandato ed eseguito una manovra correttiva appositamente preparata, MASCOT si fermò una seconda volta. La posizione esatta di questa seconda posizione è ancora in fase di determinazione. Là, il lander ha completato misurazioni dettagliate durante il giorno e la notte di un asteroide. Questo è stato seguito da una piccola "minimossa" per fornire allo spettrometro MicrOmega condizioni ancora migliori per misurare la composizione del materiale dell'asteroide.

Finalmente, MASCOT è stato messo in moto un'ultima volta per un salto più grande. Nell'ultima posizione ha effettuato alcune altre misurazioni prima dell'inizio della terza notte sull'asteroide, e il contatto con Hayabusa2 fu perso poiché l'astronave si era spostata fuori dalla linea di vista. L'ultimo segnale di MASCOT ha raggiunto la sonda madre alle 21:04 CEST. La missione era finita. "Ci aspettavamo meno di 16 ore di autonomia della batteria a causa della notte fredda, afferma Tra-Mi Ho, project manager di MASCOT del DLR Institute of Space Systems. "Dopotutto, siamo stati in grado di utilizzare MASCOT per più di un'ora in più, anche finché non è iniziata l'ombra della radio, che è stato un grande successo." Durante la missione, il team ha chiamato il sito di atterraggio di MASCOT (MA-9) "Alice's Wonderland", dall'omonimo libro di Lewis Carroll (1832-1898).

Un vero paese delle meraviglie

Dopo aver ricostruito gli eventi accaduti sull'asteroide Ryugu, gli scienziati sono ora impegnati ad analizzare i primi risultati dei dati acquisiti e delle immagini. "Quello che abbiamo visto da lontano ci ha già dato un'idea di come potrebbe apparire in superficie, " riferisce Ralf Jaumann del DLR Institute of Planetary Research e direttore scientifico della missione MASCOT. "Infatti, è ancora più folle in superficie del previsto. Tutto è ricoperto di blocchi grezzi e cosparso di massi. Quanto sono compatti questi blocchi e da cosa sono composti, ancora non lo sappiamo. Ma la cosa più sorprendente è che non si trovano grandi accumuli di materiale fine, e non ce lo aspettavamo. Dobbiamo indagare su questo nelle prossime settimane, perché l'erosione cosmica avrebbe effettivamente dovuto produrre materiale fine, " continua Jaummann.

"MASCOT ha fornito esattamente ciò che ci aspettavamo:un'"estensione" della sonda spaziale sulla superficie di Ryugu e misurazioni dirette sul posto, " dice Tra-Mi Ho. Ora ci sono misurazioni su tutto lo spettro, dalle curve di luce del telescopio dalla Terra al telerilevamento con Hayabusa2 fino ai risultati microscopici di MASCOT. "Questo sarà di enorme importanza per la caratterizzazione di questa classe di asteroidi, " sottolinea Jaumann.

Ryugu è un asteroide di tipo C, un rappresentante ricco di carbonio dei corpi più antichi del sistema solare di quattro miliardi e mezzo di anni. È un elemento costitutivo "primordiale" della formazione dei pianeti, e uno dei 17, 000 noti asteroidi Near-Earth.

Sulla terra, ci sono meteoriti con una composizione che potrebbe essere simile a quella di Ryugu, che si trovano nel Murchison Range, Australia. Però, Matthias Grott del DLR Institute of Planetary Research e responsabile dell'esperimento del radiometro MARA è scettico sul fatto che questi meteoriti siano effettivamente rappresentativi di Ryugu in termini di proprietà fisiche:"I meteoriti come quelli trovati a Murchison sono piuttosto massicci. Tuttavia, i nostri dati MARA suggeriscono che il materiale su Ryugu è leggermente più poroso. Le indagini sono appena iniziate, ma è plausibile supporre che piccoli frammenti di Ryugu non sopravvivrebbero intatti all'ingresso nell'atmosfera terrestre."

A proposito della missione Hayabusa2 e MASCOT

Hayabusa2 è una missione dell'agenzia spaziale giapponese (Japan Aerospace Exploration Agency; JAXA) sull'asteroide vicino alla Terra Ryugu. Il lander franco-tedesco MASCOT a bordo di Hayabusa2 è stato sviluppato dal Centro aerospaziale tedesco (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) e costruito in stretta collaborazione con l'agenzia spaziale francese CNES (Centre National d'Etudes Spatiales). DLR, l'Institut d'Astrophysique Spatiale e l'Università Tecnica di Braunschweig hanno contribuito agli esperimenti scientifici a bordo di MASCOT. Il lander MASCOT e i suoi esperimenti sono gestiti e controllati da DLR con il supporto del CNES e in costante interazione con il team Hayabusa2.

L'Istituto DLR dei sistemi spaziali di Brema era responsabile dello sviluppo e del collaudo del lander insieme al CNES. L'Istituto DLR di strutture composite e sistemi adattivi di Braunschweig era responsabile della struttura stabile del lander. Il centro di robotica e meccatronica DLR di Oberpfaffenhofen ha sviluppato il braccio oscillante che consente a MASCOT di saltare sull'asteroide. Das DLR Institute of Planetary Research di Berlino ha contribuito con la fotocamera MASCAM e il radiometro MARA. Il lander di asteroidi è monitorato e gestito dal MASCOT Control Center nel Microgravity User Support Center (MUSC) presso il sito DLR di Colonia.