Da der Asteroid 2005 YU55 gestern in der Nähe der Erde vorbeifährt, fragen sich viele Menschen, ob wir einen Asteroiden umleiten könnten, der in seiner Umlaufbahn auf einen Schnittpunkt mit der Erde zusteuert.
Bei Naturkatastrophen wäre ein Asteroidenangriff auf die Erde natürlich äußerst schlimm. Selbst relativ kleine Weltraumfelsen könnten Millionen von Menschen vom Planeten abwischen, und für die wirklich großen Asteroiden - wie die, die das Chicxulub-Ereignis vor 65 Millionen Jahren verursacht haben - ist es unwahrscheinlich, dass die Menschheit überleben würde. Und doch bieten Asteroiden trotz all ihrer Verwüstung einen Hoffnungsschimmer. Ein Asteroidenschlag ist vermeidbar, da wir die Zeit haben, uns damit zu befassen.
"Heute befindet sich kein bekannter Asteroid auf einem Kollisionskurs mit der Erde", sagte Dr. David Morrison vom NEO-Programm (Near Earth Object) der NASA in einem Bericht der Spaceguard Survey vor einigen Jahren, der nach nah vorbeifahrenden Objekten sucht. „Die Spaceguard Survey erwartet keinen großen Asteroiden, der uns direkt bedroht. Wenn jedoch ein solcher Stein auf einem Kollisionskurs entdeckt wird, gehen wir davon aus, dass wir geeignete Technologien anwenden würden, um ihn abzulenken, bevor er trifft. Asteroideneinschläge sind die einzige natürliche Gefahr, die wir im Prinzip vollständig beseitigen können. “
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Umlaufbahn eines Asteroiden zu ändern. Aber wie geht das am besten?
Lassen Sie uns zunächst ein wenig darüber sprechen, womit wir es zu tun haben. Ein erdnahes Objekt ist ein Asteroid oder Komet, dessen Umlaufbahn in die Nachbarschaft der Erde eintritt - alles, was sich innerhalb von 195 Millionen Kilometern um die Erdumlaufbahn befindet. Einige Objekte sind seit Millionen Jahren mit uns unterwegs und winden sich in unseren Orbitalweg hinein und aus ihm heraus. Irgendwann wird eines dieser Objekte zur falschen Zeit am falschen Ort sein und die Erde treffen.
Überall sind sich Astronomen des Problems bewusst, und es werden mehrere Untersuchungen durchgeführt, um alle potenziellen erdüberquerenden Asteroiden zu entdecken und zu katalogisieren, wie beispielsweise die Spaceguard-Vermessung, mit der alle erdnahen Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 1 km entdeckt werden sollen. Felsen über dieser Größe haben das Potenzial, die Zivilisation, wie wir sie kennen, zu beenden. Es wäre also gut zu wissen, ob einer von ihnen auf uns zukommt.
Objekte mit einem Durchmesser von nur 140 Metern verursachen jedoch regionale Schäden und sogar den Tod von Millionen, wenn man eine Großstadt trifft. Diese kleineren Felsen haben ebenfalls Priorität.
Bis zum 03. November 2011 wurden 8.421 erdnahe Objekte entdeckt. Etwa 830 dieser NEOs sind Asteroiden mit einem Durchmesser von ungefähr 1 Kilometer oder mehr. Außerdem wurden 1.262 dieser NEOs als potenziell gefährliche Asteroiden eingestuft, die das Potenzial haben, sich der Erde zu nähern, wobei ihre Größe groß genug ist, um im Falle eines Aufpralls erhebliche regionale Schäden zu verursachen.
Darüber hinaus schätzen Astronomen, dass es nach jüngsten Ergebnissen des WISE-Raumfahrzeugs Wide-Field Infrared Survey Explorer (NASA), das zusammen mit den anderen Untersuchungen dazu beigetragen hat, etwa 90 Prozent der größten erdnahen Asteroiden zu finden, ungefähr 19.500 mittelgroße erdnahe Asteroiden gibt da draußen, was bedeutet, dass die Mehrheit dieser mittelgroßen Asteroiden noch entdeckt werden muss. Dies sind Objekte mit einer Breite zwischen 100 und 1.000 Metern (330 und 3.300 Fuß).
Astronomen arbeiten daran, eine umfassende Liste aller gefährlichen Weltraumfelsen zu erstellen. Was ist, wenn ein Asteroid mit unserem Namen darauf steht? Welche Maßnahmen können wir ergreifen, um es zu erreichen und zu zerstören oder zumindest seine Flugbahn von einer Kollision mit der Erde weg zu ändern?
Wir sprechen hier nicht von einem Armageddon- oder Deep Impact-Szenario. Es gibt keine Möglichkeit, einen Asteroiden aufzuhalten, der uns in wenigen Monaten treffen wird - wir wissen nicht wie und verfügen nicht über die Technologie. Nehmen wir an, wir haben einige Jahrzehnte Warnung.
Wie könnten wir es aufhalten?
Der frühere Apollo-Astronaut Rusty Schweickart hat mehrfach mit dem Space Magazine gesprochen und betont, dass die Technologie, die zur Umleitung eines Asteroiden benötigt wird, heute existiert. "Das heißt, wir müssen nicht in ein großes Technologieentwicklungsprogramm einsteigen, um die meisten Asteroiden abzulenken, die eine Gefahr für den Aufprall darstellen würden", sagte er. „Diese Technologie wurde jedoch nicht in einem Systemdesign zusammengefasst und nicht verifiziert, getestet oder nachgewiesen, dass sie tatsächlich einen Asteroiden ablenken kann. Wir müssen also alles testen - testen Sie genau die Sequenz, die wir für eine Ablenkungskampagne verwenden würden. “
Der beste Weg, dies zu testen, wäre, die NASA oder vielleicht ein Konsortium von Weltraumagenturen eine tatsächliche Mission durchführen zu lassen, um das gesamte System zu testen.
"Nicht mit einem Asteroiden, der einen Aufprall droht", sagte Schweickart, "sondern mit einem Asteroiden, der sich nur um sein eigenes Geschäft kümmert, und wir hätten die Möglichkeit zu zeigen, dass wir seine Umlaufbahn auf kontrollierte Weise leicht verändern können."
Schweickart beschrieb zwei Arten von "Ablenkungskampagnen" für einen bedrohlichen Asteroiden: a kinetische Auswirkung würde den Asteroiden grob in eine andere Umlaufbahn "schieben" (eine größere Version dessen, was mit dem Deep Impact-Raumschiff passiert ist) und a Schwerkrafttraktor oder Raumschlepper würde langsam am Asteroiden ziehen, um den resultierenden Änderungsverlauf präzise zu trimmen, indem nichts weiter als die Anziehungskraft zwischen den beiden Körpern verwendet wird. Zusammen bilden diese beiden Methoden eine vollständige Ablenkungskampagne unter Verwendung der vorhandenen Technologie.
Welche anderen Optionen gibt es?
Spreng es mit Atomwaffen in die Luft
In jeder Hollywood-Geschichte, die sich mit Asteroiden befasst, geht es immer darum, Atomsprengköpfe an Bord eines Raumschiffs zu packen und dann herauszufliegen, um den Asteroiden in die Luft zu jagen. Kaboom! Problem gelöst? Nicht genau. Die Wissenschaft in diesen Filmen ist bestenfalls irreführend und wahrscheinlich einfach falsch.
Außerdem ist dies, wie Schweickart betont, wahrscheinlich eine wirklich schlechte Idee. Er glaubt, dass es das Problem gibt, viele kleinere und ebenso tödliche Gesteinsstücke durch Sprengen eines großen Asteroiden zu erzeugen (und dies könnte tatsächlich seine Zerstörungskraft erhöhen). In einem Bericht des Nationalen Forschungsrates aus dem Jahr 2010 geben Wissenschaftler jedoch zu dass nukleare Explosionen das einzige derzeitige, praktische Mittel sind, um mit großen NEOs (Durchmesser größer als 1 Kilometer) umzugehen, oder als Backup für kleinere, wenn andere Methoden versagen sollten.
Es gibt einen zusätzlichen rechtlichen Haken. Artikel IV der Vertrag über Grundsätze für die Aktivitäten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums, einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper verbietet Ländern den Einsatz von Atomwaffen im Weltraum. Herkömmliche Sprengstoffe sind zulässig, aber nicht so effektiv. Schweickart befürchtet jedoch, dass die NASA für Manipulationen offen sein könnte, um die Verbreitung weltraumgestützter Atomwaffen unter dem Deckmantel der internationalen "Sicherheit" voranzutreiben.
* Update: Das heißt, ein anderer Minderungsplan beinhaltet auch Atomwaffen und heißt Nukleare Ablation. Dies würde die Detonation einer Nuklearwaffe in unmittelbarer Nähe eines Asteroiden beinhalten und die Strahlung verdampft seine Oberfläche, wodurch ein explosiver Schub und eine Änderung der Geschwindigkeit als Reaktion erzeugt werden.
In ihrem NEO-Workshop-Bericht 2007 stellte die NASA-Programmanalyse und -evaluierung fest, dass ein solcher Ansatz 100-mal effektiver ist als ein kinetischer Impaktor.
Verwenden Sie ein Sonnensegel
Für eine elegantere Idee, anstatt sie in die Luft zu jagen, hat der Physiker Gregory Matloff das Konzept der Verwendung eines Zwei-Segel-Solarphotonen-Triebwerks untersucht, das konzentrierte Sonnenenergie verwendet. Eines der Segel, ein großes Parabolkollektorsegel, war ständig der Sonne zugewandt und richtete reflektiertes Sonnenlicht auf ein kleineres, bewegliches zweites Triebwerkssegel, das konzentriertes Sonnenlicht gegen die Oberfläche eines Asteroiden strahlte. Theoretisch würde der Strahl einen Bereich auf der Oberfläche verdampfen, um einen Aerojet aus Materialien zu erzeugen, der als Antriebssystem zur Änderung der Flugbahn des NEO dienen würde.
Binde sie zusammen
Bereits 2009 hatte David French, Doktorand in Luft- und Raumfahrttechnik an der North Carolina State University, die Idee, Ballast mit einem Haltegurt an einem Asteroiden zu befestigen. Auf diese Weise erklärt French: "Sie ändern den Massenschwerpunkt des Objekts, ändern effektiv die Umlaufbahn des Objekts und lassen es an der Erde vorbeiziehen, anstatt es zu beeinflussen."
Spiegelbienen
Eine andere elegantere Technik verwendet auch konzentriertes Licht, um einen Asteroiden sanft zu bewegen. Dieses Projekt, das von der Planetary Society gesponsert wurde, heißt „Mirror Bees“. Dabei werden viele kleine Raumschiffe verwendet, die jeweils einen Spiegel tragen und um einen gefährlichen Asteroiden schwärmen. Das Raumschiff konnte seine Spiegel präzise kippen, um das Sonnenlicht auf einen winzigen Punkt auf dem Asteroiden zu fokussieren, den Stein und das Metall zu verdampfen und eine Strahlwolke aus überhitzten Gasen und Trümmern zu erzeugen. Alternativ könnten die Satelliten leistungsstarke Laser enthalten, die vom Sonnenlicht gepumpt werden, und die Laser könnten verwendet werden, um das Gestein zu verdampfen. Der Asteroid würde zum Treibstoff für seine eigene Rakete werden - und langsam würde sich der Asteroid auf eine neue Flugbahn bewegen.
Laser
Eine weitere interessante Technik der Universität von Alabama in Huntsville wäre die Platzierung eines Lasersystems im Weltraum oder auf einer zukünftigen Mondbasis. Wenn ein potenzieller erdüberquerender Asteroid entdeckt wird, zielt der Laser auf ihn und feuert über einen langen Zeitraum. Eine kleine Menge Material würde von der Oberfläche des Asteroiden abgeschlagen, was seine Umlaufbahn leicht ablenken würde. Über einen langen Zeitraum summierte sich die Asteroiden-Kurskorrektur und verwandelte einen direkten Treffer in einen Beinahe-Miss.
Plastikfolie
Ein äußerst erfinderisches Konzept besteht darin, einen Asteroiden mit einem Satelliten mit Bändern aus reflektierender Mylar-Folie zu umwickeln. Wenn nur die Hälfte des Asteroiden bedeckt wird, ändert sich seine Oberfläche von matt zu reflektierend, möglicherweise genug, damit der Sonnendruck die Flugbahn des Asteroiden ändern kann.
Massentreiber
Diese Idee beinhaltet die Verwendung mehrerer Lander, um sich zu treffen und an einem bedrohlichen Asteroiden zu befestigen, in seine Oberfläche zu bohren und kleine Mengen des Asteroidenmaterials mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung eines Massentreibers (Schienenkanone oder elektromagnetischer Werfer) wegzuwerfen. Wenn der Effekt über einen Zeitraum von Wochen oder Monaten angewendet wird, ändert sich schließlich die heliozentrische Geschwindigkeit des Ziel-Asteroiden und damit seine nächste Annäherung an die Erde.
Andere Ideen umfassen das Anbringen eines normalen Raketenmotors am Asteroiden; Malen eines Asteroiden, um ihn dunkler oder heller zu machen, so dass er mehr oder weniger Sonnenlicht absorbiert und wieder ausstrahlt, was seinen Spin und schließlich seine Umlaufbahn beeinflusst; und ein Hirtenionenstrahl.
Zivilschutz (Evakuierung, Schutz vor Ort, Bereitstellung von Notfallinfrastruktur) ist eine kostengünstige Minderungsmaßnahme, um Leben vor den kleinsten NEO-Aufprallereignissen zu retten, und wäre auch ein notwendiger Bestandteil der Abschwächung bei größeren Ereignissen.
Der Schlüssel zur Ablenkung eines gefährlichen Asteroiden besteht darin, ihn frühzeitig zu finden, damit ein Plan entwickelt werden kann. Schweickart sagte, dass es zu spät sei, Entscheidungen darüber zu treffen, wie die Bedrohung gemindert werden kann, wenn ein Weltraumfelsen bereits unterwegs ist, und dass alle Entscheidungen darüber, was getan wird und wie, jetzt getroffen werden müssen. "Das eigentliche Problem hierbei ist die internationale Zusammenarbeit, damit wir koordiniert entscheiden können, was zu tun und zu handeln ist, bevor es zu spät ist", sagte er. "Wenn wir zögern und darüber streiten, streiten wir uns über den Punkt hinaus, an dem es zu spät ist, und wir werden den Treffer erzielen."
Weitere Informationen finden Sie im Bericht des Internationalen Gremiums der Vereinigung der Weltraumforscher (unter Vorsitz von Schweickart): Asteroiden-Bedrohungen: Ein Aufruf zur globalen Reaktion.
Bericht des Nationalen Forschungsrats: Verteidigung des Planeten Erde: Erdnahe Objekterhebungen und Strategien zur Gefahrenminderung. Abschlussbericht.
Fraser Cain hat immens zu diesem Artikel beigetragen.
