(951) Gaspra ist ein Asteroid des inneren Hauptgürtels, der am 30. Juli 1916 vom russischen Astronomen Grigori Nikolajewitsch Neuimin am Krim-Observatorium in Simejis bei einer Helligkeit von 13,2 mag entdeckt wurde. Nachträglich konnte der Asteroid bereits auf einer Aufnahme gefunden werden, die am 19. Dezember 1913 an der Großherzoglichen Bergsternwarte in Heidelberg gemacht worden war. (951) Gaspra war der erste Asteroid, der durch eine Raumsonde aus der Nähe fotografiert und erforscht wurde.
Der Asteroid wurde benannt nach Haspra (Russisch: Gaspra), dem Ferienort an der Südküste der Krim, in dem der berühmte russische Schriftsteller Lew Nikolajewitsch Tolstoi (1828–1910) viele Jahre seines Lebens verbrachte.
Aufgrund ihrer Bahneigenschaften wird (951) Gaspra zur Flora-Familie gezählt.
Wissenschaftliche Auswertung Der Asteroid (951) Gaspra war bis in die 1980er Jahre noch weitgehend unerforscht. Bei der Planung einer Mission der Raumsonde Galileo zum Planeten Jupiter und dessen Monden geriet (951) Gaspra als ein Zwischenziel in den Fokus, bei dem zwei Jahre nach dem Start der Raumsonde ein enger Vorbeiflug erfolgen könnte.
Bis 1988 war über den Asteroiden nur bekannt, dass er neben einem Spektraltyp S eine Größe und eine Albedo von etwa 15 km bzw. 0,15 besitzt. Um mehr Daten über ihn zu erhalten, wurde er im Jahr 1988 photometrisch untersucht. Die Beobachtungen von (951) Gaspra fanden am 16. und 17. August 1988 am La-Silla-Observatorium in Chile statt. Aus der Lichtkurve konnte eine Rotationsperiode von 7,09 h bestimmt werden und aus ihrer Form wurde bereits auf ein unregelmäßig geformtes Objekt geschlossen.M. Di Martino, W. Ferreri, M. Fulchignoni, G. De Angelis, M. A. Barucci, J. Lecacheux, R. Burchi, A. Di Paolantonio: 66 Maja and 951 Gaspra: Possible flyby targets for Cassini and Galileo missions. In: Icarus. Band 87, Nr. 2, 1990, S. 372–376, doi:10.1016/0019-1035(90)90140-5.
Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit erfolgten nach den Start der Raumsonde im Oktober 1989 weitere Beobachtungen in Italien vom 26. bis 28. Januar 1990 am Osservatorio Astrofisico di Catania, vom 21. bis 23. Februar 1990 am Osservatorio Astrofisico di Asiago und am 21. März 1990 am Observatorium von Loiano. Aus den Messungen wurde eine Rotationsperiode von 7,0422 h bei einer prograden Rotation abgeleitet.C. Blanco, M. Di Martino, W. Ferreri, M. Gonano, S. Mottola, G. Neukum: Photoelectric and CCD photometry of 951 Gaspra. In: Advances in Space Research. Band 11, Nr. 12, 1991, S. 193–196, doi:10.1016/0273-1177(91)90562-X (PDF; 235 kB). Aus Beobachtungen am 24. und 25. Januar 1990 am Lowell-Observatorium in Arizona sowie am 21. und 23. Februar 1990 am McDonald-Observatorium in Texas ergab sich eine Periode von 7,043 h.R. P. Binzel, C. D. Madras: Ground-Based Reconnaissance of Asteroid 951 Gaspra. In: Bulletin of the American Astronomical Society. Band 22, 1990, S. 1114, (PDF; 67 kB). Weitere Messungen fanden statt vom 18. Januar bis 18. Mai 1990 mit dem UH-2,2-m-Teleskop und am 23. Februar 1990 mit der Infrared Telescope Facility (IRTF), beide am Mauna-Kea-Observatorium auf Hawaiʻi. Die photometrischen Daten wurden zu einer Rotationsperiode von 7,0424 h ausgewertet, während das im Infraroten gemessene Spektrum Absorptionsbänder zeigte, die Olivin und Pyroxen zugeordnet werden konnten. Diese Mineralsignatur und die insgesamt rötliche Färbung des Spektrums deuteten darauf hin, dass (951) Gaspra aus dem tieferen Mantel eines differenzierten Vorgängerkörpers stammen könnte.J. D. Goldader, D. J. Tholen, D. P. Cruikshank, W. K. Hartmann: Galileo support observations of Asteroid 951 Gaspra. In: The Astronomical Journal. Band 102, Nr. 4, 1991, S. 1503–1509, doi:10.1086/115976 (PDF; 856 kB).
Eine Untersuchung von 1993 listete bisher unveröffentlichte, bis ins Jahr 1982 zurückliegende, und zahlreiche neue photometrische Messungen auf. Neben den bereits zuvor erwähnten gehörten dazu Beobachtungen von der Catalina Sky Survey, dem Kitt-Peak-Nationalobservatorium, dem Lowell-Observatorium und dem Mount-Lemmon-Observatorium in Arizona, dem Table Mountain Observatory in Kalifornien und dem McDonald-Observatorium, dem Osservatorio Astrofisico di Catania, dem Observatorium von Loiano, dem La-Silla-Observatorium, dem Roque-de-los-Muchachos-Observatorium auf La Palma und dem South African Astronomical Observatory in Südafrika, die bis zum Oktober 1991 reichten. Aus den gemessenen Lichtkurven wurde eine kombinierte Rotationsperiode von 7,042 h bestimmt.W. Z. Wisniewski, M. A. Barucci, M. Fulchignoni, C. De Sanctis, E. Dotto, A. Rotundi, R. P. Binzel, C. D. Madras, S. F. Green, M. L. Kelly, P. J. Newman, A. W. Harris, J. W. Young, C. Blanco, M. Di Martino, W. Ferreri, M. Gonano-Beurer, S. Mottola, D. J. Tholen, J. D. Goldader, M. Coradini, P. Magnusson: Ground-Based Photometry of Asteroid 951 Gaspra. In: Icarus. Band 101, Nr. 2, 1993, S. 213–222, doi:10.1006/icar.1993.1019 (PDF; 333 kB). In einer Untersuchung von 1995 wurde aus den Lichtkurven der Jahre 1982 bis 1991 eine eindeutige Position für die Rotationsachse mit prograder Rotation und einer Periode von 7,0421 h erhalten.G. De Angelis: Asteroid spin, pole and shape determinations. In: Planetary and Space Science. Band 43, Nr. 5, 1995, S. 649–682, doi:10.1016/0032-0633(94)00151-G. Auch in der Ukraine wurde aus den gleichen Ausgangsdaten in einer Untersuchung von 2002 für (951) Gaspra eine Rotationsperiode von 7,0420 h bestimmt. Es wurde außerdem eine Rotationsachse mit prograder Rotation sowie die Achsenverhältnisse eines dreiachsig-ellipsoidischen Gestaltmodells für den Asteroiden hergeleitet.N. Tungalag, V. G. Shevchenko, D. F. Lupishko: Rotation parameters and shapes of 15 asteroids. In: Kinematika i Fizika Nebesnykh Tel. Band 18, Nr. 6, 2002, S. 508–516, (PDF; 810 kB, russisch).
Bis Oktober 1991 waren Asteroiden die einzige Klasse von Objekten im Sonnensystem, die nicht von Raumsonden fotografiert worden waren. Es wurde daher erwartet, dass die Analyse der von der Raumsonde Galileo zurückgesendeten Daten eine Überprüfung für viele in den vergangenen Jahrzehnten entwickelte Techniken zur Modellierung der physikalischen Eigenschaften mehrerer hundert Asteroiden ermöglichen würde. Es wurden daher noch vor der Ankunft der Raumsonde bei (951) Gaspra diese Techniken erneut angewendet, um aus allen vorhandenen Informationen die Eigenschaften dieses Asteroiden im Voraus bestmöglich abzuschätzen. Für die Gestalt wurde eine längliche ellipsoidische Form mit einem Äquatorachsenverhältnis von etwa 1,5–1,7 abgeleitet. Darüber hinaus wurde aus zwei Alternativen die wahrscheinlichste Position der Rotationsachse für eine prograde Rotation mit einer Periode von 7,04207 h bestimmt. Eine erfolgreiche Bestätigung dieser Vorhersagen durch Galileo sollte dann das Vertrauen in die entsprechenden Ergebnisse für viele andere Objekte stärken.P. Magnusson, M. A. Barucci, R. P. Binzel, C. Blanco, M. Di Martino, J. D. Goldader, M. Gonano-Beurer, A. W. Harris, T. Michałowski, S. Mottola, D. J. Tholen, W. Z. Wisniewski: Asteroid 951 Gaspra: Pre-Galileo physical model. In: Icarus. Band 97, Nr. 1, 1992, S. 124–129, doi:10.1016/0019-1035(92)90061-B.
Raumsonde Galileo Um ihr Zwischenziel (951) Gaspra zu erreichen, hatte die Raumsonde während ihrer langen Reise zunächst mehrere Planetenvorbeiflüge zu absolvieren, einmal an der Venus im Februar 1990 und einmal an der Erde im Dezember 1990. Am 29. Oktober 1991 um 22:37 Uhr UT flog Galileo dann in 1600 km Entfernung und mit einer Geschwindigkeit von 8 km/s an (951) Gaspra vorüber. Während des Vorbeiflugs wurden mit dem Solid-State Imager (SSI) der Raumsonde Aufnahmen des Asteroiden gemacht, beginnend etwa sechs Stunden vor der größten Annäherung aus einer Entfernung von 164.000 km bis etwa 10 Minuten vor der größten Annäherung aus einer Entfernung von 5300 km.
mini|rechts|Während der Annäherung von Galileo aufgenommene Bilderfolge, die die Rotation von (951) Gaspra zeigt Die Planung der Aufnahmen war eine Herausforderung, da die exakte Position des Asteroiden bis zur Annäherung der Raumsonde nur bis zu einer Genauigkeit von etwa 200 km bekannt war. Es wurden daher Mosaikaufnahmen gemacht, um sicherzustellen, dass (951) Gaspra innerhalb eines Zeitraums von einer Stunde um die größte Annäherung herum (d. h. bei einem Abstand von unter 30.000 km) im Blickfeld der Kamera und zumindest auf einigen Aufnahmen zu sehen wäre. Die Funkverbindung erlaubte auch keine unmittelbare Übertragung der Bilddaten, daher mussten die Daten von maximal 150 Aufnahmen zunächst auf einem Bandlaufwerk zwischengespeichert werden, um später übertragen zu werden. Im Nachhinein zeigte es sich aber, dass die Navigation besser als erwartet war und 57 Aufnahmen den Asteroiden ganz oder in Teilen zeigten. Eine Funkverbindung während 80 Stunden über eine 70-m-Parabolantenne des Canberra Deep Space Communication Complex in Australien erlaubte es, vom 7. bis 14. November vier der Bilder zu übertragen, die in geringen zeitlichen Abständen mit unterschiedlichen Farbfiltern kurz vor der größten Annäherung aufgenommen worden waren.
Die Bilder zeigten ein unregelmäßig geformtes, konisches Objekt mit einer auffällig verkraterten Oberfläche, allerdings mit nur wenigen Kratern, die größer als etwa 1,5 km im Durchmesser sind. Die Gestalt wird durch glatte, sanft geschwungene Oberflächen bestimmt, die durch Grate begrenzt werden. Zwei große Konkavitäten von etwa 8,5 km Ausdehnung dominierten den sichtbaren Rand. Eine Analyse der Krater wies auf ein Alter der Oberfläche von etwa 200 Mio. Jahren hin. Die Oberfläche zeigte geringe, aber räumlich zusammenhängende Variationen von Albedo und Farbe.M. J. S. Belton, J. Veverka, P. Thomas, P. Helfenstein, D. Simonelli, C. Chapman, M. E. Davies, R. Greeley, R. Greenberg, J. Head, S. Murchie, K. Klaasen, T. V. Johnson, A. McEwen, D. Morrison, G. Neukum, F. Fanale, C. Anger, M. Carr, C. Pilcher: Galileo Encounter with 951 Gaspra: First Pictures of an Asteroid. In: Science. Band 257, Nr. 5077, 1992, S. 1647–1652, doi:10.1126/science.257.5077.1647.
Ein weiteres Bild mit der höchsten räumlichen Auflösung konnte im Mai 1992 übertragen werden, die restlichen Bilder und die Daten weiterer Instrumente dann bei der letzten Annäherung der Raumsonde an die Erde im November 1992. Die Auswertung der Aufnahmen brachte folgende Ergebnisse:J. Veverka, M. Belton, K. Klaasen, C. Chapman: Galileo’s Encounter with 951 Gaspra: Overview. In: Icarus. Band 107, Nr. 1, 1994, S. 2–17, doi:10.1006/icar.1994.1002 (PDF; 1,43 MB). Ein Gestaltmodellierung des Asteroiden zeigte, dass (951) Gaspra ein höchst unregelmäßiges Objekt mit Hauptdurchmessern von 18,2, 10,5 und 8,9 km und einem mittleren Durchmesser von 12,2 km ist. Die südliche Hemisphäre konnte nur stark eingeschränkt beobachtet werden, aber etwa 80 % der Oberfläche wurden von Galileo erfasst, wobei etwa 130 km² mit der höchsten Auflösung von 54 m/Pixel abgebildet wurden. Die gesamte Oberfläche umfasst etwa 525 km² und das Volumen liegt bei etwa 950 km³, eine Massenschätzung war nicht möglich. Unter der Annahme einer mittleren Dichte von 3,5 g/cm³ erreicht die Schwerebeschleunigung an der Oberfläche etwa des Wertes auf der Erde.