Denken Sie an den Film Armageddon ? Es ist derjenige, in dem Bruce Willis an Bord eines Space Shuttles steigt und eine Atombombe einsetzt, um einen Asteroiden von der Größe von Texas zu sprengen, nur wenige Stunden bevor er die Erde trifft und alles Leben, wie wir es kennen, auslöscht.
Obwohl der Film kaum als wissenschaftlich genau bezeichnet werden kann, wird eine neue Mission der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) namens Asteroid Impact and Deflection Assessment (AIDA) versuchen, einiges davon wahr werden zu lassen.
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Ende Juli 2021 wird der erste Teil der Mission, der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA, von Cape Canaveral zu einem Selbstmordtrip starten. Das Raumschiff wird Kurs auf das binäre Asteroidensystem Didymos nehmen, und nach einer 14-monatigen Verfolgungsjagd wird DART direkt in den Weltraumfelsen einschlagen.
Das Ziel ist nicht, das Ziel zu zertrümmern, sondern seine Umlaufgeschwindigkeit um einen kleinen Betrag zu ändern – die Art von Ablenkung, die unseren Planeten retten könnte, sollte ein anfliegender Asteroid entdeckt werden.
Harmagedon abwenden
Die Bedrohung durch Asteroiden gibt es in verschiedenen Größenordnungen, von denen keine gut ist. Am äußersten Ende stehen die sogenannten „globalen Killer“. Dies sind Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 10 Kilometern. Wie der Name schon sagt, war es ein Asteroid dieser Kategorie, der vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier auslöschte.
Zum Glück müssen wir uns keine allzu großen Sorgen über eine Wiederholung dieser Katastrophe machen. „Wir sind uns zu 95 Prozent sicher, dass wir in den nächsten hundert Jahren nicht von einem globalen Mörder umgebracht werden“, sagt Prof. Alan Fitzsimmons, Astronom an der Queen’s University Belfast.
Wir wissen das, weil planetenzerstörende Asteroiden aufgrund ihrer Größe relativ hell sind und in den letzten Jahrzehnten in Untersuchungen erfasst wurden. Keiner von ihnen ist nah genug, um im Moment schlaflose Nächte zu bereiten.
Anders sieht es am anderen Ende der Skala aus, wo die Asteroiden kleiner und dunkler sind. „Die meisten kleineren Asteroiden haben wir noch immer nicht gefunden“, erklärt Fitzsimmons. „Unsere Kataloge sind zu diesem Zeitpunkt beklagenswert unvollständig – nicht aus Mangel an Versuchen, sondern einfach aus Mangel an Ressourcen.“
Und das ist ein großes Anliegen. Asteroiden mit einem Durchmesser zwischen 100 und 300 Metern werden als „Stadtkiller“ bezeichnet, weil sie bei ihrem Einschlag leicht eine Stadt verwüsten könnten. 1908 traf ein Asteroid am unteren Ende dieser Größenspanne die Erde in der Region Tunguska in Sibirien, Russland.
Zum Glück war es ein unbewohntes Gebiet und es wird angenommen, dass niemand gestorben ist, aber die Zerstörung war erstaunlich. Die Aufprallexplosion hat 2.000 Quadratkilometer Wald eingeebnet. Hätte es über dem Zentrum von London stattgefunden, hätte sich die Verwüstung fast bis dorthin erstreckt, wo sich heute die M25 befindet.
2013 drang ein 20 Meter großer Asteroid über der russischen Stadt Tscheljabinsk in die Atmosphäre ein. Es explodierte in der Luft und erzeugte eine Schockwelle, die Fenster in der ganzen Stadt zerschmetterte und etwa 1.600 Menschen verletzte.
„Wenn man die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags mit der Anzahl dieser Arten von Asteroiden abwägt, ist es wahrscheinlich, dass die größte Bedrohung für uns von einem derzeit unbekannten Asteroiden mit einem Durchmesser zwischen 100 und 300 Metern ausgeht“, sagt Fitzsimmons. „Es wird alles verwüsten, was es trifft, und wenn es 300 Meter breit ist, wird das ein sehr großes Gebiet sein:etwa so groß wie ein kleiner Staat.“
Der europäische Teil der AIDA Mission heißt Hera, benannt nach der griechischen Göttin des Sternenhimmels. Dieses Raumschiff wird etwa drei Jahre nach dem Einschlag von DART eintreffen, um die Ergebnisse des kosmischen Einschlags zu untersuchen. Und so unwahrscheinlich es scheint, ein Teil des Grundes, warum es existiert, liegt wahrscheinlich an diesem glitzernden Hollywood-Blockbuster.
„Es war nicht lange nach dem Film ‹Armageddon› dass sich die Leute gefragt haben, was die echten Weltraumagenturen in dieser Situation tun würden“, sagt Ian Carnelli, der Leiter des Entdeckungs- und Vorbereitungsteams der ESA am Hauptsitz der ESA in Paris.
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Diese frühe Interessensrunde führte dazu, dass die ESA ein Expertenteam namens NEOMAP, das Near Earth Object Mission Advisory Panel, zusammenstellte, dem Fitzsimmons angehörte. Sie kamen in den frühen 2000er Jahren zusammen, um Missionen zu bewerten, die sich mit bedrohlichen Asteroiden befassen könnten.
Sie entschieden, dass die beste Option ein Durchbiegungstest wie bei AIDA wäre, aber er war mit Kosten verbunden. „Es war von Anfang an klar, dass dies eine kostspielige Mission war und internationale Zusammenarbeit erfordern würde“, sagt Carnelli.
Ein Ziel auswählen
Bei einem Durchbiegungstest gab es noch einen weiteren Stolperstein:die Technologie. Die ursprüngliche Mission zielte auf einen Asteroiden namens 2002 AT4 ab und würde versuchen, seine Geschwindigkeit um etwa 0,5 Millimeter pro Sekunde zu ändern. Der Versuch, diese winzige Veränderung zu messen, war jedoch besonders schwierig, da der Asteroid mit 30 bis 40 Kilometern pro Sekunde um die Sonne kreiste.
Der Astronom Dr. Andrew Cheng von der Johns Hopkins University hat eine Lösung gefunden. Anstatt auf einen einzelnen Asteroiden zu zielen, schlug er vor, ein Paar zu finden, das sich in einer Umlaufbahn umeinander befindet, und den kleineren der beiden anzuvisieren. Auf diese Weise sind die 0,5 Millimeter pro Sekunde viel einfacher zu messen, da sich das Paar nur mit wenigen Zentimetern pro Sekunde umeinander bewegt.
Hier kommt der Asteroid Didymos ins Spiel. Er wurde bereits 1996 entdeckt und 2003 als ein Asteroidenpaar nachgewiesen. Der größere hat einen Durchmesser von 750 Metern, der kleinere 170 Meter. Der Kleine mit dem Spitznamen Didymoon ist das Ziel von DART, weil er genau in dem Größenbereich liegt, den Fitzsimmons und andere Experten für am gefährlichsten für die Erde halten.
Die DART-Mission ist aus einem sehr guten Grund ein entscheidendes Experiment für die Menschheit. „Im Gegensatz zu anderen Naturkatastrophen sind Asteroiden- und Kometeneinschläge Dinge, gegen die wir tatsächlich etwas tun können“, sagt Dr. Andrew Rivkin von der Johns Hopkins University, der die DART-Untersuchung leitet.
Er weist darauf hin, dass wir gegen die schädlichen Auswirkungen anderer Naturkatastrophen vorbeugen können, indem wir zum Beispiel erdbebensichere Häuser bauen, aber wir können diese Katastrophen nicht verhindern. Die planetare Verteidigung gegen Asteroiden ist anders, weil wir etwas tun können.
„Wir können verhindern, dass es zu einem Aufprall kommt“, sagt Rivkin, „wir haben die Technologie dafür, und wir wollen sie jetzt testen.“
DART wird sich Didymoon mit einer Geschwindigkeit von sechs bis sieben Kilometern pro Sekunde nähern und den Weltraumfelsen treffen, wenn er etwa 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Wenn das Team es schafft, wird es eine überwältigende Leistung in der Raumfahrt sein.
Die NASA hat diesbezüglich einige Vorerfahrungen. Im Jahr 2005 haben sie ein Raumschiff in den Kometen Tempel 1 geschleudert. Die als Deep Impact-Mission bekannte Taktik war darauf ausgelegt, das Innere des Kometen zu enthüllen, anstatt zu versuchen, ihn abzulenken, aber sie gab ihnen wertvolle Einblicke in ein solches Weltraumzielen.
In den vergangenen Jahren haben sich auch Computer und Software rasant weiterentwickelt. Um Didymoon einzukreisen, wird DART eine Software verwenden, die der von Sternwarten verwendeten ähnlich ist, um ihre Teleskope auf das richtige Ziel auszurichten. Nach dem Aufprall wird DART vollständig zerstört. „Wir erwarten einen Krater mit einem Durchmesser von 10 bis 15 Metern“, sagt Rivkin.
Nach dem Aufprall
Sobald DART seine Mission ausgeführt hat, werden Teleskope auf der Erde beginnen, Didymos zu verfolgen, um zu sehen, ob Didymoon abgelenkt wurde. Dann, im Jahr 2025, soll Hera eintreffen, um ihre Arbeit aufzunehmen. Die europäische Komponente der Mission wird zunächst die Größe und Form des von DART erzeugten Einschlagskraters untersuchen.
Dies wird uns erste Informationen über die Zusammensetzung von Didymoon geben, da verschiedene Materialien unterschiedlich auf die Kollision reagieren werden. Hera wird auch eine Reihe von Instrumenten mitführen, um andere Analysen durchzuführen, die es ihr ermöglichen, die Masse, Dichte und thermischen Eigenschaften des Asteroiden abzuleiten.
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Nur wenn wir diese Informationen erhalten, können wir die Errungenschaften der DART-Mission genau in das übersetzen, was wir tun sollten, wenn wir in Zukunft einen weiteren Asteroiden auf uns zukommen sehen. „Diese Eigenschaften werden uns dabei helfen, die Auswirkungen von Durchbiegungen genauer zu simulieren“, sagt Carnelli.
Er stellt sich eine zukünftige Zeit vor, in der ein gefährlicher Asteroid auf uns zukommt. Es kann sofort untersucht werden, um seine Eigenschaften zu erfahren, und diese Zahlen können mit denen von Didymoon verglichen werden. „Sie geben diese Zahlen in den Computer ein und er sagt Ihnen genau, wie hart Sie ihn treffen müssen, um ihn abzulenken“, sagt Carnelli.
Mit anderen Worten, Hera vervollständigt DART, indem sie die Mission zu einem präzisen Ablenkungstest macht, der auf alle eingehenden Objekte angewendet werden kann, die wir in diesem Größenbereich erkennen. Aber es gibt eine große Hürde für die Mission zu überwinden:die Finanzierung.
DART der NASA ist vollständig finanziert. Es wird gebaut und soll in zwei Jahren starten. Hera benötigt 140 Mio. € (ca. 128 Mio. £) von den europäischen Wissenschaftsministern in diesem November, um gebaut zu werden, und dann weitere 160 Mio. € (ca. 146 Mio. £) in drei Jahren, um gestartet und betrieben zu werden. Die Finanzierung ist nicht garantiert. Eine frühere Version der Mission wurde 2016 abgelehnt.
Für Carnelli, der seit Anfang der 2000er Jahre Asteroidenablenkungstests bei der ESA untersucht, ist dies so etwas wie ein entscheidender Moment. „In den Jahren 2003-2004 war die Asteroidenablenkung in Bezug auf Asteroidenablenkungstechniken noch ziemlich fiktiv“, sagt er.
„Ich erinnere mich noch, als Leute vorschlugen, Asteroiden zu bemalen, sie an Sonnensegeln zu befestigen oder einige Ionenantriebssysteme zu verankern. All das ist verschwunden. Es gibt jetzt eine sehr gut etablierte planetarische Verteidigungsgemeinschaft. Und als Community wissen wir, was wir wollen. Wir müssen es nur erledigen.“
Denn im wirklichen Leben wird uns Bruce Willis nicht retten.