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Abwehr von Himmelskörpern - Diese Methoden gibt es, um Asteroiden abzulenken

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Was tun, wenn ein Asteroid die Erde bedroht? Forscher proben gerade den Ernstfall und schicken Raumsonden auf Kollisionskurs. Raumfahrtexperte Alan Harris über Möglichkeiten.

Hera-Mission
Simulation der DART-Sonde vor der Kollision mit dem Mond des Asteroiden "Didymos".
Quelle: esa

heute.de: Am 13. April 2029 wird der Asteroid 99942 Apophis näher an der Erde vorbeifliegen, als Wettersatelliten um sie kreisen. Sein Durchmesser: rund 340 Meter. Er wird die Erde knapp verfehlen. Was würde passieren, wenn er träfe?

Alan Harris: Apophis ist schon ein ganz großer Brocken. Wenn sowas die Erde treffen würde, etwa wenn es mitten auf Deutschland runterkommt, dann wäre ganz Deutschland komplett verwüstet. Es würde eine nationale Katastrophe sein, wenn nicht sogar kontinental.

heute.de: Wie könnte man einen Asteroiden auf Kollisionskurs abwehren?

Harris: Etwa mit dem "kinetischen Impaktor". Das ist eine Mission, bei der man eine Raumfahrtsonde zum Asteroiden schickt. Die Sonde dafür muss relativ schwer sein. Sie muss mit hoher Geschwindigkeit in den Asteroiden einschlagen und dessen Umlaufbahn ändern, damit er die Erde verfehlt. Die Simulationen zeigen, dass es funktionieren kann. Man braucht allerdings mindestens vier bis fünf Jahre Vorlauf, um so eine Mission zu starten. Deshalb ist die Beobachtung von Himmelskörpern so wichtig, damit man rechtzeitig reagieren kann.

heute.de: Gibt es schon Pläne, das in der Praxis zu testen?

Harris: Die Nasa plant 2022 den "Double Asteroid Redirection Test” (DART). Dabei wird der Mond, der um einen Asteroiden kreist, angezielt. Der Einschlag des Satelliten wird mit sechs Kilometern pro Sekunde erfolgen. Die Geschwindigkeit des Mondes wird dadurch um 0,4 Millimeter pro Sekunde verringert. Das ist nicht besonders viel, aber über die lange Zeit hat es einen Effekt.

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heute.de: Welche anderen Abwehrmaßnahmen werden diskutiert?

Harris: Eine weitere Möglichkeit, die wir erforscht haben, ist der sogenannte Gravity Tractor. Man bringt dabei eine Raumsonde in die Nähe des Asteroiden, vielleicht etwa 500 bis 1.000 Meter entfernt. Nun passiert Folgendes: Die Schwerkraft des Asteroiden zieht die Sonde zum Asteroiden hin, aber die Sonde arbeitet mit ihren Triebwerken dagegen. Dadurch zieht sie den Asteroiden und ändert so seine Umlaufbahn.

heute.de: Soweit die Theorie. Wann wird so etwas möglich sein?

Harris: Die Technik dafür ist schon da. Beide Ansätze sind gut ausgereift. Es gibt schon Triebwerke, die über eine lange Zeit zuverlässig arbeiten können. Das Problem sind die Politik und die Finanzierung. Bei einer dritten Möglichkeit, bei nuklearen Sprengsätzen, habe ich kein gutes Gefühl. Auch weil wir das nicht testen können, wäre es schon problematisch. Aber in der Theorie geht es auch.

heute.de: Apophis wird die Erde knapp verfehlen. Wie wahrscheinlich ist der Einschlag eines Asteroiden, der für die Erde gefährlich werden kann?

Harris: 2013 kam ein Asteroid in Tscheljabinsk nieder. Er hatte zunächst wohl einen Durchmesser von 20 Metern, ist aber in der Atmosphäre explodiert, weil er nicht groß genug war. Nur kleine Brocken davon kamen zur Erde. Alle Hundert Jahre erwarten wir Objekte in dieser Größenordnung.

heute.de: Wie wahrscheinlich ist ein Einschlag von Himmelskörpern, die gefährlich werden könnten?

Harris: Ein Asteroid mit 50 Metern Durchmesser wäre groß genug, um eine ganze Stadt zu zerstören. So einen erwarten wir rein rechnerisch etwa alle 1.000 Jahre. Es gibt keinen bevorzugten Bereich, wo die Asteroiden herunterkommen, meistens schlagen sie also in wenig oder gar nicht besiedelten Gebieten ein. Jedoch gibt es immer mehr dicht besiedelte Gebiete auf der Welt, darum wächst die Wahrscheinlichkeit, dass so ein Gebiet einmal getroffen wird.

Bei 500 Metern Durchmesser hätten wir eine internationale Katastrophe. Etwas schlimmer, als wenn uns ein Apophis treffen würde. Das ist von der Wahrscheinlichkeit etwa alle Hunderttausend Jahre zu erwarten. Das ist aber nur eine statistische Schätzung.

Asteroiden größer als 500 Meter könnten wir mit der heutigen Methode des kinetischen Impaktors wahrscheinlich nicht mehr abwehren. Da könnte man höchstens über nukleare Sprengsätze nachdenken. Für einen Asteroid größer als einen Kilometer würde man eine ganze Serie von Explosionen brauchen. Diese Größe erwarten wir aber nur ein paar Mal alle Millionen Jahre.

heute.de: Dann ist ja gut. Oder ist schon einer in Aussicht?

Harris: Wir wissen, dass in den nächsten 100 bis 150 Jahren keine Gefahr von den großen Objekten ausgeht, also ab 500 Meter Durchmesser. Soweit können wir vorausrechnen. Aber wir müssen ein Auge drauf haben, denn die Objekte können ihre Bahn ein wenig ändern.

Hera scannt Asteroiden
Simulation der Raumsonde Hera, die die Esa nach der DART-Sonde der Nasa zum Asteroiden Dydimos senden will, um die Wirkungen des DART-Aufpralls zu messen.
Quelle: ESA - ScienceOffice.org

Harris: Es ist wie ein Spiel, aber so nah an der Realität wie möglich: Man entwickelt ein Szenario von irgendeinem Objekt, das entdeckt wurde und bei dem die Wahrscheinlichkeit für einen Einschlag zwar zunächst gering, aber vorhanden ist. Mit der Zeit, anhand von weiteren Teleskopmessungen, erkennt man, dass die Wahrscheinlichkeit immer größer wird. Dann geht es darum, was man dagegen tun kann: Vielleicht erst eine Erkundungs- und dann eine Abwehrmission.

Auch auf dem Boden müssen Vorbereitungen getroffen werden, etwa für Evakuierungen, falls die Abwehrmission fehlschlägt. Wenn man Hunderttausende oder Millionen Menschen evakuieren muss, ist das sehr teuer. Da muss man wissen, bei welchen Wahrscheinlichkeiten für einen Einschlag man welche Maßnahmen treffen sollte. Durch jede Phase des Szenarios werden entsprechende Experten, etwa aus der Astrophysik, Raumfahrt und dem Katastrophenschutz, zur Rede kommen und erklären, wie sie mit der Situation umgehen würden. Am Ende entsteht ein Bericht, was in Zukunft verbessert werden muss.

heute.de: Die japanische Raumsonde "Hayabusa2" hat Anfang des Monats einen Krater in einen 300 Millionen Kilometer entfernten Asteroiden gesprengt. Konnte dieses Vorhaben Erkenntnisse für die Asteroiden-Abwehr bringen?

Harris: Das war sehr wichtig, denn es hat uns ein paar Überraschungen gebracht. Wir haben Methoden, mit denen man von der Erde aus durch Teleskopbeobachtung Asteroiden untersuchen und gewisse physikalische Ableitungen machen kann. Im Falle des Asteroiden "Ryugu", den "Hayabusa2" besucht hat, haben wir erwartet, dass die Oberfläche ziemlich glatt und staubbedeckt sein würde. Was da aber gefunden wurde, ist eine sehr raue, steinige Oberfläche, mit viel Kies. Das hat uns gezeigt, dass unsere Methoden nicht immer so gut sind wie gedacht.

Für die Asteroiden-Abwehr bedeutet das, dass wir vorsichtig sein müssen, wenn wir von der Erde aus etwas über Asteroiden ableiten wollen. Wird der kinetische Impaktor eingesetzt, findet beim Einschlag auf einem mit vielen Staub bedeckten Objekt weniger Impulsübertragung und somit eine geringere Ablenkung des Asteroiden statt. Das müssen wir bei den Berechnungen berücksichtigen. "Hayabusa2" hat aber gezeigt, dass der kinetische Impaktor vielleicht besser funktionieren könnte als gedacht.

Die japanische Sonde "Hayabusa 2" ist offenbar erfolgreich auf dem Asteroiden Ryugu gelandet. Dort soll die Sonde nun Proben sammeln und danach mit diesen zur Erde zurückkehren.

Beitragslänge:
1 min
Datum:

Das Interview führte Henrik Pomeranz.

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