RAMSES - ESA-Mission zum Asteroiden Apophis

ESA studiert zur Zeit die Mission RAMSES (Rapid Asteroid Mission for SEcurity and Safety) zum Asteroiden Apophis, die im April 2027 starten, Apophis im Februar 2029 erreichen und beim Erdvorbeiflug am 13. April 2029 begleiten soll; von Interesse ist dabei das Deformationsverhalten des Asteroiden beim nahen Vorbeiflug an der Erde (31 000 km), das Aufschluss über den inneren Aufbau von Apophis liefern würde. Als möglicher Bestandteil der Nutzlast werden die beiden FlightSpare-Modelle der DAWN Framing Camera gehandelt, die zur Zeit am MPS unter Reinraum-Bedingungen eingelagert sind, nachdem sie bei HERA nicht zum Einsatz kamen.

Zum Mission Design:
   https://esastar-publication-ext.sso.esa.int/ESATenderActions/details/56945
   https://arxiv.org/pdf/2309.00435.pdf
   https://asteroidday.org/news-updates/letter-of-support-for-the-ramses-mission-to-the-asteroid-apophis/

Alternativ wird das Konzept von "Satis" untersucht, einem Stand-Alone 12U-CubeSat basierend auf dem M-ARGO-Konzept:

https://www.esa.int/Space_Safety/Planetary_Defence_Projects_and_Core_Activities

Wäre auch ein schöner Name für die DART-Mission gewesen : RAMMSES 
(I'll  get my coat ..)

RAMSES (Rapid Asteroid Mission for SEcurity and Safety)

Ich frage mich wirklich, wie lange da jemand grübelt, um ein schickes Apronym für eine Mission zu finden.
Dass RAMSES zu Apophis fliegen soll, passt ja ...   

Nicht so lange … da gibt es gute Generatoren für Vorschläge. Habe ich selbst schon genutzt.

Es dauert dann deutlich länger einen Vorschlag genehmigt zu bekommen …

Die Entscheidung, welche Form die ESA-Apophis-Mission annehmen soll (RAMSES oder Satis), wird erst bei der ESA-Ministerratssitzung 2025 getroffen werden - bei einem Start im April 2027 mit einem Erde-SwingBy, alternativ im April 2028 für einen Direktflug mit einem delta-v-Bedarf von 1530 m/s beim Einschwenken auf die Bahn von Apophis wird das ein "sportlicher" Zeitplan - viel Zeit für Entwicklungen wäre dann nicht vorhanden, und es liefe wohl auf eine Kopie von HERA hinaus:

https://baas.aas.org/pub/2023n8i201p08/release/1

Am 22./23. April 2024 fand in ESTEC (Noordwijk) ein Workshop zu möglichen weiteren Missionen zum Encounter mit dem Asteroiden Apophis im Jahr 2029 statt: ausser der bereits fliegenden (umgewidmeten) Mission OSIRIS-APEX wurden vorgestellt: von ESA RAMSES und Satis, von Blue Origin die Rideshare-Mission Blue Ring OTV (Orbital Transfer Vehicle), die bis zu 13 Nutzlasten im Gesamtgewicht von bis zu 2000 kg zu Apophis transportieren könnte, JPL stellte das DROID-Konzept vor, bei dem zwei Cubesats im Formationsflug den Asteroiden einer Radar-Tomografie unterziehen könnten, oder eine Umwidmung der beiden "eingemotteten" JANUS-Sonden. Das Hauptproblem bei all diesen Vorschlägen ist die mögliche Finanzierung - NASA zB ist ja derzeit bei der planetaren Forschung recht klamm ausgestattet...

https://spacenews.com/companies-offer-proposals-for-apophis-asteroid-missions/

In Zeiten der Mittelknappheit wachsen die Wünsche besonders üppig:
jetzt gibt es Überlegungen, beim Apophis-Encounter sogar eine Sample-Return-Mission zu versuchen, in Verbindung mit ExLabs (Exploration Laboratories) Arachne-Vorschlag.
Dazu wird am kommenden Dienstag ein Meeting am MPS/Göttingen stattfinden.

"Pascal M. Nakamura-Messenger K. Djuran D. Cooley T. * Schmidgall M. et al.
Exploration of Asteroid Apophis with the Exlabs Arachne Spacecraft [#2063]
The ExLabs Apophis spacecraft will carry JPL and CNES' DROID mission as a primary payload. ExLabs invites proposals for additional instruments, landers, or orbiters to fly on our spacecraft to Apophis." Präsentation auf: Apophis T-5 years Workshp, ESTEC  22-23 April 2024  https://www.cosmos.esa.int/documents/11661626/0/Apophis_T-5+Program_v4.1.pdf/
  https://spacenews.com/exlabs-plans-mission-to-rendezvous-with-asteroid-apophis/

ESA hat offenbar eine Vorfinanzierung der Entwicklungsarbeiten für die RAMSES-Mission angeschoben, obwohl die formelle Entscheidung über die Durchführung erst Ende 2025 getroffen werden kann:

"The European Space Agency (Esa) has announced funding for preparatory work on the Rapid Apophis Mission for Security and Safety (Ramses).
Krag said the new financing of Ramses would allow the team to buy the first hardware for the mission – although the final decision on whether Ramses would go ahead would not be made until the end of next year."

https://www.theguardian.com/science/article/2024/jul/16/scientists-close-encounter-99942-apophis-ramses-mission-asteroid

Eine Zusammenfassung (Executive Summary) der Ergebnisse der RAMSES-Phase 1-Studie von OHB gibt es hier:  https://nebula.esa.int/sites/default/files/2024-05/C4000141550ESR.pdf

Ergänzung:  RAMSES heute auch in der "Tagesschau":
https://www.tagesschau.de/wissen/forschung/esa-asteroiden-vorbeiflug-100.html

Offenbar hat ESA die Vorfinanzierung von RAMSES bis einschliesslich dem PDR (Preliminary Design Review) sichergestellt. Die Sonde wird eine Kopie von HERA sein. Das Satis-Konzept (12U Cubesat) ist für Apophis vom Tisch, wird aber für andere mögliche Planetary Defense-Anwendungen weiter studiert. Start von RAMSES ist für April 2028 vorgesehen:

https://spacenews.com/esa-supports-work-on-apophis-mission/

Auch im Portal:

"Neue ESA-Mission “Ramses” zum Asteroiden Apophis

Vor 30 Jahren, am 16. Juli 1994, beobachteten Astronom*innen voller Spannung, wie das erste Bruchstück des Kometen Shoemaker-Levy 9 mit unglaublicher Wucht in den Jupiter einschlug. Dieses Ereignis löste ein starkes Interesse an der sog. planetaren Verteidigung aus, denn man fragte sich: „Können wir etwas tun, um zu verhindern, dass so etwas auf der Erde passiert?“ Eine Information der European Space Agency (ESA)."



Ramses-Mission der ESA zum Asteroiden Apophis - künstlerische Darstellung. (Bild: ESA science office)

Weiter in der Presseinformation der ESA:
https://www.raumfahrer.net/neue-esa-mission-ramses-zum-asteroiden-apophis/

Viele Grüße
Rücksturz

RAMSES wird, wie seine "Vorlage" Hera, zwei Cubesats (6U) mitführen und in der Umgebung von Apophis aussetzen. Einer dieser Cubesats soll auch zur Oberfläche absteigen und ein "Touch-and-Go"-Manöver ausführen (also keine eigentliche Landung). Ob bei dieser Gelegenheit auch ein Seismometer abgesetzt oder eine Bodenprobe genommen werden kann, wird zur Zeit noch untersucht. Eine Sample-Return-Mission mit RAMSES dürfte schwierig sein, da die Mission sehr massenkritisch ist (Treibstoffbedarf für das Einschwenken auf die Apophis-Bahn/das Rendezvous).

Es gibt einen weiteren Versuch, den Apophis-Vorbeiflug für eine Sample-Return-Mission zu nutzen:
ein Konsortium von deutschen Forschungsinstituten (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung,Göttingen; Institut für Planetologie der Uni Münster; DLR Institut für Aerodynamik und Strömungsforschung,Köln/Göttingen) arbeitet am Konzept einer Tochtersonde namens "Apossum" (soll "im Beutel" was von Apophis zurückbringen..), die eine Bodenprobe auf Apophis nehmen (Touch-and-Go) und zur Erde zurückbringen soll, per Reentry Capsule.
Das Konzept von Apossum sieht etwa so aus:



Das Konzept soll bis zum ESA-Ministerratstreffen im Nov 2025 fertig ausgearbeitet sein
(Hinweis: RAMSES PDR ist im September 2024; Sample Return ist derzeit nicht in der baseline von RAMSES)

Einschätzung: eine solche Tochtersonde ist derzeit nicht im Massenbudget von RAMSES vorgesehen; der Mehrbedarf wird mit ca 100 kg eingeschätzt (etwa wie ROSETTA PHILAE). Es werden mehrere neue Elemente in die Mission eingeführt: Lander, MESS, Sampler, Reentry Capsule etc, was die Komplexität der Mission spürbar erhöhen würde (siehe Mars Sample Return ..)
Mein persönlicher Eindruck: dies wird eine reine "Fingerübung" als Proposal, mit wenig Aussichten auf Umsetzung

Die ESA hat einen Vertrag mit OHB Italia SpA unterzeichnet.

Der Vertrag umfasst die Vorbereitungsarbeiten zur geplanten "Ramses" - Mission und hat ein Volumen von 63 Millionen Euro.

Edit: Rechtschreibfehler korrigiert.

https://twitter.com/esa/status/1846927790068600996

Zu RAMSES gibt es auch eine Analyse möglicher Transfer-Bahnen zu Apophis, mit günstigen Startdaten im April/Mai, November und Dezember 2027 - es gäbe also Reserve-Startfenster, falls es bei der RAMSES-Entwicklung Verzögerungen gibt:
(die Annahme "low-thrust" bedeutet hier Ionentriebwerke - mit Flugzeiten von 1,5 bis 2 Jahren; RAMSES wird aber, wie HERA, chemische Triebwerke haben, mit einer Reisezeit von etwa 10 Monaten)

"Initial Trajectory Assessment of a low-thrust option for the RAMSES Mission to (99942) Apophis"
Andrea C. Morelli et al.
Advances in Space Research Volume 73, Issue 8, 15 April 2024, Pages 4241-4253

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117724001340

edit: Ergänzung

RAMSES ist zwar noch keine "bewilligte" Mission - aber ESA hat schon mal das entsprechende Mission Patch veröffentlicht:



   Quelle:   https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/10/Ramses_mission_patch

RAMSES wird -wie HERA zu Didymos- zwei Cubesats zu Apophis mitnehmen; der erste wird eine Kombination der Fähigkeiten von MILANI und JUVENTAS (bei der HERA-Mission) besitzen: den Dust Analyzer von Milani sowie das Niederfrequenz-Radar von JUVENTAS. TYVAK International wird das entsprechende Konsortium leiten.
Der zweite Cubesat soll möglicherweise als Lander ausgelegt werden, mit Instrumenten, die dann den Kontakt mit dem Oberflächenmaterial auswerten sollen:
"Relying on proven technology for the first Ramses CubeSat has enabled the team to explore exciting new possibilities for the second. The Ramses team is currently considering whether the mission’s second CubeSat could instead be a lander that would touch down on Apophis. The lander’s surface instruments could open up a new valuable dimension to the mission’s scientific capabilities"

https://www.esa.int/Space_Safety/Planetary_Defence/First_CubeSat_joins_ESA_s_Ramses_mission_to_asteroid_Apophis

ESA hat jetzt den Auftrag und die Anschubfinanzierung für den zweiten CubeSat auf RAMSES genehmigt: das Firmenkonsortium, das diesen CubeSat entwickeln und bauen soll, wird von der spanischen Firma Emxys geleitet und umfasst die Firmen GomSpace (Dänemark), GMV (Spanien), ISAE-SUPAERO (Frankreich) und das Royal Observatory (Belgien). Der CubeSat soll in wenigen km Abstand zu Apophis abgesetzt werden, diesen aus der Nähe sondieren und dann an einem geeigneten Platz auf der Oberfläche landen und die seismische Aktivität dort messen:

https://www.esa.int/Space_Safety/Planetary_Defence/Second_CubeSat_joins_ESA_s_Ramses_mission_to_asteroid_Apophis

https://europeanspaceflight.com/esa-awards-contract-for-probe-that-will-land-on-earth-skimming-asteroid/

Nachtrag zur Schwierigkeit der CubeSat-Landung auf Apophis:
die lokale Gravitationsbeschleunigung auf der Oberfläche beträgt weniger als 0,2 mm/s² - das sind etwa 2 x10^-5 G
 Quelle: https://europeanspaceflight.com/esa-awards-contract-for-probe-that-will-land-on-earth-skimming-asteroid/#comment-3047

   Empfehlung : gut festhalten !

Ist das noch weniger als Tschuri?😲

@einsteinturm:
Ja, etwa um den Faktor 5; 67P hatte ~ 10^-4 G auf der Oberfläche.
  NB: Apophis hat nur einen mittleren Durchmesser von 340 m, ist also viel kleiner als 67P.

Es gibt einen weiteren Vorschlag, die Beobachtungen beim nahen Vorbeiflug von Apophis durch die Missionen RAMSES (ESA) und OSIRIS-APEX (NASA; bisher noch nicht von der Trump-Administration gestrichen..) zu ergänzen durch eine zusätzliche Einschlagsonde ACE (Apophis Cratering Experiment) mit 85 kg Masse und einer Einschlaggeschwindigkeit von 4 bis  6 km/s; der Einschlag würde auf Apophis einen Krater von 20 bis 50 m Durchmesser und 2 bis 8 m Tiefe erzeugen und das ausgeworfene Material durch RAMSES und/oder OSIRIS-REX untersuchen lassen. Es muss sichergestellt sein, dass die Kollision die weitere Bahn von Apophis nicht so verändert, dass zukünftige Begegnungen mit der Erde riskantere Formen annehmen könnten..

https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2025/RA-S5-2025/4/

Es muss sichergestellt sein, dass die Kollision die weitere Bahn von Apophis nicht so verändert, dass zukünftige Begegnungen mit der Erde riskantere Formen annehmen könnten..

https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2025/RA-S5-2025/4/

Dann würde ich es lassen, bevor es ein vernünftiges und vor allem einsatzfähiges Abwehrkonzept gibt.

Zitat von: failsafe am 20. August 2025, 10:24:35

Es muss sichergestellt sein, dass die Kollision die weitere Bahn von Apophis nicht so verändert, dass zukünftige Begegnungen mit der Erde riskantere Formen annehmen könnten..

https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2025/RA-S5-2025/4/

Dann würde ich es lassen, bevor es ein vernünftiges und vor allem einsatzfähiges Abwehrkonzept gibt.

Man sollte hier erwaehnen, dass man die entsprechenden Berechnungen schon abgeschlossen hat. Der Impaktor wird nur eine Masse von 78 kg haben, das ist nicht genug um die Bahn von Apophis zu beeinflussen.

He noted that ACE is far too small, with a mass at impact of 78 kilograms, to either break up Apophis or cause a major change in its trajectory. The mission is “assuredly safe” from that perspective, he said.

Quelle: https://spacenews.com/smallsat-missions-proposed-to-study-asteroid-apophis/

Der Kleinsatellit RAMSES soll als Rideshare-Mission auf einer japanischen H3 gestartet werden.

https://www.reuters.com/business/aerospace-defense/japan-provide-h3-rocket-europes-mission-observe-apophis-asteroid-2025-08-22/

Ergänzung:  der Hauptpassagier auf der H3 wäre Destiny+ (sollte ursprünglich auf einer Epsilon-S gestartet werden) (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=15825.0). Japan bietet ausserdem einen Infraotsensor und Sonnenzellenausleger für RAMSES an. Start wäre im April 2028.
Ich würde RAMSES nicht gerade als "Kleinsatelliten" bezeichnen: die Designvorlage ist HERA, mit Abmessungen von 2,2 x 2 x 1,8 m und einer Startmasse von 870 kg ..