Asteroiden durch gezielten Beschuss abwehren
Mit der Abwehr von möglichen Asteroideneinschlägen auf der Erde beschäftigt sich das europäische Forschungsprojekt „NEOShield“. Eine Möglichkeit, einen gefährlichen Asteroiden von seiner Umlaufbahn abzubringen, ist der Beschuss mit Satelliten.
Erdnahe Asteroide und Kometen im Blick: Die internationale Kooperation NEOShield unter der Leitung des DLR untersucht, mit welchen Maßnahmen die Kollision eines solchen Objekts mit der Erde verhindert werden kann.
Foto: NASA/JPL/JHUAPL, Montage DLR
Vor einem Jahr wurde die Menschheit schmerzlich daran erinnert, wie real die Bedrohung durch Himmelskörper ist, deren Flugbahn sich mit dem Weg der Erde kreuzt. Über der russischen Millionenstadt Tscheljabinsk explodierte im Februar 2013 ein Meteorit und hinterließ enorme Schäden. Mit einem Durchmesser von 20 Metern war der Brocken relativ klein und wurde deshalb auch nicht vorher entdeckt.
Es war nicht der erste und gewiss nicht der letzte Einschlag eines Asteroiden auf der Erde, darin sind sich die Asteroidenforscher einig. Einschlagskrater von solchen unerwünschten Begegnungen gibt es zahlreiche auf der Erde, von Bayern über Sibirien bis Arizona. Um die 10.000 der sogenannten NEOs, der Erde nahe Objekte (Near Earth Objects), haben die Astronomen in den letzten 20 Jahren gefunden. „Eine gefährliche Kollision mit der Erde ist etwa alle paar hundert Jahre wahrscheinlich“, schätzt Alan Harris, Asteroidenforscher am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Physikalische Eigenschaften der erdnahen Meteroiten herausfinden
Seit zwei Jahren leitet Harris die internationale Kooperation „NEOShield“, in der 13 Partner aus Forschung und Industrie gemeinsam Strategien entwickeln wollen, wie Einschläge von Asteroiden und Kometen verhindert werden können. Wenn Asteroiden sich der Erde nähern, tun sie dies mit einer Geschwindigkeit von typischerweise fünf bis 30 Kilometern in der Sekunde.
Asteroiden nähern sich der Erde mit einer Geschwindigkeit von typischerweise fünf bis 30 Kilometern in der Sekunde. Tausende der erdnahen Objekte (Near Earth Objects, NEO) wurden in den vergangenen 20 Jahren entdeckt.
Quelle: NASA/JPL-Caltech
„Um ihre Umlaufbahn zu ändern und eine Kollision mit der Erde zu verhindern, muss man eine Kraft auf sie ausüben“, sagt Harris. „Und zwar rechtzeitig.“ Dafür wollen die Forscher möglichst viel über die physikalischen Eigenschaften der NEOs herausfinden.
Beobachtungsdaten aus zwei Jahrzehnten werden neu analysiert
Die Planetenforscher des DLR bringen deshalb ihre Kenntnisse über die Zusammensetzung, Struktur und die Oberflächenbeschaffenheit von Asteroiden und Kometen in das internationale Projekt ein. Zudem analysiert das Team um Projektleiter Harris die Beobachtungsdaten der vergangenen zwei Jahrzehnte: „Die Daten wurden bisher noch nicht genügend aus der Sicht der Asteroidenabwehr untersucht.“
Trifft ein Asteroid auf die Erde, sind die Folgen deutlich: Der Barringer-Krater in Arizona hat einen Durchmesser von 1200 Metern und wurde von einem 50-Meter-Asteroiden verursacht.
Quelle: DLR/Stefan Seip
Am Ende des Projekts wollen die Forscher unter anderem festlegen, wie bedrohliche Asteroiden in Zukunft vom Boden aus beobachtet werden können. Abhängig von der Zeit, die zwischen Entdeckung und möglichem Eintritt in die Erdatmosphäre liegt, und der Größe des Asteroiden könnten dann verschiedene Methoden zum Einsatz kommen.
Fraunhofer-Forscher führen Tests an Beschleunigungsanlage durch
Eine dieser Möglichkeiten ist der Beschuss des NEOs. Am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, am Ernst-Mach-Institut, gehen die Wissenschaftler derzeit der Frage nach, wie sich der Aufprall eines Geschosses auf die Flugbahn des Meteoriten auswirken könnte. Dafür nutzen sie eine Beschleunigungsanlage, eine Art „Spacegun“.
Mit der auch „Spacegun“ genannten Beschleunigungsanlage am Fraunhofer Ernst-Mach-Institut (EMI) wird eine winzige Stahlkugel auf einen Sandsteinblock abgefeuert. Die anschließende Kraterbildung wird mit einer Hochgeschwindigkeitskamera in Gegenlichttechnik aufgenommen. Von den Ergebnissen erhoffen sich die Wissenschaftler Erkenntnisse darüber, wie viel Kraft notwendig wäre, um einen Asteroiden aus seiner Bahn zu werfen.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik
Daraus wird eine zehn Millimeter große Stahlkugel, die eine Aufprallgeschwindigkeit von 5,3 Kilometer pro Sekunde erreicht, auf einen Sandsteinblock gefeuert. Der Aufprall und die Kraterbildung werden mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Hieraus lassen sich Rückschlüsse ziehen, wie viel Kraft notwendig wäre, um einen Asteroiden aus seiner Bahn zu werfen.
Im April 2029 wird der Komet Apophis der Erde sehr nahe kommen
Wird ein Asteroid, der Kurs auf die Erde nimmt, bereits Jahre vor einer möglichen Kollision entdeckt, könnte eine andere Methode in Frage kommen, die sich die Anziehungskraft einer Raumsonde zunutze macht. Lenkt man eine Raumsonde in die direkte Nähe zu einem potenziell gefährlichen NEO, könnte sich ihre Gravitation auf den Asteroiden auswirken und ihn von seiner ursprünglichen Flugbahn ablenken. Allerdings würde es einen Zeitraum von mehreren Jahren in Anspruch nehmen, bis man eine signifikante Veränderung der Umlaufbahn erreicht hat.
Projekt NEOShield endet 2015
2015 geht das von der EU geförderte Projekt NEOShield zu Ende. Dann sollen Wissenschaftler Harris und sein Team Empfehlungen aussprechen, an welchem Asteroiden die neu erworbenen Erkenntnisse tatsächlich ausprobiert werden sollen. Ein Kandidat könnte zum Beispiel der Asteroid Apophis sein. Apophis hat einen Durchmesser von 300 Metern und wurde vor zehn Jahren entdeckt. Im April 2029 soll er der Erde sehr nahe kommen. Eine Kollision schließen die Astronomen zwar derzeit aus, aber jedes Jahr wird die Erde die Bahn des Asteroiden erneut kreuzen.
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