Kollision in elf Millionen Kilometern Entfernung

Die im letzten Jahr gestartete NASA-Raumsonde DART wird am 27. September 2022 um 1.14 Uhr MESZ in elf Millionen Kilometer Entfernung von der Erde erproben, ob der Kurs eines Asteroiden verändert werden kann.

DART wird gezielt auf dem 170 Meter großen Asteroiden Dimorphos einschlagen. Es ist das erste Mal in der Geschichte der Raumfahrt, dass versucht wird, die Bahn eines Himmelskörpers durch einen menschengemachten Körper zu beeinflussen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Museum für Naturkunde Berlin ist an der Analyse des Impacts beteiligt.

Die Erde wird von jeher durch Asteroiden bedroht. Das Aussterben der Dinosaurier ist durch einen Asteroidentreffer ausgelöst worden. Dass die Gefahr von Asteroidentreffern auf der Erde auch heute real bleibt, wurde am 15. Februar 2013 deutlich. Damals trat ein Asteroid in die Erdatmosphäre ein und explodierte über der russischen Stadt Tscheljabinsk. Mehr als 1600 Menschen wurden verletzt. Dabei war das Objekt nur etwa 18 Meter groß.

„Wir leben im Zeitalter der Raumfahrt. Dadurch haben wir die Möglichkeit, mit Raumsonden die Bahn eines Asteroiden, der auf die Erde zu stürzen droht, zu verändern“, sagt Dr. Jean-Baptiste Vincent vom DLR-Institut für Planetenforschung. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beobachtet und charakterisiert seit Jahrzehnten erdbahnkreuzende Asteroiden.

„Zum einen versuchen wir, diese kleinen, aber manchmal eben auch gefährlichen Himmelskörper zu charakterisieren, ihre physikalischen Eigenschaften zu verstehen, und zum anderen daraus Schlüsse zu ziehen, wie wir sie abwehren könnten, sollten die Berechnungen ergeben, dass sie in der Zukunft mit der Erde zusammenstoßen“, erklärt Dr. Stephan Ulamec vom DLR-Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln.
„Wie effizient die Ablenkung eines Asteroiden durch den Zusammenstoße mit einer Raumsonde ist, wird entscheidend durch die physikalischen Eigenschaften des Körpers beeinflusst, also wie porös und fest das Gestein ist“, erläutert Prof. Dr. Wünnemann vom Museum für Naturkunde Berlin, der mit seinem Team Computersimulationen des Einschlagprozesses erstellt, um möglichst präzise Vorhersagen zu treffen.

Alle drei Wissenschaftler sind an der NASA-Mission DART („Double Asteroid Redirection Test“) beteiligt. DART ist ein würfelförmiger Satellit mit knapp zwei Metern Kantenlänge und einer Masse von 610 Kilogramm. Die Mission wurde am 24. November 2021 gestartet und zu ihrem Ziel, dem Asteroiden Didymos und seinem Satelliten Dimorphos gelenkt. Didymos, der größere der beiden Körper, hat einen unregelmäßigen Durchmesser von knapp 800 Metern, Dimorphos von 170 Metern. Dimorphos umkreist Didymos in zwölf Stunden in einer Entfernung von 1200 Metern. Die beiden Asteroiden umrunden in 25 Monaten die Sonne auf einem Orbit, der sich mit der Erdbahn kreuzt und sie zu potentiell gefährlichen „NEOs“ (Near-Earth Objects) macht. Im Jahre 2003 kamen die beiden Asteroiden der Erde bis auf sechs Millionen Kilometer nahe.

Die Forschenden gehen davon aus, dass sich die Umlaufzeiten der Asteroiden durch den Impuls von DART um einige Minuten verändern, je nach Beschaffenheit des Materials. Ist es ein kompakter Körper oder ein Schutthaufen aus Gesteinsfragmenten? Am Museum für Naturkunde Berlin werden von Wünnemann und seinem Team verschiedene Szenarien der Beschaffenheit von Dimorphos durchgespielt und simuliert, um unter anderem die Kratergrößer zu prognostizieren.

Die Raumsonde wird beim Aufprall vollständig zerstört. Der Impakt wird von zwei zuvor ausgesetzten Kleinsatelliten beobachtet, die von der Italienischen Weltraumorganisation ASI entwickelt wurden. Die Kleinsatelliten werden direkt mit der Erde kommunizieren, Bilder des einige Zehnermeter großen Kraters, des Auswurfs und der Wolke des Aufpralls von DART zurücksenden und drei Tage nach dem Impakt während ihres Vorbeiflugs an Didymos und Dimorphos aus einer Entfernung von 55 Kilometern Messungen durchführen. Auch die im vergangenen Jahr zu den „Trojaner“-Asteroiden auf der Jupiterbahn gestartete NASA-Mission Lucy wird den Einschlag aus 19 Millionen Kilometer Entfernung beobachten.

Für die genaue Untersuchung des Einschlags und seiner Folgen wird 2024 die mit der NASA abgestimmte Mission Hera der Europäischen Weltraumorganisation ESA gestartet, die im Dezember 2026 das Doppelasteroidensystem erreichen soll, also etwa vier Jahre nach dem Aufprall von DART. Heras detaillierte Untersuchungen werden dann das Wissen über die Möglichkeiten einer Asteroidenabwehr erheblich erweitern. DART und Hera sind Missionen des internationalen Forschungsprojekts AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment).

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