Die Menschen sollten den Asteroiden für ihre „Freundlichkeit, nicht zu töten“ dankbar sein, aber sie sollten auch in der Lage sein, sie in die Luft zu jagen!

Vor nicht allzu langer Zeit wurde eine Science-Fiction-artige Neuigkeit zu einem heißen Thema. Wu Yanhua, stellvertretender Direktor der Nationalen Raumfahrtbehörde, sagte, mein Land werde mit der Einrichtung eines erdnahen Asteroidenabwehrsystems beginnen … um der Bedrohung unseres Heimatplaneten durch Asteroiden und außerirdische Objekte in der Zukunft wirklich zu begegnen und einen echten neuen Beitrag für China zu leisten.

Von Weibo CCTV Military

Was also sind erdnahen Asteroiden? Welche Bedrohungen stellen sie für unseren Heimatplaneten dar? Wie können diese Bedrohungen beseitigt werden? Lassen Sie uns heute darüber sprechen!

01

Danke, dass du mich nicht getötet hast

Bei den sogenannten „erdnahen Asteroiden“ handelt es sich um Asteroiden, deren Umlaufbahnen sich mit der Erdumlaufbahn kreuzen oder die sich in Zukunft mit der Erdumlaufbahn kreuzen könnten, nachdem sie durch die Gravitationskraft eines Planeten gestört wurden. Wissen Sie, im Sonnensystem gibt es weder Ampeln, Verkehrspolizei noch Weichensteller. Sollten sich die Umlaufbahnen dieser Asteroiden mit der Erde kreuzen, besteht die Gefahr einer Kollision mit der Erde. (Wenn wir im Folgenden von „Asteroiden“ und „kleinen Himmelskörpern“ sprechen, meinen wir der Einfachheit halber auch den Kern eines Kometen, schließlich kann dieser auf der Erde ähnliche Schäden anrichten wie ein „Asteroid“.)

Stand Januar 2018: Bekannte kleine Objekte des Sonnensystems

Kleine Objekte im Hauptasteroidengürtel sind braun markiert, erdnahe Objekte cyan

Die Erdumlaufbahn ist grauweiß und stellt den dritten Kreis von innen nach außen dar.

Bildquelle: NASA

Manche Freunde denken vielleicht, das Universum sei so groß und Asteroiden so klein, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sie die Erde treffen, sehr gering sein müsse, oder?

Aber das Gegenteil ist der Fall.

Wir alle sind beispielsweise schon einmal Auto gefahren und haben sicherlich schon einmal das Geräusch von Regentropfen erlebt, die an einem regnerischen Tag gegen die Autoscheiben prasseln. Wäre die Erde ein Auto auf einer Bahn, die sich um die Sonne dreht, würden die Fenster der Erde zwar auch ständig knistern, aber es wären keine Regentropfen, die auf sie treffen würden.

Tuchong Creative

Schätzungsweise treten täglich 25 Millionen Meteoroiden aller Größen in die Erdatmosphäre ein. Kumuliert beträgt die Gesamtmenge etwa 15.000 Tonnen pro Jahr.

Der Grund, warum Sie diesen Artikel immer noch auf Ihrem Telefon lesen, ist, dass die meisten Meteoroiden glücklicherweise sehr klein sind. Die überwiegende Mehrheit der sichtbaren Meteore wird von kleinen Himmelskörpern von der Größe eines Sand- oder Mungobohnenkörpers verursacht, und ihre Spatzentaktik hat normalerweise keine schwerwiegenden Folgen.

Allerdings handelt es sich bei „Meteoroid“ und „Asteroid“ lediglich um Klassifizierungsbegriffe, die vom Menschen verwendet werden und zwischen denen es keine klare Abgrenzung gibt. Wenn ein Meteoroid groß genug wird, kann er in die untere Atmosphäre oder sogar auf den Boden stürzen und eine große Katastrophe verursachen. Hier sind einige der bekannteren:

Am Morgen des 15. Februar 2013 schoss ein Feuerball über den Himmel über Tscheljabinsk in Russland und überstrahlte die aufgehende Sonne. Der Feuerball hinterließ außerdem eine etwa zehn Kilometer lange Rauchspur am Himmel. Der Meteorit, der nicht in der Luft verglühte, schlug ein sechs Meter breites Loch in den zugefrorenen Tschebakul-See. Durch die Druckwelle der Feuerballexplosion wurden mehr als 7.200 Häuser beschädigt und 1.491 Menschen erlitten indirekte Verletzungen. Es wird geschätzt, dass der Meteoriteneinschlag von Tscheljabinsk durch einen Asteroiden mit einem Durchmesser von 17 bis 20 Metern verursacht wurde.

In der Geschichte sind größere Himmelseinschläge nicht weit entfernt.

Am 30. Juni 1908 ereignete sich ebenfalls in Russland eine verheerende Explosion am Himmel über dem Fluss Tunguska. Die Druckwelle ließ Fensterscheiben in einem Umkreis von 650 Kilometern zerspringen, auf einer Fläche von mehr als 2.150 Quadratkilometern verbrannten und fällten 80 Millionen Bäume, und die barometrischen Aufzeichnungsgeräte in Großbritannien erfassten die durch die Explosion verursachten Luftdruckschwankungen. In der Wissenschaft geht man heute allgemein davon aus, dass die Ursache der Tunguska-Explosion ein Gesteinsasteroid mit einem Durchmesser von etwa 65 Metern war.

Ein Beispiel für einen Meteoritenkrater | TuChong Creative

Der bekannteste Asteroideneinschlagsort ist wahrscheinlich der Chicxulub-Krater in Mexiko. Vor etwa 66 Millionen Jahren schlug hier ein Asteroid mit einem Durchmesser von mindestens 10 Kilometern und einer Geschwindigkeit von 20 Kilometern pro Sekunde ein und eröffnete damit den Auftakt zum Massenaussterben in der Kreidezeit. 75 % aller Arten auf der Erde, darunter alle Nicht-Vogel-Dinosaurier, haben sich bei diesem Aussterben für immer aus dem Stadium des Lebens auf der Erde verabschiedet.

Aus dieser Perspektive ist es der „Güte der Asteroiden, nicht zu töten“, dass sich die Menschheit bis heute entwickeln kann.

02

Wie stark ist die Wirkung?

Ich fürchte, Sie können keine einzige Zeile schreiben.

Wie bereits erwähnt, verursachte ein 10 Kilometer großer Asteroid ein Massenaussterben. Sie fragen sich vielleicht: Wie kann ein Stein von nur 10 Kilometern, also der Größe einer Stadt, eine Katastrophe über eine Welt mit einer Oberfläche von 500 Millionen Quadratkilometern bringen?

Tuchong Creative

Vergessen Sie nicht, dass dieser Felsen 10 Kilometer hoch ist – mehr als tausend Meter höher als der Mount Everest. Ein solch riesiger Berg schlägt mit hoher Geschwindigkeit auf dem Boden auf. Wir können die Formel für die kinetische Energie verwenden, um die transportierte Energie zu berechnen (das Kombinieren der Formeln entfällt):

Diese Energie ≈ Dichte × Durchmesser³ × Geschwindigkeit² ÷ 3,82

Tragen Sie die Daten nacheinander in die Formel ein, und zwar immer entsprechend den Standardeinheiten des Internationalen Einheitensystems. Die durchschnittliche Dichte kohliger Chondriten beträgt 3.300 kg/Kubikmeter, der Durchmesser 10.000 Meter und die Geschwindigkeit 20.000 Meter/Sekunde. Sie können sehen, dass diese Formel das Produkt der Kuben der Quadrate von mehreren Tausend und Zehntausend Dingen berechnet, und das Endergebnis beträgt ungefähr 346.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Joule – die ersten drei Ziffern der wissenschaftlichen Schätzung dieser Auswirkung sind 420, aber die Größenordnung ist dieselbe, eine 24-stellige Zahl (Sie können sehen, dass tatsächlich keine Linie aufgeschrieben ist ↓↓↓).

420.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Joule

Was ist das Konzept dahinter? Dies entspricht der gesamten Energie, die der Kern der Sonne pro Millisekunde erzeugt, oder der Energie, die bei der Explosion von zwei Millionen Zar-Wasserstoffbomben freigesetzt wird. Wären die 500 Millionen Quadratkilometer der Erdoberfläche gleichmäßig mit 2 Meter tiefem, 0°C kaltem Wasser bedeckt, dann würde diese Energie ausreichen, um das gesamte Wasser zum Kochen zu bringen.

Glücklicherweise konzentriert sich die Aufprallenergie in diesem Moment auf den Aufprallpunkt, wodurch der Asteroid vollständig verdampft und an Ort und Stelle ein riesiger Krater mit 100 Kilometern Durchmesser und 30 Kilometern Tiefe entsteht, anstatt die gesamte Energie auf einmal auf die gesamte Erde zu verteilen. Aber freuen Sie sich nicht zu früh. Das Gesetz der Energieerhaltung besagt, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis alle Menschen sterben, da der Aufprall durch die Kollision zwar verzögert erfolgt, aber er wird kommen …

Ausgehend vom Aufprallort kam es zu starken Winden mit Geschwindigkeiten von 1.000 Kilometern pro Stunde und Tsunamis mit bis zu 1.500 Meter hohen Wellen. Darüber hinaus werden in einem Augenblick 25 Billionen Tonnen Materie in den Himmel geschleudert. Ein Teil davon wird in den Weltraum spritzen und nie zurückkehren, während der andere Teil auf die Erde zurückfällt. Wenn sie wieder in die Atmosphäre eintreten, entzünden sie sich erneut und der Feuersturm wird über die Welt hinwegfegen.

Tuchong Creative

Der durch den Aufprall entstehende große Staub und die durch die Verbrennung entstehende Asche schweben in der Atmosphäre, blockieren das Sonnenlicht für lange Zeit und behindern die Photosynthese der Pflanzen. Das Ökosystem wird zusammenbrechen und die Verbraucher auf allen Ebenen der Nahrungskette werden einer nach dem anderen sterben.

Danach wurde die Erde so schwer gequält. Wird es in Zukunft Frieden geben? Die Lage des Asteroiden ist natürlich:

Ich habe mich geirrt. Ich werde es das nächste Mal wieder tun.

03

Die Menschheit darf sich nicht allein auf die Gnade des Nichttötens durch Asteroiden verlassen

Obwohl noch kein Asteroid der Menschheit einen tödlichen Schlag versetzt hat, können wir uns in dieser Angelegenheit nicht wirklich auf Glück verlassen.

Nach Schätzungen der NASA kollidiert etwa alle 5.000 Jahre ein Asteroid mit einer Größe von über 140 Metern mit der Erde. Am 25. Juli 2019 flog ein Asteroid mit der vorläufigen Nummer 2019 OK in einer Entfernung von 72.000 Kilometern an der Erde vorbei, was weniger als einem Fünftel der Entfernung zwischen Erde und Mond entspricht. Es ist schon beängstigend genug, so nah dran zu sein, oder? Noch erschreckender ist, dass es erst am Tag vor dem Vorbeiflug von Menschen entdeckt wurde!

Am 13. April 2029 wird der 170 bis 450 Meter große Asteroid 99942, auch „Apocalypse“ genannt, in einer Entfernung von etwa 32.000 Kilometern an der Erde vorbeifliegen. Diese Entfernung ist bereits geringer als die Umlaufbahn des synchronen Satelliten!

Der Mensch ist stolz darauf, intelligente Lebewesen zu sein, doch es wäre entmutigend, wenn man sich vorstellte, dass er bei einem Asteroideneinschlag einen ebenso elenden Tod sterben würde wie die ungebildeten Dinosaurier.

Um zu verhindern, dass wir ohne ersichtlichen Grund von Asteroiden getroffen werden, müssen wir zunächst wissen, wie viele es gibt und wo sie sich verstecken. Je früher wir sie entdecken, desto besser. Vor fast 30 Jahren wurden eine Reihe von Projekten zur Überwachung erdnaher Objekte gestartet. Dabei wurden durchschnittlich 40 Objekte pro Woche entdeckt, was ein fruchtbares Ergebnis darstellt.

Die Anzahl der Entdeckungen durch jedes NEO-Überwachungsprojekt

Bildquelle: NASA

Warum sagte Vizedirektor Wu, wir müssten ein boden- und weltraumgestütztes Überwachungssystem einrichten? Reicht es nicht, vom Boden aus zu beobachten? Es ist definitiv nicht genug. Manche Asteroiden geraten in den Schutz des Lichts heller Himmelskörper, wie etwa der über Tscheljabinsk, der aus Richtung der Sonne fliegt. Wer es im Voraus entdecken möchte, muss tagsüber die Sterne beobachten, sodass niemand im Voraus von seiner Ankunft weiß.

Ein weiteres Beispiel ist das sehr unglückliche OK 2019 (die oben erwähnte Asteroidenzahl). An den Tagen, an denen er sichtbar sein sollte, war der Mond voll. Wenn das Überwachungssystem außerhalb der Atmosphäre gestartet wird, befindet sich direkt neben den hellen Scheiben von Sonne und Mond ein stockdunkler Weltraum, und es wird möglich sein, „Sterne bei Tag zu finden“.

Wenn wir also großes Glück – oder großes Pech – haben und tatsächlich einen Asteroiden finden, der auf die Erde zusteuert, wie würden wir damit umgehen?

04

Sein oder Nichtsein?

Werde nicht sanft in die gute Nacht gehen!

In Science-Fiction-Katastrophen-Blockbustern aus Hollywood wird gerne die Handlung von Asteroiden verwendet, die auf die Erde einschlagen. In Filmen wie „Armageddon“ und „Die Legende von Aang“ versuchen Menschen mit allen Mitteln, Asteroiden in die Luft zu jagen. Das Gleiche gilt auch in der Realität. Angesichts dieser Zerstörungskrise werden die Menschen niemals tatenlos zusehen. Die gute Nachricht ist, dass es bereits viele praktikable Lösungen gibt.

Wenn ein Asteroid entdeckt wird, der die Erde bedroht, können alle möglichen Optionen letztlich in zwei Kategorien unterteilt werden: Störung und Zurückdrängung.

Unter Desintegration versteht man die Aufspaltung des Asteroiden in einzelne Einzelteile (meist durch Explosion). Die kleinen, in verschiedene Richtungen fliegenden Himmelskörperfragmente werden die Erde verfehlen oder klein genug sein, um in der Atmosphäre zu verglühen.

Beim Wegstoßen wird der Asteroid insgesamt von seiner Umlaufbahn abgebracht bzw. beschleunigt oder abgebremst, so dass er früher oder später am Treffpunkt ankommt und somit auch das Ziel verfehlt. Der Äquatordurchmesser der Erde beträgt 12.756 Kilometer und ihre Umlaufgeschwindigkeit beträgt 30 Kilometer pro Sekunde. Um eine Länge der Erde zurückzulegen, benötigt die Erde 425 Sekunden oder etwa siebeneinhalb Minuten. Der Zweck des Wegstoßens besteht darin, 425 Sekunden für die Erde zu gewinnen.

Es gibt mehrere spezifische Implementierungsmethoden:

Am ehesten kommen thermonukleare Waffen in Frage. Die enorme Wärmeenergie, die von thermonuklearen Waffen erzeugt wird, kann einen Asteroiden teilweise verdampfen und das vorübergehend erzeugte Gas dazu verwenden, den Asteroiden zu zersetzen oder Materie auszustoßen, um den Hauptkörper aus der Umlaufbahn zu drängen. Aber seien Sie vorsichtig. Sollte der Plan scheitern, würde nicht nur ein Asteroid auf die Erde treffen, sondern auch ein nuklear verseuchter Asteroid.

Bei der Methode der kalten Waffe wird ein Impaktkörper abgefeuert, der den Asteroiden trifft und seine Geschwindigkeit oder Richtung ändert. Oder nutzen Sie eine berührungslose Methode und lassen Sie einen Traktor neben dem Asteroiden herfliegen. Die Schwerkraft wird den Asteroiden allmählich aus seiner Umlaufbahn ziehen. Wie das Sprichwort sagt: „Ein kleiner Fehler kann zu einem großen Fehler führen.“ Wird der Plan früh genug umgesetzt, besteht die Hoffnung, dass der Asteroid sein Ziel verfehlt.

Es gibt auch viele weniger anspruchsvolle Ideen, wie etwa das Senden eines Baggers zur Oberfläche eines Asteroiden, um kontinuierlich Material von der Oberfläche des Asteroiden in den Weltraum zu schleudern, wodurch dieser langsam zerfällt und gleichzeitig der Impulserhaltungssatz dazu beiträgt, die Umlaufbahn des Asteroiden zu verändern. Alternativ könnte ein Laser oder ein Fokussierspiegel verwendet werden, um einen Teil der Asteroidenoberfläche zu verdampfen, sodass dieser durch das ausgestoßene Gesteinsgas allmählich weggedrückt wird. Und so weiter.

Auch hinsichtlich der Zeit, die es braucht, bis die Wirkung eintritt, kann man ihn in zwei Kategorien unterteilen: Blitzkrieg und langwieriger Krieg. Thermonukleare Waffen oder Impaktwaffen gelten als Blitzkrieg, während Gravitationstraktion, Auswurf durch Ausgrabung und lokaler Auswurf als langwierige Kriegsführung gelten. Doch egal, welche Methode zum Einsatz kommt, sie muss rechtzeitig erkannt und möglichst frühzeitig eingeleitet werden. Die NASA geht in ihrer optimistischsten Schätzung von einer Vorbereitungszeit von fünf bis zehn Jahren aus und führt derzeit ein Einschlagexperiment auf dem Asteroiden 65803 Didymos durch, dessen Einschlag für Ende September/Anfang Oktober 2022 erwartet wird.

Der Vorschlag von Vizedirektor Wu, im Jahr 2025 oder 2026 ein technisches Experiment durchzuführen, ist zeitlich bereits sehr ambitioniert. Aus den Worten von Direktor Wu können wir entnehmen, dass der Umsetzungsplan Wirkung zeigt, aber ich weiß nicht, welchen Asteroiden wir wählen werden?

Lassen Sie mich zum Schluss über etwas sprechen, das jeder gerne hört. Obwohl die Leute beim Einschlag eines kleinen Himmelskörpers auf der Erde dazu neigen, dies als eine „Naturkatastrophe“ zu betrachten, werden manche Leute gelegentlich dadurch sehr reich (natürlich müssen sie nicht am Ort des Geschehens sein, wenn die Kollision stattfindet …).

In Deutschland gibt es beispielsweise eine Kleinstadt namens Nördlingen mit weniger als 20.000 Einwohnern. Es befindet sich in einer riesigen Grube mit einem Durchmesser von 25 Kilometern und einer Tiefe von etwa 100 bis 150 Metern. Zunächst dachten die Wissenschaftler, dass es sich bei dieser Grube um einen Krater handele. Später wurde hier Koesit gefunden, der nur bei Hochgeschwindigkeitseinschlägen entstehen kann. Dies deutet darauf hin, dass es sich hier um einen Einschlagkrater handelte, der vor 15 Millionen Jahren von einem Asteroiden mit einem Durchmesser von 1.500 Metern gebildet wurde.

Durch den Aufprall und die hohen Temperaturen entstanden schätzungsweise insgesamt 72.000 Tonnen Impaktdiamanten. Leider waren diese Diamanten sehr klein, die größten waren nicht größer als 0,2 mm. Sie wurden in den Boden gemischt und von den Erbauern dieser Stadt unbeabsichtigt zum Bau von Straßen, Mauern und Häusern verwendet. Aus diesem Grund ist diese Stadt im Hinblick auf den „Diamantengehalt“ wirklich reich.

Autor | Qu Jiong, ein populärwissenschaftlicher Autor, hat Arbeiten im Nationalmuseum, der National Space Administration usw. veröffentlicht.

Rezension | Liu Xi, Forscher am Beijing Planetarium, Wissenschaftsfilmregisseur und Autor

Herausgeber | Ding Zong

Dieser Artikel wird von der „Science Rumor Refutation Platform“ (ID: Science_Facts) erstellt. Bei Nachdruck bitten wir um Quellenangabe.

Die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Galerie und dürfen nicht reproduziert werden.