(5535) Annefrank est un astéroïde découvert le 23 mars 1942 par Karl Wilhelm Reinmuth depuis l'observatoire du Königstuhl à Heidelberg, et qui appartient à la région interne de la ceinture principale d'astéroïdes. Il doit sa notoriété scientifique moins à ses caractéristiques intrinsèques qu'au contexte historique singulier de son exploration, puisqu'il fut le second astéroïde jamais survolé par une sonde spatiale, en l'occurrence la mission Stardust de la NASA, qui le frôla le 2 novembre 2002 à une distance minimale d'environ 3 079 kilomètres. Sa désignation, adoptée bien après sa découverte, honore la mémoire d'Annelies Marie Frank, la jeune adolescente juive allemande dont le journal intime, rédigé pendant la clandestinité aux Pays-Bas sous l'occupation nazie, devint l'un des témoignages littéraires les plus poignants et universellement lus de la Shoah. 

Situé sur une orbite de demi-grand axe voisin de 2,21 unités astronomiques, Annefrank accomplit une révolution autour du Soleil en environ 3,29 années terrestres, avec une excentricité orbitale modeste de 0,06 et une inclinaison d'environ 4,2 degrés par rapport au plan de l'écliptique, paramètres qui l'ancrent solidement au sein de la famille d'astéroïdes de Flore, une population dynamiquement cohérente résultant probablement de la fragmentation catastrophique d'un corps parent survenue il y a moins d'un milliard d'années.

Avant le survol de Stardust, les connaissances sur Annefrank demeuraient extrêmement parcellaires et reposaient exclusivement sur des observations astronomiques au sol. Les analyses photométriques et spectroscopiques préliminaires, nécessairement limitées par la faible magnitude apparente de l'objet oscillant autour de 17,5, suggéraient un astéroïde de type S, caractérisé par un spectre de réflectance présentant une pente rougeâtre modérée dans le visible et des signatures d'absorption larges mais peu contrastées autour de 1 et 2 micromètres, attribuables à des silicates ferreux tels que l'olivine et le pyroxène. La courbe de lumière indiquait une période de rotation d'environ 15,12 heures, sans toutefois permettre de lever les ambiguïtés sur la forme tridimensionnelle précise de l'objet, les estimations de dimensions demeurant spéculatives.

Le survol rapproché de la sonde Stardust, bien que non planifié comme objectif scientifique primordial mais plutôt comme test opérationnel des systèmes de navigation optique et de pointage avant la rencontre avec la comète Wild 2, a transformé cet astéroïde anonyme en un corps bien documenté. La géométrie de la rencontre imposa des contraintes d'observation difficiles : en raison d'un problème de pointage et d'une configuration géométrique défavorable, les images les plus résolues furent acquises à des angles de phase élevés, c'est-à-dire avec un éclairage rasant, ne révélant qu'un mince croissant éclairé, alors que la face totalement illuminée par le Soleil ne fut pas visible durant l'approche la plus proche.

Les clichés transmis par la caméra de navigation de Stardust révélèrent un corps allongé et irrégulier, aux dimensions approximativement établies à 6,6 sur 5,0 sur 3,4 kilomètres, affectant une forme prismatique ou anguleuse rappelant un tétraèdre déformé ou un agrégat de plusieurs lobes faiblement coalescents. L'albédo géométrique, déduit de la réflectance mesurée et de la section efficace photométrique, fut établi à environ 0,24, une valeur relativement élevée et typique des astéroïdes silicatés de type S, confirmant pleinement la classification taxonomique antérieure. 

La surface d'Annefrank se distingue immédiatement par une topographie tourmentée et une densité de cratérisation remarquablement élevée qui contraste fortement avec celle observée sur d'autres astéroïdes de la famille de Flore, notamment Gaspra qui présente une surface singulièrement jeune et déficitaire en cratères. Les images, bien que de résolution modérée atteignant environ 185 mètres par pixel dans les meilleurs clichés, montrent un paysage saturé en cratères d'impact de toutes tailles, depuis les grandes dépressions circulaires de plusieurs centaines de mètres de diamètre jusqu'aux cupules plus modestes, suggérant une surface fort ancienne approchant la saturation collisionnelle à l'équilibre, où tout nouvel impact tend statistiquement à effacer un cratère préexistant.

Cette morphologie lourdement cratérisée, couplée à la forme irrégulière et facettée, a conduit les planétologues à interpréter Annefrank comme un corps structuralement cohérent mais non comme un monolithe intact depuis la formation du Système solaire. Les lignes de crête anguleuses, les faces relativement planes et les ruptures de pente abruptes sont les indices morphologiques d'une fracturation à grande échelle, peut-être le résultat d'un impact majeur qui aurait brisé le corps parent en fragments de taille intermédiaire sans le réduire en un amas de débris totalement désolidarisés. L'éclairage rasant des images a en outre révélé la présence possible de blocs de grande taille, de plusieurs dizaines à une centaine de mètres de diamètre, posés sur la surface ou partiellement enfouis dans une couche de régolithe dont l'épaisseur, bien que difficilement quantifiable directement, semble visuellement significative. L'analyse photométrique détaillée de la courbe de lumière au cours de la rotation, dont la période de 15,12 heures fut confirmée avec une amplitude d'environ 0,7 magnitude, a permis de contraindre la direction de l'axe de rotation, lequel pointerait approximativement vers des coordonnées écliptiques de l'ordre de 210 degrés de longitude et de -20 degrés de latitude, indiquant une obliquité élevée. Aucun indice de satellite ou de compagnon proche n'a été décelé durant le survol, même si la couverture observationnelle n'a pas permis d'écarter catégoriquement l'existence d'une petite lune de quelques dizaines de mètres de diamètre.

La composition de surface, bien que Stardust ne fût pas équipée de spectromètre dédié à l'étude des astéroïdes, a pu être affinée par la combinaison des données radiométriques du survol et des observations multispectrales au sol dans les bandes du visible et du proche infrarouge. Le spectre d'Annefrank, avec des bandes d'absorption centrées à environ 0,95 et 1,9 micromètres, indique une abondance minéralogique en olivine et en pyroxène pauvre en calcium, avec un ratio olivine/pyroxène modéré, apparentant la composition de surface à celle de chondrites ordinaires, possiblement du groupe LL, faiblement ou modérément métamorphisées. L'absence de signature notable d'altération aqueuse ou de minéraux hydratés dans le spectre suggère que le matériau de surface n'a pas subi de chauffage hydrothermal substantiel sur le corps parent originel, ce qui est cohérent avec une origine dans la partie interne de la ceinture principale, au-delà de la limite de sublimation de la glace d'eau mais avant la zone de métamorphisme intense. 

L'étude comparative entre Annefrank et les autres membres de la famille de Flore demeure un champ de recherche actif, car la coexistence au sein d'une même famille collisionnelle d'un corps apparemment ancien et non réinitialisé comme Annefrank, et de surfaces beaucoup plus jeunes comme celle de Gaspra, impose des modèles de fragmentation et d'évolution collisionnelle différenciés dans le temps et dans l'espace. L'explication la plus plausible convoque une histoire en plusieurs étapes, où le corps parent de la famille de Flore subit d'abord une fragmentation partielle générant des blocs de la taille d'Annefrank, qui conservèrent une surface primitive et cratérisée, avant qu'un second impact ultérieur ne produise une génération distincte de fragments plus petits, comme Gaspra, dont la surface fut alors entièrement réinitialisée.