Didymos ist ein Asteroid. Aber kein gewöhnlicher Asteroid. Er kommt der Erde vergleichsweise nahe. Er hat einen kleinen Mond. Und er könnte der Ort sein, an dem unser erster echter Versuch stattfindet, eine brauchbare Methode zur Asteroidenabwehr zu finden!

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Transkription

Sternengeschichten Folge 179: Der Doppelasteroid Didymos und die Asteroidenabwehr

Am 11. April 1996 hat der Astronom Joe Montani an der amerikanischen Kitt-Peak-Sternwarte in Arizona einen Asteroid entdeckt. Das war genau das, was er im Rahmen des “Spacewatch”-Projekts tun sollte: Asteroiden finden. Die Entdeckung eines Asteroiden war im Jahr 1996 auch keine große Sensation mehr; man kannte damals schon hunderttausende. Aber der Fund von Montani war trotzdem außergewöhnlich. Und könnte vielleicht in Zukunft eine fundamental wichtige Rolle für die gesamte Menschheit spielen.

Der 1996 entdeckte Asteroid ist knapp 800 Meter groß. An seinem sonnennächsten Punkt ist er unserem Stern näher als die Erde; der sonnenfernste Punkt liegt außerhalb der Bahn des Mars. Das bedeutet, dass der Asteroid auf seinem Weg um die Sonne die Bahn der Erde kreuzt. Er gehört damit zur Population der Erdnahen Asteroiden und von denen kannte man damals noch nicht sehr viele; schon gar keine so großen wie den, den Montani fand.

Eine akute Gefahr geht von ihm aber nicht aus. Im Jahr 2003 flog der Asteroid in 7,2 Millionen Kilometer Entfernung an der Erde vorbei. Das entspricht dem 18fachen Abstand des Mondes von unserem Planeten – also kein Grund zur Sorge. Und es wird bis zum November 2123 dauern, bevor der Asteroid diesen Abstand unterschreitet – dann wird er in knapp 6 Millionen Kilometer Abstand an uns vorbei fliegen.

Den vergleichsweise nahen Vorbeiflug im Jahr 2003 nutzten die Astronomen aber, um ihn mit Radarstrahlen von der Erde aus abzutasten und mehr über seine Form herauszufinden. Dabei entdeckte man eine weitere Besonderheit: Der Himmelskörper wird von einem kleinen “Mond” umkreist. Ein 150 Meter großer Brocken bewegt sich in einem Kilometer Abstand alle 12 Stunden um den Asteroid herum.

Auch Doppelasteroiden kannte man vorher schon und hat seitdem viele weitere davon entdeckt. Eine letzte Eigenschaft macht die beiden Himmelskörper aber trotzdem ganz besonders interessant für die Forschung. Von allen Asteroiden vergleichbarer Größe sind diese beiden am einfachsten von der Erde aus zu erreichen. Will man von unserem Planeten irgendeinen anderen Himmelskörper erreichen, muss man die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs entsprechend anpassen. Man muss entweder schneller oder langsamer werden und in beiden Fällen braucht man Treibstoff. Je größer der zu überbrückende Unterschied in den Geschwindigkeiten ist, desto mehr Treibstoff benötigt man und desto teurer und aufwändiger wird eine entsprechende Mission.

Hier beträgt der Unterschied aber nur 5,1 km/s; was wirklich wenig ist, wenn man es beispielsweise mit den 6 Kilometern pro Sekunde vergleicht die man überwinden muss, wenn man von der Erde aus den Mond erreichen kann. Didymos, wie der Asteroid mittlerweile genannt wird, ist also ein lohnendes Ziel für Raumfahrtmissionen. Und genau so eine Mission könnte in Zukunft nicht nur stattfinden, sondern auch der erste Schritt beim Aufbau eines echten Asteroidenabwehrsystems sein.

Wie man einen Asteroideneinschlag verhindern kann, habe ich schon in den Folgen 76 und 77 der Sternengeschichten erklärt. Theoretisch zumindest, denn in der Praxis hat man all die Methoden die ich damals aufgezählt habe, noch nie ausprobiert. Das ist schade und ein wenig problematisch. Der Einschlag eines großen Asteroiden auf der Erde ist zwar ein seltenes Ereignis. Aber eines, das dramatische Folgen haben kann. Wir wissen, das Asteroiden in der Vergangenheit Massensterben auf der Erde ausgelöst haben und das kann auch in der Zukunft passieren.

Große Asteroiden die mehr als einen Kilometer durchmessen können dabei globale Auswirkungen haben aber auch kleinere, die nur ein paar hundert Meter groß sind, können ganze Landstriche verwüsten und schlimmer als jedes Erdbeben oder jeder Vulkanausbruch sein. Wie gesagt: Die Wahrscheinlichkeit das so etwas passiert, ist gering. Aber angesichts der möglichen Folgen sollten wir darauf vorbereitet sein. Vor allem, weil ein Asteroideneinschlag die einzige Naturkatastrophe ist, auf die wir uns vernünftig vorbereiten könnten. Im Gegensatz zu allen anderen Katastrophen können wir solche Ereignisse nämlich tatsächlich verhindern. Und wenn es einmal doch so weit ist, wäre es gut, wenn wir schon wüssten, was wir tun sollen und nicht erst anfangen müssen, alles spontan zu lernen und zu planen.

Bis jetzt hat es zwar schon viele theoretische Studien zur Asteroidenabwehr gegeben und Beobachtungsprogramme, die potentiell gefährliche Objekte finden sollen. Aber die Methoden zur Abwehr sind noch nie im Weltall und unter realistischen Bedingungen ausprobiert worden. Das könnte sich in Zukunft ändern.

Im Jahr 2022 wird sich Didymos der Erde auf knapp 16 Millionen Kilometer nähern. Das ist ein großer Abstand, aber doch vergleichsweise nahe und eine ideale Möglichkeit, einen so großen Asteroid aus der Nähe zu betrachten. Die Europäische Raumfahrtagentur ESA hat darum eine spezielle Mission für diese Gelegenheit geplant. Ein kleines Raumschiff mit einem Gewicht von nur wenig mehr als 400 Kilogramm soll sich auf den Weg zum Asteroiden machen. Es wird sich dabei aber auf den kleinen Begleiter konzentrieren, der mittlerweile den Spitznamen Didymoon bekommen hat. Didymoon wird mit einer Kamera komplett vermessen und zwar mit einer Auflösung die noch Details erkennen lässt, die gerade mal einen Meter groß sind. Andere Instrumente werden die geologischen Eigenschaften untersuchen und mit Radarstrahlen will man auch Informationen über das Innere des kleinen Himmelskörpers sammeln.

Das ist aber noch nicht alles: Eine kleine Landeeinheit soll direkt auf Didymoon abgesetzt werden um den Asteroid auch ganz aus der Nähe untersuchen zu können. All das wäre schon spektakulär genug. Immerhin wäre das die erste Mission inklusive Landung bei einem Doppelasteroiden. Solche Systeme können uns sehr viel über die Entstehung der Asteroiden und ihre Entwicklung verraten. Wir gehen derzeit davon aus, dass Asteroiden ihre Monde entweder durch Kollisionen bekommen, bei denen die Trümmer dann in einer Umlaufbahn um den verbleibenden Rest enden. Oder aber sie entstehen, wenn sich ein Asteroid quasi selbst auflöst. Manche dieser Himmelskörper sind keine festen Gesteinskörper sondern eher fliegende Geröllhaufen aus losen Brocken und jeder Menge Staub. Wenn die dann – zum Beispiel durch den Einfluss der Sonnenstrahlung, den ich Folge 112 genauer erklärt habe – ihre Rotationsgeschwindigkeit erhöhen, können sich Brocken lösen und zu Monden werden.

Doppelasteroiden verraten uns also einiges über die Eigenschaften und Zusammensetzung von Asteroiden und das sind unter anderem genau die Informationen die wir brauchen, wenn wir Asteroiden abwehren wollen. Denn das geht nur, wenn wir wissen, woraus sie bestehen und wie dieses Material auf unsere Abwehrmethoden reagiert.

Bei der Mission geht es aber nicht nur, den Asteroid einfach aus der Nähe zu betrachten. Das ist nur ein Teil einer größeren Mission, die den Namen AIDA beziehunsgweise Asteroid Impact & Deflection Assessment trägt. Der zweite Teil soll von der NASA durchgeführt werden. Sie bauen ebenfalls ein kleines und simples Raumfahrzeug, dass nur eine einzige Aufgabe hat: Mit Didymoon zu kollidieren. Die Sonde wird 235 Kilogramm schwer sein und abgesehen von einer kleinen Kamera keine weiteren Instrumente mehr an Bord haben. Nach der Ankunft bei Didymoon soll sie mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 Kilometern pro Sekunde auf seine Oberfläche prallen.

Die Einschlagssonde hat natürlich auch einen passenden Namen. Sie heißt “Double Asteroid Redirection Test” oder abgekürzt DART, also “Pfeil”. Und auch die Europäische Raumfahrtagentur hat sich für ihren Teil der Mission ein passendes Akronym einfallen lassen. Die Raumsonde, die vorab den Asteroiden vermisst und das Ziel quasi vorbereit heißt “Asteroid Impact Mission” oder abgekürzt AIM, also “Ziel”.

Während DART also auf Didymoon kracht wird AIM das ganze Manöver aus einer Umlaufbahn betrachten. Sie wird untersuchen, wie genau sich der kleine Asteroid durch den Einschlag verändert. Man geht natürlich nicht davon aus, dass Didymoon dabei zerstört wird. Dafür ist die Sonde der NASA viel zu klein und wie ich in den früheren Folgen der Sternengeschichten erklärt habe, geht es bei der Asteroidenabwehr ja auch nicht darum, die Asteroiden zu zerstören. Das funktioniert nur in Hollywoodfilmen aber nicht in der Realität.

Man will die Umlaufbahn der Asteroiden verändern, damit es gar nicht erst zur Kollision kommt. Dazu muss man die Geschwindigkeit des Objekts verändern; es also ein wenig beschleunigen oder abbremsen. Und genau das kann man erreichen, wenn man eine Kollision herbei führt, die heftig genug ist. WIE heftig sie sein muss, will die AIDA-Mission herausfinden. Ein Doppelasteroid eignet sich dafür besonders gut. Wenn der Asteroidenmond seine Geschwindigkeit ändert, ändert er auch seine Umlaufbahn um den größeren Didymos. Da so ein Umlauf nur wenige Stunden dauert, hat die Raumsonde der Europäischen Raumfahrtagentur genug Zeit, sie mit großer Genauigkeit zu vermessen und so zu bestimmen, wie genau der Einschlag sich ausgewirkt hat. Gleichzeitig wird man natürlich durch den Einschlag auch mehr Informationen über die Zusammensetzung und das Innenleben von Didymoon bekommen.

Denn die Zusammensetzung spielt eine wichtige Rolle. Ist der Asteroid zum Beispiel besonders porös, dann wird die Bewegungsenergie der Raumsonde beim Einschlag vorrangig dafür sorgen, dass der Himmelskörper zerbröselt und ein großer Krater entsteht; die Änderung seiner Umlaufbahn wird aber eher gering ausfallen. Ist er fester, dann kann er auch besser “verschoben” werden. All diese Daten können dann später dafür genutzt werden, entsprechende Experimente in den Laborversuchen auf der Erde genauer zu machen.

Ob es die AIDA-Mission wirklich geben wird, steht noch nicht fest. Sowohl DART als auch AIM sind derzeit im Designstadium; es gibt noch keine festen Zusagen. Damit alles so abläuft wie geplant müssen sich NASA und ESA rechtzeitig entscheiden, die Mission durchzuführen und zu finanzieren. Zumindest aber die ESA: AIM könnte jede Menge wichtige Informationen liefern, auch wenn kein Einschlag stattfindet. Nur der Einschlag der amerikanischen Sonde ohne die Anwesenheit der beobachtenden AIM-Sonde ist aber sinnlos.

Und man hat auch nicht beliebig viel Zeit dafür. 2020 müsste man starten, wenn die für einen Einschlag günstigen Bedingungen im Jahr 2022 genutzt werden wollen. Vielleicht wird Didymoon also wirklich der erste Himmelskörper, dessen Umlaufbahn wir Menschen mit Absicht und messbar verändern. Es wäre ein enorm wichtiger Schritt um herauszufinden, wie eine vernünftige Asteroidenabwehr aussehen kann und wie wir unseren Planeten in Zukunft vor Einschlägen schützen können. Vielleicht wird die Mission aber auch nicht stattfinden. Dann müssen wir hoffen, dass irgendwann ein anderer Test stattfindet, bei dem wir Erfahrungen sammeln können und wir nicht erst dann alles lernen müssen, wenn der Ernstfall bevor steht.

Kommentare (13)

  1. #1 Gruntwartzling
    29. April 2016

    Sagt mal, kann das sein, dass Flos Stimme seit zwei Folgen ein leichtes Schlafzimmertimbre hat? Neue Freundin vielleicht?

  2. #2 Aginor
    29. April 2016

    Danke, sehr interessant! :)

    Nur eine Sache ist mir aufgefallen:
    Den Abschnitt mit der Größe des Asteroiden und den direkt danach, mit dem Vorbeiflug 2123, gbt es zweimal im Transkript, einmal über, einmal unter dem Bild.

    Hoffe das wird was mit dem Projekt.

  3. #3 Bullet
    29. April 2016

    @Florian: Die beiden Absätze über und unter dem dunkelhintergrundigen Bild sind identisch. Gibs zu: du willst nur, daß das nach mehr Gehalt aussieht. :)

  4. #4 Markus
    29. April 2016

    Ich bin guter Dinge, dass die Missionen stattfinden. Der langwierigste und ressourcenintensivste Schritt ist getan: Das Finden passender Akronyme.

  5. #5 Ferrer
    30. April 2016

    @Markus: Gut beobachtet! Weisst Du, ob es für Akronymdesign und -optimierung einen eigenen Studiengang gibt und ob es möglich ist, darin zu promovieren?

  6. #6 German_Wall
    Dortmund
    30. April 2016

    Dachte ich es mir doch. Hr. Freistetter muss das einstellen der Videos auf youtube wohl noch üben. Diese Folge war letzte Woche schon mit der anderen (178) in der Playlist erschienen. Heute war 179 dann bei youtube auch in der Video Liste und hier auf der HP zu finden. Warum muss ich das hierauch erwähnen. Jetzt werde wir auf youtube bestimmt nicht mehr in den Geschmack von doppel und dreifach Folgen. kommen. Flo wird den Fehler finden und die bereits aufgenommenen Folgen erscheinen nicht mehr ungewollt zu früh in der Playlist…..OK, kann ich mi leben.

  7. #7 German_Wall
    30. April 2016

    Ich hasse meine Funklochtastatur Schönes Wochenende.

  8. #8 Florian Freistetter
    30. April 2016

    @Germann Wall: “Jetzt werde wir auf youtube bestimmt nicht mehr in den Geschmack von doppel und dreifach Folgen. kommen. “

    Doppelt? Dreifach?

    Mein Prozedere sieht so aus:

    *) Ich produziere X Folge auf Vorrat
    *) Ich lade die mp3 auf den Server und die Videos bei YouTube hoch. Die Videos sind öffentlich, aber ungelistet
    *) (Zwischendurch aktualisiere ich die Übersicht aller Folgen auf Sternengeschichten.org und meistens sind da auch schon die vorproduzierten mp3s/Videos vorab verlinkt)
    *) Am jeweiligen Freitag aktualisiere ich den Feed und veröffentliche den jeweiligen Blogrtikel
    *) Wenn ich daran denke schalte ich das Video bei YouTube von “ungelistet” auf “öffentlich”. Tu ich aber nicht immer und dann schalte ich es öffentlich, wenn es mir einfällt.

    Um welchen “Fehler” gehts denn jetzt speziell? Dass die Videos in der YT-Playlist “Alle Folgen” erscheinen, auch wenn sie ungelistet sind? Ist das so? War mir bisher nicht gekannt. Aber ok – das stört mich jetzt nicht so sehr. Die Sternengeschichten sind ja ein Audio-Podcast und der YouTube-Kanal entstand ja damals nur als Notlösung, weil ich die mp3s nicht mit Player im Blog einbinden konnte. Es ist ja außerdem auch nicht immer so, dass ich auf Vorrat produzieren muss…

  9. #9 German_Wall
    30. April 2016

    Ich kenne mich da auch nicht so aus.

    Bsp.:

    Folge 178 und 179 erschienen letzte Woche in der YT-Playlist unter dem sternengeschichten account.

    178 erschien ebenfalls letzte Woche in der YT-Videoliste, wenn man den sternengeschichten acc anklickte.
    179 allerdings erschien erst (wie auf der HP) gestern in der YT-Videoliste, wenn man den sternengeschichten acc anklickte.

    Demzufolge dachte ich Sie produzieren auf Vorrat und in der YT-Playlist erscheinen “vorraus produzierte“ Folgn versehentlich zu früh und nicht in den entsprechenden zukünftigen Wochen.

    Letztlich kamen drei Folgen auf einmal in der YT-Playlist und auf ich meine bei meinem ersten HP Besuch am selbigen Tag hing diese um zwei Folgen hinterher.
    Aber an zwei Wochen Pause kann ich mich anschließend nicht erinnern – ich blicke nicht durch…. dachtre es würden auch mal zwei oder drei Folgen in einer Woche erscheinen. Erst heute ist mir dann die “Pause“ aufgefallen als ich “sternengeschichten (1)“ in meiner YT-Liste abonnierter channels sah. Die Freude war groß doch noch eine neue Folge serviert zu bekommen, aber es war dann lediglich Folge 179, die heute erst in YT-Videoliste aktualisiert wurde, mir aber aus der YT-Playlis von letzter Woche bekannt war.

    So doppelt gemoppelt formuliert. Habe einem super Podcater und bestimmt ebnso gutem Wissenschaftler wertvolle Zeit gestohlen. Hoffe es zumindest letztlich verständlich beschrieben zu haben.

    Gute Nacht

  10. #10 German_Wall
    30. April 2016

    Nachtag:

    Mir persönlich ist es auch lieber, wenn sie gelegentlich auf Vorrat produzieren. Lieber jede Woche eine Folge als zwei/drei Folgen auf einmal verschlingen und dann länger auf die nächste sternengeschichte warten zu müssen. Das ist wie ein kalter Entzug.

    OK, nicht ganz so schlimm.

  11. #11 German_Wall
    30. April 2016

    Playlists

    Alle Folgen

    sternengeschichten179 Videos36.774 AufrufeZuletzt am 22.04.2016 aktualisiert

  12. #12 German_Wall
    1. Mai 2016

    morgen.
    einen habe ich noch:

    http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/sternengeschichten/

    auf obrigen link ist unter folge 179 fälschlicherweise folge 178 verlinkt

    unsd solche leute wollen eine weltformel finden 😉

  13. #13 Florian Freistetter
    1. Mai 2016

    @German_Wall: ” Lieber jede Woche eine Folge “

    Es GIBT jede Woche eine Folge. Jeden Freitag wird im Podcast-Feed (http://feeds.feedburner.com/sternengeschichten) eine neue Folge veröffentlicht; jeden Freitag gibt es einen neuen Blogeintrag dazu. Die Sternengeschichten sind KEIN Youtube-Projekt; das ist nur ein Extra damit ich die Folge auch in den Blogeintrag einbinden kann. Da ich eben nicht jeden Freitag vor dem PC sitze, muss ich die Folgen dort dann eben schon mal früher hochladen.