Der Asteroiden-Erde-Rettungsplan der Menschheit

Unter der Küste der mexikanischen Halbinsel Yucatan liegt der Chicxulub-Krater, der zweitgrößte Meteoritenkrater der Erde. Anfang des 21. Jahrhunderts wurde durch Simulationsrechnungen von Wissenschaftlern festgestellt, dass dieser riesige Krater von einem Asteroiden namens Baptistina stammt. Dies mag nach einem schwierigen und ungewohnten Namen klingen, aber sagen wir es anders: Lange Zeit galt dieser Asteroid als einer der „Schuldigen“, die das Ende der Dinosaurierära herbeiführten.

Simulation der Entstehung des Chicxulub-Kraters

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Vor der Entdeckung des Kraters auf der Halbinsel Yucatan stellte ein Team unter der Leitung des Physik-Nobelpreisträgers Luis Alvarez die berühmte „ Alvarez-Hypothese “ auf: Die Ankunft eines Asteroiden führte zum Aussterben vieler Lebewesen der Kreidezeit, darunter auch der Dinosaurier. Obwohl es in der einschlägigen Fachwelt viele unterschiedliche Meinungen über die Beziehung zwischen dem Chicxulub-Krater und diesem Aussterbeereignis gibt; in jedem Fall herrscht allgemein Einigkeit darüber, dass ein Einschlag, der einen so großen Krater in den Erdschichten hinterlassen kann, jederzeit das Schicksal fast aller Lebewesen auf diesem blauen Planeten verändern kann.

Im 18. Jahrhundert war die Erforschung des Sonnensystems noch nicht so umfassend wie heute. Mit der Entdeckung der großen Planeten durch die Astronomen verbreitete sich allmählich das „Titius-Bode-Gesetz“ – ein empirisches Gesetz, das die durchschnittliche Entfernung der Planeten unseres Sonnensystems von der Sonne beschreibt. Dieses Gesetz, von dem man heute weiß, dass es physikalisch kaum Bedeutung hat, legte den Grundstein für die Entdeckung des ersten Asteroiden Ceres. Da Astronomen immer mehr Asteroiden entdecken, sind sie auch in Science-Fiction-Werken häufig als Teil des riesigen Ozeans des Universums zu sehen, zu dem die Menschheit seit der Antike aufblickt und den sie zu erforschen versucht.

Diagramm des Asteroidengürtels

Arthur Clarke, ein berühmter britischer Science-Fiction-Autor (falls Ihnen dieser Name nicht geläufig ist: Er ist eher als einer der Drehbuchautoren von „2001: Odyssee im Weltraum“ bekannt), veröffentlichte in den 1990er Jahren einmal eine Science-Fiction-Kurzgeschichte mit dem Titel „ Hammer of God “ im Time Magazine.

Im Jahr 2109 haben die menschliche Technologie und Gesellschaft beispiellose Höhen erreicht. Auf dem Mond und dem Mars wurden Stützpunkte errichtet, in denen Menschen frei leben können, und aufgrund des wissenschaftlichen Fortschritts hat sich die Lebenserwartung der Menschen verdoppelt. Schon heute leben wir in einer Ära, in der künstliche Intelligenz mit „Sinn für Humor“ und der Fähigkeit zu denken rechtlich als „Person“ anerkannt wird. Trotz des technologischen Fortschritts leben die Menschen in ständiger Angst – denn nicht weit von der Erde entfernt schwebt ein Asteroid namens „Kelly“. Es steht kurz vor einer Kollision mit der Erde und nur die Menschen auf den Mond- und Marsbasen werden überleben.

Cover der Erstausgabe von Hammer of God

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In der Hoffnung, die gesamte Menschheit zu retten, flog das Raumschiff „Goliath“ zu Kelly und installierte in den letzten Monaten vor Kellys Ankunft auf der Erde die Triebwerke namens „Atlas“ an dem Asteroiden, der kurz davor stand, eine Katastrophe über die Erde zu bringen, um ihn aus seiner aktuellen Umlaufbahn zu drängen. Diese Hoffnung wurde jedoch durch die versehentliche Explosion des Triebwerks zunichte gemacht. Im letzten kritischen Moment beschloss Goliaths Kapitän Singh, gemeinsam mit der gesamten Besatzung die eigene Antriebskraft des Raumschiffs zu nutzen, um die Mission abzuschließen, die Atlas nicht erfüllen konnte.

Obwohl Kelly schließlich an der Erde vorbeiflog und großen Schaden anrichtete, entfernte er sich glücklicherweise nach dem Durchqueren der Atmosphäre allmählich und wurde nicht zu einer Bombe, die die Menschheit vernichtete. Nur das Raumschiff Goliath und seine gesamte Besatzung drängten sich aufgrund der übermäßigen Gravitationsbeschleunigung zusammen und blieben für immer auf Kelly.

Imaginäres Bild von Raumfahrzeug und Asteroid

Wenn Sie in den letzten zwei Monaten im Kino waren, um „Allein auf dem Mond“ zu sehen, kommt Ihnen die Handlung vielleicht bekannt vor. Am Ende des Films beschließt Dugu Yue, die sich „π+“ gegenübersieht, genau wie alle Besatzungsmitglieder der Goliath, sich im Austausch für die Fortsetzung der Menschheitsgeschichte zu opfern. Oder wenden wir uns der realen Welt zu: Als der DART-Satellit am Montag in die Dimorphos-Rakete stürzte, hatte er da auch das gleiche tragische Sendungsbewusstsein?

Vielleicht können wir uns selbst als „Wunder des Lebens“ bezeichnen, aber im Angesicht des Universums sind die Menschen nur eine unbedeutende Spezies wie Dinosaurier. Wenn der Asteroid, der vor 65 Millionen Jahren die Erde traf, das Potenzial hatte, eine Katastrophe herbeizuführen, können wir nicht ausschließen, dass die Menschheit irgendwann einer solchen Bedrohung ausgesetzt sein wird.

Die B612 Foundation, eine gemeinnützige Organisation, die sich dem Schutz der Erde vor Asteroiden verschrieben hat, drückt es so aus: „Es ist hundertprozentig sicher, dass die Erde von einem Asteroiden getroffen wird.“ Es ist nur eine Frage der Zeit. Erwähnenswert ist, dass der Name der B612 Foundation von dem gleichnamigen Asteroiden aus der berühmten Fabel „Der kleine Prinz“ stammt. Die Idee, ob es möglich ist, auf Asteroiden Bergbau zu betreiben oder menschliche Stützpunkte auf Asteroiden zu errichten, wird oft diskutiert. Für die meisten Menschen dürfte jedoch das Kollisionsrisiko, das sie mit sich bringen, im Vergleich zu den möglichen Vorteilen von Asteroiden kritischer sein.

Fotos von DART nach seiner Kollision mit Dimorphos

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Darum geht es beim Double Asteroid Redirect Test (DART): jetzt für die Zukunft unserer Spezies zu arbeiten. Angesichts der potenziellen Bedrohung durch einen Asteroideneinschlag auf der Erde wurden bereits einige alternative Reaktionsstrategien entwickelt. Eine extremere Methode besteht darin, Sprengsätze auf oder unter der Oberfläche eines Himmelskörpers zu platzieren, um dessen Umlaufbahn durch Veränderung der Masse und Struktur des Asteroiden selbst zu beeinflussen. Eine andere Methode besteht darin, ein schweres Raumfahrzeug in die Nähe des Asteroiden zu bringen und es mithilfe der Schwerkraft über einen gewissen Zeitraum hinweg langsam aus der Umlaufbahn zu drücken, die die Erde bedroht. Die Strategie der DART-Mission ist ein eher kompromissbereiter Ansatz: Sie soll dem Raumfahrzeug zu einem berechneten Zeitpunkt eine direkte Kollision mit dem Asteroiden ermöglichen und durch die Impulsänderung das Ziel erreichen, ihn von seiner Umlaufbahn abzubringen.

Die von der NASA geleitete DART-Mission ist der weltweit erste Test einer Asteroidenabwehrtechnologie. Der etwa 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernte „Doppelasteroid“ – ein System bestehend aus dem „Zwillings“-Asteroiden Dimorphos mit einem Durchmesser von etwa 160 Metern, der einen weiteren „Zwillings“-Asteroiden Didymos mit einem Durchmesser von etwa 780 Metern umkreist – ist das Ziel der DART-Mission. Obwohl diese beiden Asteroiden selbst keine Bedrohung für die Erde darstellen, verfügen Wissenschaftler einerseits über ausgereifte Methoden, um ihre Bahnänderungen zu beobachten. Andererseits werden sie aufgrund ihrer geringen Erdnähe auch nicht ungewollt nach dem Aufprall auf die Erde zusteuern. Daher ist dieses Doppelasteroidensystem das am besten geeignete Versuchsziel.

„Signalverlust“ – eine Situation, die man während einer Weltraummission oft nicht hören möchte, die in diesem Moment jedoch einen Meilensteinerfolg bedeutet. Der rund 600 Kilogramm schwere Satellit wurde im November 2021 gestartet und durchlief auf dem Weg zu seinem Zielort mehrere optische Kalibrierungen und Bahnkorrekturen. Die DRACO-Kamera auf dem DART-Satelliten entdeckte das binäre Asteroidensystem im Juli, zwei Monate vor der Aufprallmission. Nach monatelangen Vorbereitungen stürzte der DART-Satellit am 26. September um 7:14 Uhr Pekinger Zeit schließlich mit einer Geschwindigkeit von 6 Kilometern pro Sekunde in den kleineren der beiden Asteroidensysteme, den „Zwilling“ Dimorphos. Die DRACO-Kamera hielt die letzten Momente vor dem Aufprall fest.

Das letzte Bild der DRACO-Kamera

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Es wird erwartet, dass sich nach dem Einschlag die Umlaufzeit des Doppelasteroidensystems etwas verkürzt und auch der Abstand zwischen Dimorphos und Didymos abnimmt. Auch wenn die dadurch verursachten Veränderungen weniger als ein Prozent betragen, sind es gerade diese scheinbar unbedeutenden Veränderungen, die der Menschheit die Zuversicht geben, möglichen Asteroideneinschlägen standzuhalten.

Natürlich ist diese Kollision nicht nur das Ende der Mission des DART-Satelliten, sondern auch der Beginn einer Reihe neuer Erkundungen. Auf der Reise begleitete DART außerdem der kleine Satellit LICIACube, der sich 15 Tage vor dem Aufprall von DART trennte und zur Aufnahme von Bildern zur Dokumentation der Folgen des Aufpralls eingesetzt wurde. Astronomen werden Dimorphos und Didymos außerdem weiterhin mit erdgebundenen Teleskopen beobachten, um den Einschlag von DART auf den Asteroiden aufzuzeichnen. Zwei Jahre später wird die Europäische Weltraumorganisation die Mission Hera starten, die im Jahr 2026 in der Nähe des Doppelasteroidensystems eintreffen wird, um dort voraussichtlich etwa ein halbes Jahr lang die endgültigen Auswirkungen der Kollision von DART mit Dimorphos festzustellen.

Drei Bilder, die vom Hubble-Weltraumteleskop nach dem Aufprall des DART-Satelliten auf Dimorphos aufgenommen wurden

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Zeitrafferbild des Webb-Weltraumteleskops nach dem Aufprall des DART-Satelliten auf Dimorphos

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Allein in diesen wenigen Tagen haben Dutzende großer Teleskope auf der ganzen Welt ihre Linsen auf den eingeschlagenen Doppelasteroiden gerichtet, darunter das Hubble-Weltraumteleskop (HST) und das Joint World Wide Web Telescope (JWST) im Orbit. Auf den vom Hubble-Weltraumteleskop zurückgesendeten Bildern ist zu erkennen, dass die Helligkeit des Doppelasteroidensystems nach dem Einschlag deutlich und stetig zugenommen hat. Die vom Webb-Weltraumteleskop mitgeführte Nahinfrarotkamera (NIRCam) zeichnete außerdem den kontinuierlichen Ausstoß von Rauchfahnen in der Nähe der Einschlagstelle auf.

Bis zum 27. September 2022 haben Astronomen die Entdeckung von 29.933 erdnahen Asteroiden gemeldet, von denen ein Drittel einen Durchmesser von mehr als 140 Metern und fast 1.000 einen Durchmesser von 1 Kilometer haben. Obwohl die Wahrscheinlichkeit, dass die meisten Asteroiden eine Gefahr für die Erde darstellen, verschwindend gering ist – selbst wenn die Wahrscheinlichkeit gering ist – möchten wir nicht, dass dies das Ende der Menschheit bedeutet.

Bekannte erdnahen Asteroiden (NEAs)

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Ob es um die Entdeckung von Asteroiden, die Suche nach potenziell gefährlichen Himmelskörpern oder persönliche Tests wie den DART-Satelliten geht, alle Bemühungen dienen dem Ziel, dass wir eines Tages tatsächlich diesen kleinen Himmelskörper entdecken, der immer näher kommt und auf die Erde zusteuert. Was die Menschen außer Beten tun können, ist, Technologie zu nutzen, um sich selbst zu schützen und die Zukunft zu sichern.

Quellen:

[1]https://www.inquisitr.com/4881237/earth-will-be-hit-by-an-asteroid-with-100-percent-certainty-says-space-watching-group-b612/

[2]https://www.sciencealert.com/behold-the-epic-last-images-taken-by-nasas-asteroid-redirection-test-spacecraft

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_impact_avoidance#Further_reading

[4]https://www.planetary.org/space-missions/dart

[5]https://cneos.jpl.nasa.gov/stats/totals.html

Autor: Tong Yilu ist Masterstudent am National Astronomical Observatory. Ihr Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entstehung und Entwicklung von Galaxien.

Quelle: China National Astronomical Service

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