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Asteroidenabwehr Die Erde vor knallharten Feinden schützen

Vor 65 Millionen Jahren verursachte ein Asteroid einen Klimawandel. 1908 entwurzelte eine Asteroidenexplosion in Sibirien Millionen Bäume. In Bayern hinterließ ein Einschlag einen riesigen Krater. Solche Katastrophen sollen zukünftig verhindert werden.

Stand: 26.06.2018

Die Erde steht unter dauerndem Beschuss aus dem Weltall: Zahllose Gesteinsbrocken trudeln durchs All und kollidieren mit dem, was ihnen in den Weg kommt. Große Katastrophen sind zum Glück selten. Doch wie überraschend der Einschlag eines Himmelskörpers sein kann, zeigte sich 2013.

Asteroid stürzt auf Russland

Internationaler Tag der Asteroiden

Mit dem Asteroiden-Tag wird am 30. Juni an das Tunguska-Ereignis erinnert. Am 30. Juni 1908 wurden in Sibirien rund 60 Millionen Bäume auf 2.200 Quadratkilometer durch die Explosion eines Asteroiden entwurzelt. Der "Asteroid-Day" möchte mögliche Bedrohungen und Erkenntnisse stärker ins Bewusstsein rücken, die in diesen kleinen, im Weltall verstreuten Himmelskörpern liegen.

Am 15. Februar 2013 zerbarst in der russischen Region Tscheljabinsk am Uralgebirge ein Gesteinsbrocken beim Eintritt in die Erdatmosphäre. Seine Bruchstücke schlugen als Meteoriten auf der Erde ein. Etwa 1.500 verletzte Menschen und rund 7.000 zerstörte Gebäude waren die Folge. Der Brocken hatte einen Durchmesser von 20 Metern und ein Gewicht von 16.000 Tonnen, das entspricht etwa 200 ICE-Zügen.

Am gleichen Abend näherte sich ein weiterer, viel größerer Himmelskörper der Erde: Keine 30.000 Kilometer trennten abends am 15. Februar den Asteroiden 2012 DA14 von der Erdoberfläche. Das war näher, als uns viele geostationäre Satelliten sind und zehnmal dichter bei uns als der Mond. So knapp, dass man 2012 DA14 selbst sehen konnte, wo das Wetter mitspielte. Noch nie konnte ein so naher Vorbeiflug eines Asteroiden vorhergesagt werden. Sollte uns wieder einer so nahe kommen, dann wird hoffentlich auch er vorhergesagt.

Kandidat Apophis im Jahr 2029

Einen weiteren Asteroiden kennt man bereits seit Ende 2005: Im Jahr 2029 soll der 300-Meter-Klumpen Apophis, benannt nach dem altägyptischen Gott der Finsternis und des Chaos, uns um nur rund 30.000 Kilometer verfehlen. Was wäre, wenn er seinen Kurs bis dahin doch noch minimal ändert? Oder wenn ein anderes Geschoss wie aus dem Nichts auftaucht und auf die Erde zurast? Weit oben auf der Sorgenliste ist derzeit noch ein großer Asteroid: der Asteroid 29075 1950 DA, Durchmesser ein Kilometer. Die Wahrscheinlichkeit, dass er auf der Erde einschlägt, liegt bei immerhin eins zu 300, allerdings erst in knapp 900 Jahren. Schon ein viel kleinerer Gesteinsbrocken wäre für uns gefährlich:

"Der nächste große Einschlag auf der Erde wird wahrscheinlich ein kleineres Objekt sein - mit einem Durchmesser von vielleicht 30 oder 50 Metern. Ein Objekt dieser Größenklasse ist 1908 in Sibirien heruntergekommen. Das hat zur Zerstörung von 80 Millionen Bäumen geführt. So etwas über einer Stadt wäre einfach katastrophal!"

Alan Harris, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Internationales Team zur Abwehr

Für solche Szenarien will man in Zukunft gerüstet sein. Die Vereinten Nationen wollen schon seit Längerem ein internationales Netzwerk aufbauen, das Abwehrmaßnahmen erforscht und ein funktionierendes Frühwarnsystem für die ganze Welt erstellt. Die internationale Kommission, die dazu federführend ist, heißt Space Mission Planning and Advisory Group. SMPAG (ausgesprochen "same page" - bildlich für "wir stehen alle auf einer Seite") soll eine technische Reaktionsstrategie für einen potenziellen Asteroideneinschlag entwickeln.

"Wenn es dann eine Bedrohung gibt, muss man nur die Schublade öffnen und hat die richtige Mission parat."

Sergio Camacho, Chef des UN-Aktionsteams für erdnahe Objekte

Europäisches Projekt unter deutscher Leitung

In Europa gibt es schon seit einiger Zeit einen Zusammenschluss von Experten, um die Gefahr aus dem All zu bannen: Anfang 2012 wurde das EU-Projekt "NeoShield" gestartet, das unter Leitung vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Methoden erforscht, mit denen Einschläge von Kometen und Asteroiden verhindert werden können.

"Wir wollen möglichst viel über unseren Feind herausfinden, der Kurs auf die Erde nehmen könnte."

Alan Harris, Asteroidenforscher am DLR und Projektleiter von NeoShield

Tausende Asteroiden und Kometen verzeichnet

In den vergangenen zwanzig Jahren wurden Tausende von Asteroiden und Kometen in der Nähe der Erde entdeckt: Rund 10.000 NEOs (= Near Earth Objects) sind bislang verzeichnet, jeden Monat kommen zig weitere hinzu. "Eine gefährliche Kollision mit der Erde ist etwa alle paar hundert Jahre wahrscheinlich", schätzt Asteroidenforscher und Projektleiter Alan Harris. Mit einer Geschwindigkeit von fünf bis dreißig Kilometern pro Sekunde rasen die kosmischen Geschosse durchs All. "Um ihre Umlaufbahn zu ändern und eine Kollision zu verhindern, muss man eine Kraft auf sie ausüben. Und zwar rechtzeitig", warnt Harris.

Daten aus Sicht der Asteroidenforscher neu aufrollen

Die ersten jemals gesammelten Bodenproben stammen vom Asteroiden Itokawa.

Hierfür müssen die Wissenschaftler zuerst die physikalischen Eigenschaften von Kometen und Asteroiden kennen: Die Planetenforscher des DLR bringen deshalb ihr Wissen über die Zusammensetzung, Struktur und Oberflächenbeschaffenheit von Asteroiden und Kometen ein. Außerdem analysiert das Team um Harris Beobachtungsdaten aus den vergangenen zwei Jahrzehnten: "Die Daten wurden bisher noch nicht genügend aus der Sicht der Asteroidenabwehr untersucht", erklärt Harris. Die Asteroidenforscher wollen klären, wie bedrohliche Asteroiden vom Boden aus beobachtet werden können und welche Missionen im Weltall nötig sind, um mehr über ihre Eigenschaften zu erfahren. Abhängig von der Größe eines Asteroiden sowie von der Zeit, die zwischen seiner Entdeckung und einem möglichen Eintritt in die Erdatmosphäre liegt, könnten dann verschiedene Methoden zum Einsatz kommen, die die Wissenschaftler ebenfalls noch im Detail erforschen wollen.

Mit viel Kalkül

Ist ein Asteroid entdeckt, kann man versuchen, seine Flugbahn für die nächsten Jahre und Jahrhunderte zu berechnen. Das ist bei Asteroiden sehr schwierig, da die himmlischen "Fliegengewichte" sehr leicht abgelenkt werden: Wenn sie in die Nähe größerer Körper geraten, ändert sich ihr Kurs. Bei kleinen Körpern reicht schon manchmal das Sonnenlicht, um sie vom Weg abzubringen: Da sich eine Seite des Asteroiden erhitzt, gerät er ins Taumeln. Auch ob er eine raue oder glatte Oberfläche hat, beeinflusst seine Flugbahn.

Europäisches Frühwarnsystem der ESA

Um die Flugbahn eines potenziell gefährlichen Asteroiden so früh wie möglich errechnen zu können, baut auch Europas Raumfahrtagentur ESA aus: An ihrem Standort im italienischen Frascati sollen ab jetzt im Koordinationszentrum für erdnahe Objekte NEOCC alle Erkenntnisse über entdeckte Asteroiden gebündelt werden. Das Ziel: in Echtzeit alle Bewegungen von Körpern im Sonnensystem zu kennen. Das ist die Grundvoraussetzung für ein funktionierendes Warnsystem.

Die ESA will 2019 auf Sizilien ein ganz neues Teleskop aufbauen, das innerhalb von drei bis vier Nächten den Himmel absuchen kann. Damit das in einer Nacht geht, würden noch drei bis vier solcher Teleskope gebraucht. Die Kosten schätzt ESA-Experte Detlef Koschny auf 10 bis 15 Millionen Euro pro Stück - "deutlich weniger als für eine Raumfahrtmission".

"Ich bin zuversichtlich, dass wir die großen Asteroiden Jahre vorher und damit rechtzeitig erkennen."

Detlef Koschny, Projektleiter des NEOCC

Mögliche Abwehrmethoden

Sanfte Ablenkung durch Raumsonde

Wird ein Asteroid auf Kollisionskurs Jahre vor einem möglichen Zusammenstoß entdeckt, wäre eine schmerzfreie Abwehrmethode denkbar: Wenn man eine Raumsonde nah an den Asteroiden lenkt, könnte sich ihre Gravitation auf ihn auswirken und ihn - wie von einem Seil gezogen - ablenken. Allerdings würde es mehrere Jahre dauern, bis man eine ausreichende Veränderung seiner Umlaufbahn erreicht hat.

"Bislang existiert diese Methode nur auf dem Papier, aber sie könnte funktionieren", urteilt Asteroidenforscher Alan Harris (Institut für Planetenforschung beim DLR).

Harte Ablenkung

Auch die zweite, dringlichere Abwehrmöglichkeit beinhaltet den Einsatz einer Raumsonde: Lenkt man sie gezielt auf den Asteroiden, kann ihn ihr Einschlag buchstäblich aus der Bahn werfen. Hierfür muss jedoch noch geklärt werden, wie die Raumsonde gesteuert werden soll, damit sie ihr Ziel sicher und im korrekten Winkel trifft. In Laborexperimenten wollen die Wissenschaftler noch herausfinden, wie sich ein Asteroid genau bei einer Kollision verhält.

"Das ist meiner Meinung nach eine sehr realistische Methode", meint Projektleiter Harris.

Nukleare Explosion

Nur wenn die Zeit drängt, käme für Alan Harris die ganz harte Methode in Betracht: "Würde man ein sehr großes gefährliches Objekt mit einem Durchmesser von einem Kilometer oder mehr entdecken, würden die beiden anderen Methoden das Problem wahrscheinlich nicht mehr lösen." Die größte Kraft, die man dann einsetzen könnte, wäre eine nukleare Explosion. Ebenfalls eine Lösung, die die Wissenschaftler untersuchen wollen - allerdings ohne eine konkrete Mission dafür zu planen. Erforscht werden soll, wie sich eine Explosion in unmittelbarer Nähe eines Asteroiden oder auf seiner Oberfläche im luftleeren Weltraum auswirkt.

"Diese Methode wird aber sehr kontrovers gesehen", sagt Alan Harris.

Fahrplan bei drohender Kollision

Um Asteroiden von der Erde fernhalten zu können, muss man sie erst besser kennen.

Die Ergebnisse der Asteroidenbeobachtungen und der Laborexperimente fließen kontinuierlich in Computersimulationen ein. Nach dreieinhalb Jahren sollen weitreichende Kenntnisse über Asteroiden und ihre mögliche Abwehr vorliegen. Und die Forscher wollen noch einen Schritt weitergehen: "Wir planen auch internationale Raumfahrt-Missionen, mit denen man in einigen Jahren die erforschten Abwehrmethoden testen könnte." Am Ende soll ein Fahrplan stehen, der bei einer drohenden Asteroidenkollision in Aktion tritt. "Wir möchten dafür etwas vorschlagen, das Anfang der 2020er-Jahre demonstriert werden kann", sagt Wolfram Lork, Leiter des Projekts beim Raumfahrtkonzern Astrium in Friedrichshafen. Er sei "zuversichtlich, dass das von der technischen Seite her bis dahin geht".

Die von der UNO angedachte internationale Kooperation soll noch weiter reichen. Expertenteams in verschiedenen Ländern sollen nicht nur Abwehrmaßnahmen erforschen, sondern auch ein Frühwarnsystem entwickeln, das im Katastrophenfall einen effektiven Schutz bietet. Dazu ist vor allem eines nötig: politischer Wille, sprich: Geld.

Wer entscheidet im entscheidenden Moment?

Eine interessante Frage bleibt offen: Abwehrmaßnahmen können zwar von Experten beurteilt und empfohlen werden, veranlassen muss sie aber die Politik. Etwa, wenn tatsächlich die Explosion einer Nuklearrakete nötig wäre. Aber wer würde die veranlassen und die Verantwortung für die ganze Welt übernehmen? Bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Gut, dass wir 2029 die Abwehrmechanismen noch nicht brauchen, wenn Apophis sich der Erde nähert.

  • "Abwehr gegen Asteroiden - Weltweite Taskforce bündelt Technologien": IQ - Wissenschaft und Forschung, 7.2.2014, 18.05 Uhr, Bayern 2

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