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Planetare Verteidigung: Ablenkung gefährlicher Asteroiden

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Asteroiden im Weltall, davor Satelliten

Regelmäßig fliegen kosmische Körper wie Asteroiden an unserer Erde vorbei. In seltenen Fällen kreuzen diese astronomischen Kleinkörper die Umlaufbahn der Erde. Zuletzt kam es 2013 zu
einem unvorhergesehenen Einschlag eines kosmischen Körpers von 19 Metern Durchmesser, der über der russischen Stadt Tscheljabinsk explodierte. Diese Ereignisse sind glücklicherweise sehr selten, dennoch geht insbesondere von erdnahen Objekten eine nicht zu unterschätzende Gefahr aus (Auswirkungen von Meteoriteneinschlägen). Aus diesem Grund unternahmen die NASA einen Ablenkversuch eines Asteroiden und untersucht die Ergebnisse nun genau. Eine Folgemission der ESA namens Hera soll 2024 starten. Auch Wissenschaftler des Museums für Naturkunde Berlin sind Teil der internationalen Expertenteams beider Missionen.

Machbarkeitsnachweis - Kinetische Ablenkung des Asteroidenmonds Dimorphos

Ziel der zweistufigen Mission unter Federführung von NASA und ESA ist es, die Umlaufbahn des erdnahen Asteroiden Dimorphos mit einem Durchmesser von ~ 170 Metern durch die Kollision mit der DART-Raumsonde abzulenken. Es soll der wissenschaftliche Beweis für die Möglichkeit der Ablenkung eines Asteroiden durch externe Beaufschlagung erbracht werden und eine praktikable und zuverlässige Technik zur planetaren Verteidigung entwickelt werden.

Dimorphos ist der kleinere Asteroid in einem binären Asteroidensystem und umkreist den größeren Hauptkörper Didymos. Er ist ein ideales Testziel, um die Möglichkeit der Ablenkung durch externe Kräfte zur planetaren Verteidigung zu prüfen. Die eintretende Bahnänderung betrifft die Umlaufzeiten innerhalb des Binärsystems, die viel kürzer als die Umlaufzeit um die Sonne sind und somit auch besser zu messen sein werden. Die zwei Asteroiden befinden sich zwar in Erdnähe, stellen aber weder vor noch nach dem Experiment eine Einschlagbedrohung für die Erde dar. Dimorphos ist daher ein ideales Testziel, um die Möglichkeit der kinetischen Ablenkung zur planetaren Verteidigung zu prüfen.

Für die Durchführung der Mission hat die NASA im Rahmen des Programms DART (Double Asteroid Redirection Test) eine Raumsonde gebaut, die mit einer Geschwindigkeit von mehr als sechs Kilometern pro Sekunde (oder fast 22.000 Kilometer pro Stunde) auf Dimorphos traf. Der Ablenkversuch gelang und der Aufprall, der am 26. September 2022 (UTC) erfolgte, führte zu einer einer 33-minütigen Veränderung der Umlaufbahn des Asteroidenmonds um Didymos. In einem zweiten Schritt wird die ESA im Rahmen der Hera-Mission die Auswirkungen des Aufpralls untersuchen. Ziel der Analysen ist es, mithilfe von hochauflösenden visuellen, laser-gestützten und Radardaten eine detaillierte Karte der Oberfläche und der inneren Struktur des Mondes zu erstellen. Entscheidend ist auch die Untersuchung des Einschlagkraters, der durch die DART-Sonde entstand, da dieser wichtige Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Asteroiden zulässt. Die Durchführung einer solchen Mission erfordert umfangreiche Modellierung und Simulation des kinetischen Aufpralls, die mit tatkräftiger Unterstützung des Museums für Naturkunde Berlin erarbeitet werden.

Tiefergehendes Verständnis von erdnahen Objekten

Um die Gefahr eines Aufpralls von erdnahen Objekten und die Möglichkeit der Ablenkung besser einschätzen zu können, ist es essenziell, ein besseres Verständnis über die Klassen, Beschaffenheit und Verhalten der Asteroiden zu entwickeln. Dieser Aufgabe widmen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in dem von der EU geförderten Projekt NEO-MAPP (Near Earth Object Modelling and Payloads for Protection, zu Deutsch: Modellierung erdnaher Objekte und Nutzlasten zum Schutz). Im Zentrum des Projekts stehen der Ausbau der Modellierungsexpertise sowie technologische Weiterentwicklungen für die Begleitung von Raumfahrtmissionen zur Untersuchung erdnaher Objekte. Eines der formulierten Ziele des Kooperationsprojekts ist es, ein besseres Verständnis der Reaktion von Asteroiden auf äußere Krafteinwirkungen (kinetische Einschläge oder Gezeitenkräfte bei der Annäherung an einen Planeten) zu schaffen. Zudem sollen Methoden für Messungen durch Raumsonden verbessert werden, welche zur Charakterisierung der physikalischen und dynamischen Eigenschaften des Asteroiden erforderlich sind. Die in dem Projekt gewonnenen Erkenntnisse dienen daher als wichtige Grundlage für die Mission zur planetaren Verteidigung von NASA und ESA.

Finanzierung

EU Horizon 2020 Programm
 

Logo MfN Blaues NEO-MAPP Logo, mit abgebildeter Erdkugel und Satelliten Logo vom Hera Projekt der ESA ESA Logo NASA Logo