Vor 17 Jahren wurde ein Komet „bombardiert“. Auch dieses Jahr wird es wieder ein „Impact“-Drama geben. Die Rettung der Erde ist in Aktion

Lassen Sie mich zunächst eine Sache richtigstellen. Das sogenannte „Bombardement“ ist ein von den Medien verwendetes Adjektiv. Der korrekte Begriff lautet Kollision.

Die Granate, die einschlug, hieß „Deep Impact“/

Am 4. Juli 2005 um 13:52 Uhr Pekinger Zeit kam es in 130 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde zum dramatischen „Bombardement“ eines Kometen. Viele Internetnutzer wissen vielleicht nichts von diesem Drama, aber es hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, insbesondere in der Astrophysik, große Resonanz hervorgerufen. Wissen Sie, dies ist das erste Mal, dass die Menschheit ihren „Krieg“ auf einen Asteroiden ausgeweitet hat.

Bei dem Zielasteroiden handelt es sich um den Kern eines Kometen namens Stamp 1, der etwa 14 Kilometer lang und 5 Kilometer breit ist. Das Projektil, das den Kometen bombardierte, wurde „Deep Impact“ genannt. Es handelte sich um eine Sonde, deren Planung die NASA (National Aeronautics and Space Administration) bereits im Jahr 1999 begann. Nach über fünfjähriger Entwicklungszeit wurde sie am 13. Januar 2005 zu einem Preis von 330 Millionen US-Dollar gestartet.

Nach mehr als fünf Monaten der Verfolgung legte die Raumsonde Deep Impact 430 Millionen Kilometer zurück, um sich dem „Ziel“ zu nähern. Nachdem er eine große Datenmenge beobachtet, fotografiert und zurückgesendet hatte, schlug er mit einer relativen Geschwindigkeit von 10,2 Kilometern pro Sekunde, also zehnmal schneller als eine Kanonenkugel, in den Kern des Kometen ein und vollendete damit die große Mission des „ersten Aufpralls“ der Menschheit.

Der Aufprall wurde von einem Impaktkörper ausgeführt, den die Sonde am 4. Juli in einer Entfernung von 50 Kilometern von Stamp 1 freigab. Der Impaktkörper bestand aus Kupfer und Aluminium, hatte eine Masse von 370 Kilogramm und eine Aufprallenergie, die 4,7 Tonnen TNT entsprach. Der gesamte Vorgang dauerte nur 3,7 Sekunden.

Die Sonde genoss das durch den Aufprall erzeugte Weltraumfeuerwerk, doch da der durch die Kollision verursachte Rauch und Staub den Aufprallpunkt verdeckten, konnte die Situation nach dem Aufprall nicht klar erkannt werden. Zufällig befand sich auch die von der Europäischen Weltraumorganisation gestartete Kometensonde Rosetta in der Nähe, 80 Millionen Kilometer von der Kollisionsstelle entfernt. Nach einer Woche der Beobachtung und Filmaufnahme übermittelte es eine große Menge an Daten über die Veränderungen in den Wolken nach dem Einschlag in Tempel 1.

Durch die Untersuchung dieser Daten gelangten die Astronomen zu dem Schluss, dass der Aufprall auf der Oberfläche des Kometen eine große Grube mit einem Radius von etwa 30 Metern hinterlassen hatte. Mehr als 5.000 Tonnen Staub wurden mit einer Geschwindigkeit von 110 bis 300 Metern pro Sekunde aus dem Kern geschleudert. Dabei wurden rund 5.000 Tonnen Eis und rund 15 Tonnen Blausäure in Form von Eispartikeln ins All geschleudert, die unter der Sonneneinstrahlung schnell zu Gas sublimierten.

Am Ende gab die NASA bekannt, dass auf dem Kometenkern ein Einschlagkrater von der Größe eines Fußballfeldes und einer Tiefe von 30 bis 50 Metern zurückgeblieben sei. Der Aufprall habe jedoch lediglich eine Geschwindigkeitsänderung des Kometen um 0,0001 mm pro Sekunde bewirkt und das zukünftige Perihel des Kometen werde sich um 10 Meter verringern.

Im Ergebnis wurden bei diesem Aufpralltest folgende Ergebnisse erzielt: Erstens konnte die Menschheit zum ersten Mal sehen, wie ein Kometenkern aussieht und die Materialzusammensetzung des Kometenkerns analysieren, was für die weitere Erforschung und das Verständnis der Geburt des Sonnensystems, der Entstehung von Wasser und Leben auf der Erde usw. von großer Bedeutung war; Zweitens war die Technologie zur unbemannten Fernsteuerung der Sonde perfekt, und der präzise Aufprall beim Einfädeln einer Nadel in Tausende von Kilometern Entfernung war schockierend. Zudem wurden wertvolle Erfahrungen für die eingehendere Weltraumforschung der Menschheit in der Zukunft gesammelt.

Wissen Sie, schon bei der kleinsten Abweichung kann der Impaktor sein Ziel verfehlen und Hunderte Millionen Dollar werden verschwendet. Was ist also, abgesehen von den oben genannten Ergebnissen, der grundlegende Zweck dieser Kollision? Der Hauptzweck besteht darin, der Bedrohung durch Asteroiden zu begegnen, da diese Bedrohung 80 % der Arten auf der Erde ausgelöscht hat. Wissenschaftler haben versucht, durch die Untersuchung von Asteroiden Wege zu finden, dies zu vermeiden.

Warum würde ein Asteroid, der auf die Erde trifft, eine riesige Katastrophe verursachen?

Viele Internetnutzer unterschätzen immer wieder die Kraft von Asteroideneinschlägen und denken, es handele sich lediglich um Weltraumschrott, der auf die Erde trifft, oder um einen Vulkanausbruch. Wie könnte es zu einer verheerenden Katastrophe für die Menschheit führen? Eine Zugkollision ist nur eine Kleinigkeit, aber wie könnte ein Asteroid von nur zwölf oder zwanzig Metern Größe die enorme Kraft der Tunguska-Explosion und der Region Tscheljabinsk verursachen?

Dies liegt an einem mangelnden Verständnis der Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Energie. Bei Objekten gleicher Masse ist die Aufprallenergie umso größer, je höher die Geschwindigkeit ist, und mit zunehmender Geschwindigkeit steigt die Aufprallenergie exponentiell an. Ein ganz einfaches Beispiel: Wenn Sie einen Holzstab nehmen und Ihren Kopf sanft berühren oder schnell damit auf den Kopf schlagen, sind die Folgen dieselben?

Wie schnell treffen Asteroiden die Erde? Basierend auf Berechnungen, die auf der Umlaufgeschwindigkeit und der Fluchtgeschwindigkeit eines Asteroiden um die Sonne basieren, sollte seine Geschwindigkeit im Allgemeinen zwischen 30 und 42 Kilometern liegen. Die relative Geschwindigkeit beim Auftreffen auf der Erde hängt vom Aufprallwinkel ab.

Trifft er die Erde von der Vorderseite seiner Umlaufbahn aus, entspricht seine Geschwindigkeit der Geschwindigkeit des Asteroiden selbst plus der Umlaufgeschwindigkeit der Erde, die mindestens zwischen 60 und 72 Kilometern liegt. Trifft er von einer anderen Seite oder von hinten, variiert seine Geschwindigkeit stark.

Daher variieren die relativen Geschwindigkeiten von Asteroiden, die auf die Erde treffen. Geht man von den kleinen Himmelskörpern aus, die in der Vergangenheit auf die Erde getroffen sind, liegen die Geschwindigkeiten im Allgemeinen zwischen 10 und 40 Kilometern pro Sekunde. Nach Ansicht einiger Experten hatte der Asteroid, der vor 6.500 Jahren die Dinosaurier vernichtete, einen Durchmesser von etwa 10 Kilometern und eine Aufprallgeschwindigkeit von etwa 30 Kilometern pro Sekunde; der Asteroid, der die Tunguska-Explosion verursachte, hatte einen Durchmesser von etwa 20 Metern und eine Aufprallgeschwindigkeit von etwa 20 Kilometern pro Sekunde; Der Asteroid, der in der Gegend von Tscheljabinsk einschlug, hatte einen Durchmesser von etwa 17 Metern und eine Geschwindigkeit von etwa 19 Kilometern pro Sekunde.

Unter der Annahme, dass es sich bei diesen Asteroiden um Gesteinsasteroiden handelt, ergibt sich aus der Formel für das Kugelvolumen und der Granitdichte von 2,7 Tonnen pro Kubikmeter eine Masse von ungefähr: Ein Asteroid mit einem Durchmesser von 10 Kilometern hat eine Masse von 1,4 Billionen Tonnen, ein Asteroid mit einem Durchmesser von 20 Metern hat eine Masse von 11.310 Tonnen und ein Asteroid mit einem Durchmesser von 17 Metern hat eine Masse von 6.173 Tonnen.

Natürlich sind sehr kleine Asteroiden keine perfekten Kugeln, sondern weisen häufiger unregelmäßige Formen auf, beispielsweise Kartoffelformen. Daher dienen die Berechnungen hier nur als Referenz.

Die Formel für die Aufprallenergie lautet E=1/2mv^2, wobei E die Energie, m die Masse des aufprallenden Objekts und v die Aufprallgeschwindigkeit darstellt. Berechnen wir anhand dieser Formel einfach die Energie dieser Asteroideneinschläge.

Vor 65 Millionen Jahren verursachte der Asteroid, der das Aussterben von etwa 80 % der Arten, darunter auch die Dinosaurier, verursachte, eine Einschlagsenergie, die der Explosionsenergie von 150 Billionen Tonnen TNT entsprach. Einigen Informationen zufolge berechneten Wissenschaftler die Aufprallenergie auf etwa 120 Billionen Tonnen TNT-Äquivalent, was bedeutet, dass die in ihren Berechnungen verwendeten Dichte- bzw. Geschwindigkeitswerte leicht von meinen abweichen.

Die Aufprallenergie des Asteroiden, der die Tunguska-Explosion verursachte, entsprach etwa der Explosionsenergie von 540.000 Tonnen TNT. Die Energie des Asteroiden, der die Region Tscheljabinsk traf, entsprach etwa der Sprengkraft von 266.000 Tonnen TNT. Natürlich müssen nicht alle dieser Asteroiden aus Gestein bestehen; einige davon könnten eisige Kometen sein. In diesem Fall ist die Aufprallenergie zwar geringer, die Zerstörungskraft ist jedoch immer noch enorm.

Viele Experten gehen davon aus, dass die Tunguska-Explosion wahrscheinlich durch einen Kometen mit einem Durchmesser von über 20 Metern verursacht wurde, der explodierte und in der Luft verdampfte, bevor er die Erde erreichte. Dennoch erreichte seine Energie das Äquivalent von mehr als 200.000 Tonnen TNT und die Druckwelle der Luftexplosion war sogar noch stärker, wodurch Tausende Quadratkilometer Wald zerstört wurden.

Einige Experten gehen davon aus, dass die tatsächliche Explosionsenergie des Asteroiden, der die Region Tscheljabinsk traf, 450.000 Tonnen TNT-Äquivalent erreichte, was der Kraft von 30 gleichzeitig explodierenden Hiroshima-Atombomben entspricht. Die Schockwelle erfasste Tausende von Quadratkilometern, beschädigte über 7.000 Häuser, zersplitterte Glas und 1.500 Menschen wurden verletzt.

Aus diesem Grund kann ein Asteroideneinschlag so verheerend sein.

Wahrscheinlichkeit eines Asteroideneinschlags und Präventivmaßnahmen/

Im Weltraum des Sonnensystems fliegen unzählige Asteroiden. Da Asteroiden sehr klein sind, kann man sie aus großer Entfernung nicht sehen. Daher sind die meisten davon nicht sichtbar. Es können nur einige entdeckt werden, die relativ nahe beieinander liegen. Mittlerweile gibt es mehr als 1,2 Millionen bestätigte Asteroiden, von denen 57 % offiziell nummeriert wurden. Es gibt Hunderte von Asteroiden, die größer als 4 Kilometer sind, und mehr als 2.000, die größer als 1 Kilometer sind.

Unter diesen Asteroiden stellen die erdnahen Asteroiden, also Asteroiden, deren Umlaufbahnen die Erdumlaufbahn kreuzen, die größte Bedrohung für die Menschheit dar. Bisher wurden mehr als 25.000 solcher Asteroiden entdeckt, von denen mehr als 2.200 eine potenzielle Bedrohung für die Erde darstellen. Es gibt mehr als 500 erdnahen Asteroiden mit einer Größe von über 1 km. Jeder Einschlag einer dieser Rakete auf der Erde würde eine verheerende Katastrophe auslösen.

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Asteroiden die Erde treffen? Durch wissenschaftliche Modellierung haben Astronomen folgende Daten gewonnen: Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Asteroid mit einem Durchmesser von mehr als 1 km die Erde trifft, beträgt einmal alle 100.000 Jahre; Die Wahrscheinlichkeit, dass ein kleiner Himmelskörper mit einem Durchmesser von 10 Metern die Erde trifft, beträgt einmal alle 3.000 Jahre.

Viele Wissenschaftler glauben, dass das Risiko von Asteroideneinschlägen stark unterschätzt wurde. Tatsächlich haben wir auch festgestellt, dass es in den letzten hundert Jahren häufig Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 Metern gab. Laut den von der NASA veröffentlichten Sensordaten kam es seit 1988 weltweit zu Tausenden von Feuerball-Ereignissen (Asteroidenfragmente, die in die Atmosphäre eintreten und verbrennen).

Es ist 65 Millionen Jahre her, dass ein Asteroid mit einer Größe von über 1 km die Erde traf. Daher wird die Wahrscheinlichkeit, von solch großen Asteroiden getroffen zu werden, immer größer. Bereits im letzten Jahrhundert begann die Wissenschaft, der Verhinderung von Asteroideneinschlägen große Bedeutung beizumessen. Die ersten, die dieses Thema ansprachen, waren Professoren am Massachusetts Institute of Technology, die den Studierenden dieses Thema als Unterrichtsthema vorschlugen.

Im Jahr 2008 gründeten die Vereinten Nationen eine Organisation zur Warnung und Überwachung von Asteroiden namens United Space Explorers. Im Jahr 2013 wurde das „International Asteroid Warning Team“ offiziell gegründet, um sich speziell mit der Gefahr durch Asteroiden zu befassen. Obwohl es sich nur um eine kleine Gruppe handelt, besteht sie aus Wissenschaftlern, Observatorien und Weltraumagenturen aus der ganzen Welt und verfügt über eine enorme Kraft.

Doch über Jahrzehnte beschränkte sich die Prävention von Asteroideneinschlägen auf die Überwachungsebene, und manchmal ist es sogar unmöglich, sie zu verhindern. Am 25. Juli 2019 beispielsweise passierte ein Asteroid, der später den Namen 2019 OK erhielt, die Erde. Es wurde erst eine Stunde vor seinem Vorbeiflug an der Erde entdeckt. Die Größe dieses Asteroiden beträgt 57 Meter * 130 Meter. Wenn es die Erde trifft, wird es einen ganzen Staat zerstören!

Daher muss die Überwachung erheblich verstärkt werden, und je früher die Erkennung erfolgt, desto größer ist die präventive Wirkung. Doch wie können wir die verheerenden Auswirkungen, die sich vor 6.500 Jahren ereigneten, verhindern und den Menschen ein längeres Fortbestehen ermöglichen? Wissenschaftler haben sich zahlreiche Methoden ausgedacht, wie etwa kinetische Einschläge, Gravitationskräfte, Atombombenexplosionen usw., um Asteroiden von ihrer Umlaufbahn abzubringen und sie daran zu hindern, die Erde zu treffen.

Leider wurde bisher keine praktische Methode gefunden, da es unmöglich ist, diese Theorie auf der Erde zu überprüfen. Um sie testen zu können, müsste ein echter Asteroid gefunden werden. Die wissenschaftliche Gemeinschaft unternimmt unermüdliche Anstrengungen und die NASA steht weiterhin an vorderster Front. Das Kometenbombardement-Experiment vor 17 Jahren war nur ein Versuch.

Im September dieses Jahres wird die NASA erneut ein Aufpralldrama inszenieren. Diesmal ist das Ziel des Einschlags ein Doppelasteroidensystem namens „Dithymus“, und die Einschlagskanone wurde bereits gestartet.

Wie sich das Asteroideneinschlagsdrama dieses Jahres entwickeln wird

Dieses Drama hat bereits im Jahr 2021 begonnen. Am 24. November um 14:20 Uhr Pekinger Zeit wurde eine Raumsonde namens „DART“ erfolgreich von der Vandenberg-Basis in den Vereinigten Staaten gestartet und flog auf ein Doppelasteroidensystem namens „Ditimos“ zu. Das Raumschiff misst 1,8 x 1,9 x 2,6 Meter und hat eine Startmasse von 610 Kilogramm.

Diese Mission trägt den Namen „Double Asteroid Redirect Test“ und ihr Protagonist ist die Raumsonde „DART“, die nur eine einzige Mission hat: Sie soll „Ditimos“ einholen und dann mit dem kleineren Asteroiden zusammenstoßen, wobei sie sich selbst opfert, um eine Reihe von Daten zu erhalten. Es handelt sich um eine weitere KI, die darauf abzielt, den Menschen ein längeres Leben zu ermöglichen. Im zukünftigen Märtyrerheiligtum der Menschheit sollte es einen Platz für „DART“ geben.

Der Hauptstern des Doppelasteroiden „Didymos“ heißt Didymos und hat einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 780 Metern und eine Rotationsperiode von 2,26 Stunden. Der Nebenstern heißt Dimorphos und hat einen Durchmesser von etwa 160 Metern und eine Rotationsperiode von 11,9 Stunden um den Hauptstern. Die beiden Sterne sind etwa 1 Kilometer voneinander entfernt. Die Umlaufbahn des Asteroiden stellt in absehbarer Zukunft keine Bedrohung für die Erde dar, sein Perigäum ist jedoch nicht allzu weit entfernt und eignet sich daher perfekt für Aufpralltests.

Die Mission von „DART“ besteht darin, in den Nebenstern zu krachen. Zum Zeitpunkt des Aufpralls beträgt die verbleibende Masse 550 Kilogramm, die Geschwindigkeit 6,6 Kilometer und die Aufprallenergie kann das Äquivalent von 5,7 Tonnen TNT erreichen. Der Einschlag gilt als erster Versuch in der Menschheitsgeschichte, die Ablenkung der Umlaufbahn eines Asteroiden herauszufordern. Wissenschaftler beschreiben den Aufprall etwa so, als würde man mit einem Golfwagen auf ein Fußballfeld voller Steine ​​auffahren.

Der Aufprall dürfte einen 10 Meter großen Krater auf der Oberfläche des Asteroiden hinterlassen, seine Umlaufgeschwindigkeit um etwa 1 % verändern und seine Umlaufdauer um etwa 10 Minuten verkürzen, wodurch der Doppelasteroid seine Gesamtflugbahn ändert und eine „Umleitung“ erfährt. Der Einschlag im Jahr 2005 hinterließ auf dem Kometen einen Krater mit einem Radius von 30 Metern. Im Vergleich dazu hinterließ dieser Einschlag nur einen Krater mit einem Durchmesser von 10 Metern, was darauf hindeutet, dass der Asteroid viel dichter ist als der Komet.

Durch die Beobachtung und Berechnung der Aufpralleffekte erhalten wir viele wertvolle Daten. Durch die Analyse dieser Daten können wir bestimmen, wie viel Kraft nötig ist, um die Umlaufbahn eines Asteroiden abzulenken, wenn er in Zukunft auf uns zukommt, damit die Erde einer Katastrophe entgeht. Dies ist derzeit möglicherweise der direkteste und wirksamste Weg, der Bedrohung durch Asteroideneinschläge zu begegnen. Wenn dies gelingt, wird es ein großer Segen für die Menschheit sein.

Dieser Plan wurde bereits vor 10 Jahren, im Jahr 2012, erstmals geplant. Ursprünglich war eine Zusammenarbeit zwischen der NASA und der ESA geplant. Die NASA wäre für den Aufprall verantwortlich und die ESA für die Erkennung und Beobachtung. Eine Sonde würde in die Nähe von Didymos geschickt, um die physikalischen Eigenschaften, die geologische Zusammensetzung und die innere Struktur der Asteroidenoberfläche zu untersuchen und dann die Situation nach dem Einschlag zu beobachten, um einen genaueren Vorher-Nachher-Vergleich zu erhalten.

Doch die Mission war äußerst schwierig, von den finanziellen Schwierigkeiten ganz zu schweigen. Nach der Hälfte der Mission war es der ESA nicht mehr möglich, die Mission fortzusetzen, und sie wurde deshalb abgebrochen. Die ESA griff den Plan jedoch später wieder auf, entwarf jedoch eine kleinere Sonde namens „Hera“, die voraussichtlich 2026 gestartet werden soll, um „Dithimos“ zu verfolgen und die Auswirkungen der DART-Kollision zu beurteilen.

Um den Aufprallvorgang und die Folgen besser beobachten zu können, trägt die DART-Raumsonde einen kleinen kubischen Satelliten namens „LICIA“, der 10 Tage vor dem Aufprall freigelassen wird. Dieser Satellit wurde von Italien bereitgestellt und ist mit zwei Kameras ausgestattet. Eine davon ist eine hochauflösende Schwarzweißkamera namens „LEIA“, die während des Aufpralls hochauflösende Schwarzweißbilder von der Asteroidenoberfläche aufnehmen kann, sodass Wissenschaftler die entstehenden Fontänen und Trümmer betrachten und analysieren können. Die andere Kamera heißt „LUKE“ und kann farbige Spektralbilder aufnehmen, um das Gelände des Asteroiden deutlicher zu machen.

Nun fliegt „Ditimos“ auf die Erde zu und wird zwischen dem 26. September und dem 1. Oktober dieses Jahres der Erde am nächsten sein, wobei er dann weniger als 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt sein wird. „DART“ wird sich mit ihm treffen und die Gelegenheit nutzen, eine aufopfernde Kollision mit der Erde durchzuführen. Der Satellit „LICIA“ wird den Einschlag live zur Erde übertragen. Das elektrische Signal benötigt mehr als dreißig Sekunden, um sich mit Lichtgeschwindigkeit auszubreiten. Darüber hinaus werden auf der Erdoberfläche und im Weltraum stationierte Teleskope zur Beobachtung auf diese Asteroidengruppe gerichtet.

Es wird berichtet, dass dieses Aufpralldrama live in die ganze Welt übertragen wird. Werden wir das Glück haben, dieses von Menschenhand geschaffene Weltraumwunder zu erleben? Warten wir es ab. Interessierte Freunde können im Zeitraum vom 26. September bis 1. Oktober einschalten. Wirst du es dir ansehen? Willkommen zur Diskussion, danke fürs Lesen.

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