Am 24. November 2021 startet die erste Mission der NASA zur Ablenkung eines Asteroiden. Der geplante Aufprall des Raumfahrtzeugs im Herbst 2022 auf dem Asteroidenmond Dimorphos erforderte im Vorfeld umfangreiche wissenschaftliche Modellierungen der Simulation des Aufpralls, die unter anderem am Museum für Naturkunde Berlin durchgeführt wurden.
Ständig treffen Teile von interplanetarem Staub und Gestein auf die Erde. Die meisten von ihnen sind harmlos und verglühen in unserer Atmosphäre. Doch 2013 trat ein unentdeckter, mit 18 Metern relativ kleiner Asteroid in die Erdatmosphäre ein und explodierte über Tscheljabinsk, Russland. Die Explosion verletzte mehr als 1.600 Menschen und verursachte Schäden in Höhe von etwa 30 Millionen Dollar. Astronom:innen schätzen, dass es etwa 25.000 erdnahe Asteroiden mit einer Größe von über 140 Metern gibt – eine potentiell große Gefahr.
Der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA ist die erste Mission zur Ablenkung eines Asteroiden. Das DART-Raumfahrzeug, das die Größe eines Verkaufsautomaten hat und im Wesentlichen aus Solarzellenfeldern und zwei Antriebssystemen besteht, wurde vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) gebaut.
DART wird auf den Asteroidenmond Dimorphos ausgerichtet, den es mit einer Geschwindigkeit von mehr als sechs Kilometern pro Sekunde (oder fast 22.000 Kilometer pro Stunde) treffen wird. Das binäre Asteroidensystem Didymos besteht aus einem größeren Asteroiden namens Didymos (mit einem Durchmesser von 780 Metern) und einem kleineren, umlaufenden Asteroidenmond namens Dimorphos (160 Meter). Asteroiden umkreisen wie die Planeten die Sonne, die meisten von ihnen auf stabilen Bahnen zwischen den Planeten Mars und Jupiter. Sie werden nur dann gefährlich, wenn sich ihre Bahnen und die Erdumlaufbahn zum gleichen Zeitpunkt kreuzen. Der Schlüssel zur Vermeidung eines Einschlags ist die Fähigkeit der Vorhersage gegenseitiger Annäherungen, um dann die Bahn des Asteroiden geringfügig so zu verändern, dass der Asteroid früher oder später am Schnittpunkt von Erdbahn und Asteroidenorbit eintrifft, um eine Kollision mit der Erde zu vermeiden.
Die Durchführung einer solchen Mission erfordert umfangreicher Modellierung und Simulation des kinetischen Aufpralls, die unter anderem am Museum für Naturkunde Berlin durchgeführt werden. Prof. Dr. Kai Wünnemann leitet hier zusammen mit internationalen Kolleg:innen die Arbeitsgruppe "Impact Modeling" und erklärt: "Zwar kann durch präzise Beobachtungen des Asteroidensystems durch Teleskope vor und nach dem Einschlag vermessen werden, wie stark Dimorphos durch den Aufprall abgelenkt wurde, genauere Resultate und insbesondere eine detaillierte Beobachtung des verursachten Kraters sowie die Bestimmung der Eigenschaften des Asteroiden und seines Mondes werden aber erst im Rahmen der Hera Mission der ESA, die 2024 gestartet wird, folgen."
Auch das ebenfalls in Berlin (Adlershof) ansässige Institut für Planetenforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an DART wissenschaftlich beteiligt. Dr. Jean-Baptiste Vincent ist Mitglied der "Proximity"-Arbeitsgruppe, in der die Oberflächenmorphologie von Didymos und Dimorphos untersucht und ein Formmodell beider Asteroiden erstellt wird. Dr. Vincent und das DLR ist mit mehreren internationalen Kollegen u.a. auch für die Aufnahmeplanung und Datenanalyse der Kamera auf der Nachfolgemission HERA der Europäischen Weltraumorganisation ESA verantwortlich. HERA wird 2024 starten und wie DART zu Didimos und Dimorphos fliegen, um die Auswirkungen der Kollision von DART und Dimorphos zu untersuchen.
Der Start von DART ist für den 24. November 2021 geplant, der Einschlag in Dimorphos erfolgt zwischen dem 26. September und dem 1. Oktober 2022. Obwohl Didymos zu diesem Zeitpunkt noch etwa 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt sein wird, können Teleskope auf der ganzen Welt die Veränderung der Umlaufbahn bestimmen.