Die Chance, dass ein großer Asteroid den Fortbestand der Menschheit bedroht, ist gering – aber wir dürfen diese Möglichkeit trotzdem nicht ignorieren. Sollten wir so einen Asteroiden irgendwann einmal tatsächlich entdecken, wäre es allerdings dumm, ihm á la Bruce Willis mit Atombomen auf den Leib zu rücken – das schafft nur Probleme. Und es gibt wesentlich bessere Methoden, die Sache anzugehen…
Ein bevorstehender Asteroideneinschlag wäre großes Pech. Die Erde ist, verglichen mit der Größe des gesamten Sonnensystems extrem klein. Und ein Asteroid ist noch viel kleiner. Das beide dann genau aufeinandertreffen – das ist schon ein großer Zufall. Da müssen Erde und Asteroid genau im richtigen Moment am richtigen Ort sein – käme einer der beiden Himmelskörper eine Winzigkeit zu früh oder zu spät an, dann würde keine Kollision stattfinden.
Harvard-Smithsonian CfA, IAU)
Und das ist unsere große Chance, dem Untergang zu entgehen! Die Geschwindigkeit der Erde können wir zwar nicht ändern, dafür ist sie zu groß. Aber bei einem Asteroiden kann das durchaus möglich sein!
Die Erde bewegt sich mit etwa 30 Kilometer/Sekunde durchs All. Für die Strecke, die ihrem Durchmesser entspricht, braucht sie ein bisschen mehr als 7 Minuten. Das ist der Zeitraum, die der Asteroid zu früh oder zu spät eintreffen muss, um die Kollision zu verhindern. Wir müssen ihn also abbremsen oder ihn beschleunigen.
Ein kleiner Schubs reicht also schon, um den Impakt zu verhindern. Und das zu bewerkstelligen liegt durchaus im Bereich unserer technischen Möglichkeiten!
Um die Geschwindigkeit bzw. Bahn eines Asteroiden zu verändern existieren mehrer Möglichkeiten:
- Auch wenn es keinen Sinn macht, Bomben zu benutzen, um den Asteroiden zerstören zu wollen, können wir sie verwenden, um seine Bahn zu ändern. Eine Explosion knapp über der Oberfläche des Asteroiden könnte ihn aus seiner aktuellen Bahn schieben.
- Man kann natürlich auch einfach irgendwas auf den Asteroiden schmeissen. Wenn es massiv genug ist, dann reicht es vielleicht, seinen Impuls und damit seine Geschwindigkeit zu ändern. Ein schweres Raumschiff könnte hier nützlich sein – oder man fängt sich unterwegs einen zweiten Asteroiden ein und benutzt den. So ein kinetischer Impakt kann durchaus effektiv sein. Um den bösen Apophis abzulenken, bei dem eine minimale Chance besteht, dass er uns 2036 trifft, würde schon ein Raumschiff mit einer Masse von einer Tonne reichen.
- Aber man muss das schöne Raumschiff nicht unbedingt auf dem Asteroiden zerschellen lassen. Wenn man es geschickt anstellt, dann braucht man es gar nicht kaputt zu machen. Man fliegt damit einfach bis zum Asteroiden und – das wars! Die gravitative Anziehungskraft, die das schwere Raumschiff auf den Asteroiden ausübt, könnte schon ausreichen, um eine Kollision zu verhindern. So ein „gravitativer Traktorstrahl“ ist zwar recht elegant – aber nicht unbedingt Hollywood-tauglich. Bruce Willis fliegt zum Asteroiden und macht dort – nichts. Damit kann man die Kinosäle wohl kaum füllen…
- Aber nicht nur die Gravitationskraft kann genutzt werden. Da gibt es auch noch den Jarkowski-Effekt: wenn ein kleiner Himmelskörper an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich stark erwärmt wird (etwa weil die Sonne nur eine Hemisphäre beleuchtet), wird von den wärmeren Stellen mehr Wärmenergie abgestrahlt. Dieser unterschiedliche Strahlungsdruck verursacht eine sehr kleine Kraft, die die Bahn des Asteroiden beeinflusst. Wenn man also früh genug damit anfängt, die Abstrahlungseigenschaften des Asteroiden zu verändern, dann könnte diese kleine Kraft im Laufe der Zeit eine ausreichend große Bahnänderung verursachen! Man könnte den Asteroiden zum Beispiel auf einer Seite weiß anmalen (oder künstlich verdunkeln). Oder man benutzt große Linsen um das Sonnenlicht zu bündeln und den Astroiden so zu erwärmen.
- Erwärmt man den Asteroiden stark genug, dann kann man das Material auch gleich verdampfen und damit einen Rückstoßeffekt erziehlen, der zu einer Bahnänderung führt. Das würde natürlich auch mit Lasern funktionieren, die man auf den Himmelskörper richtet.
- Dann gehts natürlich auch noch ganz direkt: man fliegt zum Asteroiden und montiert dort einfach ein Raketentriebwerk. Oder ein Solarsegel – und schiebt den Himmelskörper damit aus der Bahn.
Aber wie realistisch sind diese Stratgien eigentlich? Ich bin kein Experte für Raumfahrttechnik und kann daher keine absolut verläßliche Einschätzung abgeben. Aber ich denke es ist nicht unrealistisch anzunehmen, dass wir jede der oben genannten Methoden umsetzen könnten, wenn wir genug Zeit für die Planung hätten (so ein bevorstehender Weltuntergang kann außerdem richtig gut motivieren…)
Die grundlegenden Fähigkeiten beherrschen wir: Wir können Raumschiffe bauen und die Erde verlassen. Wir können sicher und geplant auf anderen Himmelskörpern landen – auch auf Asteroiden und Kometen! Was uns fehlt, ist praktische Erfahrung und detailliertes Wissen über die Zusammensetzung und die Eigenschaften der Asteroiden.
Deswegen würde ich auch alle die Methoden, die auf einer Manipulation des Strahlungsdrucks basieren, als am wenigstens praktikabel einschätzen. Denn um hier erfolgreich zu sein müssen wir sehr genau über den Asteroiden und die jeweils speziellen Auswirkungen des Jarkowksi-Effekts Bescheid wissen! Auch die Verankerung von Antriebsgeräten (Motor, Sonnensegel, …) ist zwar technisch möglich, aber praktisch unerprobt. Hier müsste man auch materialtechnisch noch viel erforschen.
Am wenigsten problematisch erscheint mir die Bahnänderung des Asteroiden mittels Bomben oder kinetischem Impakt. Und vermutlich würde man hier den kinetischen Impakt bevorzugen. Mit Atombomben im All zu hantieren könnte einige Länder wohl selbst angesichts eines bevorstehenden Weltuntergangs nervös machen. Und im Falle eines Mißerfolgs bekommt man dann auch noch radioaktive Trümmer auf den Kopf geschmissen…
Das der kinetische Impakt eine vielversprechende Strategie ist, glaubt auch die europäische Weltraumagentur ESA. Dort wird die Mission Don Quijote geplant. Dabei sollen sich zwei Raumsonden – Hidalgo und Sancho – einem Asteroiden nähern. Der Asteroid wird dann genauestens untersucht und vermessen. Danach wird Hidalgo auf einen Kollisionskurs mit dem Asteroiden geschickt während Sancho beobachtet, was passiert. Dadurch können wir genau sehen, wie sich so ein kinetischer Impakt in der Praxis auswirkt.
Noch hat die Mission Kandidatenstatus, es ist also noch nicht klar, ob sie auch tatsächlich durchgeführt werden wird. Wünschenswert wäre es – denn ohne praktische Erfahrung und entsprechende Experimente nützen selbst die besten Pläne nichts, wenn wirklich einmal ein Asteroid kommt.
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Und ich bleibe dabei. Einem Asteroiden mit Dutzenden Atom- und Wasserstoffbomben ordentlich einheizen klingt doch sehr reizvoll und vernünftig 😀
@Ulrich:
Du verdammter Bellizist!
😉
@Marek: „Was ist mit der Erdgravitation? Die beeinflusst doch den Asteroiden in seiner Flugbahn. Oder ist das vernachlässigbar?“
Ja – wenn der Asteroid sehr nahe dran ist, dann spielt die schon ne Rolle. Aber wie genau die sich auswirkt, hängt dann von den jeweiligen Umständen ab. Die 7 Minuten waren auch eher als Richtwert gedacht um sich das ganze vorstellen zu können. Im Falle des Falles sollte man dann doch lieber ein bisschen mehr Sicherheitsabstand einplanen 😉
„Die Erde bewegt sich mit etwa 30 Kilometer/Sekunde durchs All.“
In Relation zu was eigentlich?
Bei einem Auto mißt man relativ zur Straße. Bei Schiffen relativ zum Wasser, bei Flugzeugen ist es die Luft.
Könnte es nicht sein, dass die Erde steht und sich alles andere bewegt?
Und wenn der Asteroid sich exakt auf deren Flugbahn auf die Erde zubewegt? Ist es da nicht unerheblich, ob er 7 Minuten früher oder später einschlägt? Die 7 Minuten wären doch nur relevant, wenn die Flugbahn des Asteroiden etwa einen rechten Winkel zur Flugbahn der Erde hat?
Bitte entschuldigt die vielleicht dummen Fragen.
„Die Erde bewegt sich mit etwa 30 Kilometer/Sekunde durchs All.“
In Relation zu was eigentlich?
Bei einem Auto mißt man relativ zur Straße. Bei Schiffen relativ zum Wasser, bei Flugzeugen ist es die Luft.
Könnte es nicht sein, dass die Erde steht und sich alles andere bewegt?
Und wenn der Asteroid sich exakt auf deren Flugbahn auf die Erde zubewegt? Ist es da nicht unerheblich, ob er 7 Minuten früher oder später einschlägt? Die 7 Minuten wären doch nur relevant, wenn die Flugbahn des Asteroiden etwa einen rechten Winkel zur Flugbahn der Erde hat?
Bitte entschuldigt die vielleicht dummen Fragen.
@Tom: „In Relation zu was eigentlich?“
Relativ zu den Hintergrundsternen, würde ich hier sagen. Bzw. kannst du das ganze auch aus der Sicht eines Beobachters auf der Sonne sehen. Der sieht die Erde einmal in einem Jahr rundrum gehen.
Und klar – natürlich kanns auch sein, dass der Asteroid genau auf die Erde zukommt. Wie gesagt – die 7 Minuten waren nur ein Richtwert, dass man sieht mit welchen Größenordnungen man es hier in Sachen Ablenkung zu tun hat.
30km/s auf der Bahn um die Sonne (bzw. den gemeinsamen Schwerpunkt des Erde/Mond-Systems mit der Sonne)
Kann man leicht ausrechnen: Erdbahnradius ca. 150 Millionen km, Umlaufdauer 1 Jahr (wie überraschend…) –> v = Bahnlänge/Zeitdauer = (2*Pi*150 Mio km)/(365*24*3600 s) = 29,9km/s. Auch unter Berücksichtigung genauerer Daten (Ellipse statt Kreis, große/kleine Halbachse, Dauer eines Jahres) ändert sich da nicht viel 🙂
Zusäzlich kommt natürlich die Bewegung des Sonnensystems in der Milchstraße dazu, aber da das für alle Körper unseres Sonnensystem gleichmäßig wirkt ist das vernachlässigbar.
Die sieben Minuten, die Florian erwähnte sind natürlich nur ein grober Richtwert und gelten nur, wenn der Asteroid senkrecht zur Erdbahn um die Sonne angeflogen kommt. Bei „schiefem“ auftreffen muss die Strecke, die die Erde zum „Ausweichen“ benötigen würde natürlich entsprächend geändert werden.
Im übrigen ist die „Auftreffgeschwindigkeit“ eines potentiellen Asteroiden natürlich ebenfalls von der relativen Flugbahn des Asteroiden abhängig. Kommt er „von vorn“ (unwahrscheinlich) addiert sich die Geschwindigkeit der Erde dazu, kommt er „von hinten“ subtrahiert sie sich – und letzteres ist wahrscheinlicher bei der vorherrschenden Rotationsrichtung im Sonnensystem. Wie auf der Autobahn: wenn dein Vordermann 100km/h schnell ist und du mit 120km/h hintenreinkrachst ist der (unmittelbare) Schaden auch geringer als wenn ihr euch auf der Landstraße begegnet…
Das Don Quijote-Konzept ist ja mal total geil — der Mini-Explorer!! Der rockt das Haus 😀
*grins* Danke Florian!
Bin hier nochmal durch den aktuellsten Beitrag gelandet und muss sagen, dass das echt eindrucksvolle Möglichkeiten sind. Ich hoffe doch die sind so einfach durchführbar wie sie sich lesen 😀
Dann hoff ich mal, dass ich Apophis in aller Ruhe vom Schaukelstühlchen zuschaun kann 🙂
Sehr schön zusammengefasst.
Da ich durch den Hinweis von Florian auf dieses wirklich spannende Buch:
2012 Das Ende aller Zeiten von Brian d’Amato
gekomen bin möchte ich mich zu dem Thema noch revanchieren. Das Buch über den Maya Kalender lag schon länger bei mir herum, aber dank Florian konnte ich mich endlich zum Anfangen aufraffen…
Meine Empfehlung für alle KomentenEinschlagsPaniker:
Sternenfall von Michael McCollum
Das Buch ist zwar schon etwas älter, die Originalausgabe erschien 1989 unter dem Titel Thunderstrike!, aber ist inhaltlich nach wie vor aktuell. Der Autor hat Luft- und Raumfahrttechnik studiert, was man bei den Beschreibungen und Ideen im Roman an allen Ecken und Enden durchblitzen sieht. Ich halte das Buch dennoch nicht nur für Ingenieure spannend geschrieben. Dort geht es letztlich um genau diese Thematik: Wie retten wir mit unseren begrenzten Mitteln die Erde vor dem drohenden Impakt? Sehr gefallen haben mir die recht realistisch erscheinenden Betrachtungen über die Problem, welche auf dem Weg dahin gelöst werden müssen.
Brian d’Amato? Hatte FF da nicht schon eine Rezension rausgehauen? (Ergebnis war: „Grotte“, afaik…)
args.
erst denken, dann tippen.
*DU HAST NICHTS GESEHEN!*
Was soll ich nicht gesehen haben?
@ Florian: Die Impaktmethode ist aber auch nur aufgrund der hohen Geschwindigkeiten im All interessant, da dabei mitunter mehr Energie friegesetzt wird als bei einer Atombombenexplosion.
Und wenn dann reden wir eh von Wasserstoffbomben als Abwehr. Atombomben sind viel zu schwach, um eine ausreichende Asteroidenabwehr zu ermöglichen.
Ein Problem ist sicherlich die Zusammensetzung, denn ein poröser Asteroid absorbiert die Aufprallenergie. Ein Festkörper hingegen reagiert heftiger auf einen Treffer.
Ein 100%tiger Schutz wird niemals gewährleistet werden können, da es ja noch die unsichtbaren schwarzen Asteroiden oder eben die Kometen gibt, die beim Umlauf um die Sonne die Bahn Richtung Erde ändern könnten, ohne das wir Zeit hätten Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
Abgesehen von den vielen kleineren Asteroiden mit 30-100 m Durchmessern von denen die meisten nicht bekannt sind, diese aber ca. alle paar hundert Jahre mit der Erde kollidieren und deren Einschlag ausreicht um eine Großstadt auszuradieren.
Ich denke, das die Treffergefahr somit auch weiterhin Bestand haben wird.
@Florian
Welche ‚Scannertechnologien‘ kommen eigentlich zum Einsatz, um Kollisionskörper aufzuspüren? @Christian erwähnte die ’schwarzen Asteroiden‘ (bei denen visuelle Sichtung ja kaum möglich ist (außer durch Sternverdeckungen)), aber was ist z. Bsp. mit Radar?
Bei Raumschiff Entenscheiß gibt es die Fernraumscanner (was immer das auch sein mag), aber was könnten wir technologisch überhaupt aufbieten? Was wäre mit IR-Abfangraketen in der Atmosphäre (Hollywood-Idee)? Sind ‚viele‘ kleine Bruchstücke gefährlicher als ein dicker Brocken? Wenn ja, wieso?
@MartinS: „Welche ‚Scannertechnologien‘ kommen eigentlich zum Einsatz, um Kollisionskörper aufzuspüren?“
Siehe hier: https://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/02/asteroidenabwehr-zuerst-muss-man-sie-mal-finden.php
„Sind ‚viele‘ kleine Bruchstücke gefährlicher als ein dicker Brocken? Wenn ja, wieso?“
Naja – na wenn sie klein genug sind, dann nicht; dann verglühen sie in der Atmosphäre. Wenn sie allerdings durchkommen, dann sind mehre Impakte natürlich blöder als ein einziger…
@Florian
Danke für die schnelle Antwort und den Link!
Aber warum sind viele kleine Bruchstücke, die einschlagen, blöder als ein großer Impakt?
Fiktive Zahlen: 100 (Einfamilien)häuser gegenüber einem kompletten Stadtzentrum! Beides ist sicherlich Mist, aber warum wird immer wieder betont, dass eine Zerstörung eines Asteroiden nicht wünschenswert wäre? Selbst eine Zerstörung im All würde doch die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass etliche Bruchstücke in Wäldern, auf Äckern, im Meer oder in sonstigen unbewohnten, oder dünn besiedelten, Gebieten aufschlagen würden. Das verstehe ich nicht.
@MartinS: Naja – es kommt natürlich schon auf die Größe an. Es macht z.B. keinen wesentlichen Unterschied, ob jetzt ein 2 km Brocken ankommt oder zwei 1 km Brocken. Wenn du den 2 km Asteroid allerdings auf viele 100m Asteroiden runterbrechen kannst, dann geht zwar immer noch sehr viel Welt drauf – aber man hat zumindest globale Folgen abgewendet. Das hängt dann immer vom Einzelfall ab.
@Florian
Danke – jetzt fühl‘ ich mich gleich viel wohler 😉
Ich werde den ‚EinzelFALL‘ einfach abwarten!
@MartinS:
Ganz naiv würde ich davon ausgehen, daß ein zersprengter Einschlagskörper (viel) mehr Flächenschaden anrichtet.
Während bei einem einzelnen Einschlagskörper ein großer „Tiefenschaden“ entsteht, mit minimaler Fläche, überdecken viele einzelne Körper eine größere Fläche mit jeweils weniger Tiefe (die ja letztlich für uns weniger wichtig ist).
Kann man das so vereinfachen, Florian (unter Berücksichtigung der ganz kleinen Trümmer, die vor Einschlag verglühen)?
(ich hab jetzt nur Überschlags… äh, Milchmädchenrechnungen angestellt, da ich zum Beispiel die Stärke der Druckwelle nicht richtig (gar nicht) berücksichtigt habe, aber die kleinste betroffene Fläche scheint man übern Daumen stets dann zu erreichen, wenn der/die Einschlagskörper optimal komprimiert ist, also insgesamt klein und kugelförmig.
In einer vulkanisch aktiven Gegend könnten weitere Variablen hinzukommen …)
Args, sorry, aber noch ein wichtiger Aspekt:
meine Betrachtung bezieht sich auf eine „Landung“ des Einschlagskörpers. Da dürfte ganz anschaulich eine senkrecht einschlagende Wurst, die tief eindringt, weniger Schaden verursachen als ein Pfannkuchen selber Masse, der platt draufklatscht.
Viel wahrscheinlicher ist es aber, daß der Großteil „wassert“. Wie die jeweiligen Flutwellen dazu aussehen, und welchen Schaden die verursachen, wage ich nicht abzuschätzen.
Ich möchte auf die bisher unbekannte Methode hinweisen, den Asteroiden mit einem
magnetisch getriebenen Multi-Eisenkügelchen-Schwungstrahl von der gefährlichen Bahn wegzudrücken.Das Verfahren ist robust und kann sogar auf grosse Distanz Kometen von Kollisionskurs weg-drücken! Das dafür erforderliche Raumschiff enthielte einen Nuklid-Beta-Kern in Zirkonhülle, in dem ein natürlich Elektronen Zerfalls Element Hitze erzeugt, die mit z.B.Seebeck Element die beachtliche Leistung von 2MegaWatt für
Magnet Druckkanone und Kraft-Ionentriebwerk und Lebenserhaltung bereitstellt.Ein ElektronenZerfalls Nuklid strahlt zwar kann aber NICHT Kettenreaktions-explodieren!
Ein Nachteil der Nuklearwaffenlösung wäre damit vermieden.
Indien ist besonders Asteroiden-Tsunami gefährdet wegen viel-Küste,viel-Bevölkerung und flach bis auf Nordgebirge.Indien sollte sein Weltraumprogramm daher zur Asteroidenabwehr einsetzen.Könnten Versicherungen Finanzierung der Asteroidenabwehr teil-übernehmen?
Konkret: für das kerngetrieben starke 100Tonnenmasse Raumschiff,
das mit Magnetspulen beschleunigtem Eisenkuegelchen Strahl den
Asteroiden von Erdplanet Einschlagskurs fortstoesst,
käme als Antrieb UND Energieversorgung am besten
der NICHTEXPLOSIVE Alphazerfallsstrahler Promethium145 in Betracht.
Pm NICHTEXPLOSIV weil Ordnungszahl viel kleiner als Uranoide
und strahlend kernstark =GUT zivil geeignet!=nichtwaffengeeignet!
Alphastrahler noetig weil Betastrahler Elektronenstroemung zu schnell
den schwungvollen Kurs verliert. Und Alphastrahler MUSS ausgewaehlt mit kleiner
Orndungszahl(Kleiner gleich Radium) damit Nichtexplosiv Nichtwaffenrisiko!
Dieser PromethiumHWZ=18Jahre Antrieb ermöglicht 18Jahre Schubleistung
etwa 8Megawatt pro Promethiummassetonne,ist effizient,schmilzt erst bei 1000Celsius
hat pro Promethiummassetonne bei 100Tonnenmasseraumschiff etwa
Beschleunigung von 2g(Erdplanetverlassenfaehig!) und dies Raumschiff erreicht wegen
Alphateilchengeschwindigkeit hunderstel Lichtgeschwindigkeit(!) mit viel Schwung
wegen Kernstärke locker in einer Woche 1000km/s. Dann ist Geschwindigkeit
wegen Meteoren zu begrenzen und redundante Meteorausweichelektrik WICHTIG.
Das Schöne ist dabei,dass kerngetriebene Raumschiffe
die üblen Kernwaffen SELBST ZUR Asteroidenabwehr noch überflüssiger machen
denn je! Fuer Kurzzeitmissionen käme auch das halbjahres HWZ Alphastrahler
Polonium ebenfalls nichtexplosiv und billiger in Frage.