NEOSHIELD
Masterplan gegen die Asteroidengefahr
Redaktion / Pressemitteilung des DLR
astronews.com
3. Februar 2012

Im Verlauf der Erdgeschichte sind immer wieder Asteroiden und Kometen auf der Erde eingeschlagen - mit teils dramatischen Folgen für das Leben auf unserem Heimatplaneten. Als sicher gilt, dass sich irgendwann wieder einmal eine Asteroid auf Kollisionskurs zur Erde befinden wird. Mit dem internationalen Forschungsprojekt NEOShield soll sichergestellt werden, dass die Menschheit darauf vorbereitet ist.

Der 1.200 Meter durchmessende Barringer-Krater in Arizona entstand durch den Einschlag eines 50-Meter-Asteroiden. Foto: Stefan Seip / DLR

Wann sich genau der letzte große Einschlag eines Asteroiden auf der Erde ereignete, ist nicht klar. Einschlagkrater aber gibt es viele, zum Beispiel das Nördlinger Ries in Bayern. Dass in Zukunft weitere Kollisionen folgen werden, dessen ist sich Alan Harris, Asteroidenforscher am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), aber sicher. In den nächsten dreieinhalb Jahren leitet er die im Januar 2012 gegründete internationale Kooperation NEOShield. NEO steht dabei für "Near Earth Object", also erdnahes Objekt.

Insgesamt 13 internationale Partner aus Forschung und Industrie werden im Rahmen von NEOShield erforschen, wie Einschläge von Asteroiden und Kometen auf der Erde verhindert werden können. Untersucht wird unter anderem die Möglichkeit, Asteroiden durch den Einschlag einer Raumsonde von ihrer bedrohlichen Bahn abzubringen. Die Europäische Union unterstützt das Projekt mit vier Millionen Euro. Weitere 1,8 Millionen Euro steuern die beteiligten Partner bei.

Wenn Asteroiden sich der Erde nähern, tun sie dies mit einer Geschwindigkeit von typischerweise fünf bis 30 Kilometern in der Sekunde. "Um ihre Umlaufbahn zu ändern und eine Kollision mit der Erde zu verhindern, muss man eine Kraft auf sie ausüben", erklärt Asteroidenforscher Harris. "Und zwar rechtzeitig." Wie es aussieht, wenn Asteroiden ihrem ursprünglichen Lauf in Richtung Erde folgen, zeigt beispielsweise heute noch der 1.200 Meter durchmessende Barringer-Krater in Arizona oder die Tunguska-Region in Sibirien, in der 1908 die Explosion eines Asteroiden Millionen von Bäumen entwurzelte. Schäden, die auch bereits durch kleinere Asteroiden oder Kometen verursacht werden können. "Der Krater in Arizona wurde von einem Objekt mit einem Durchmesser von etwa 50 Metern verursacht." Solche der Erde nahekommenden Objekte, kurz NEOs genannt, gibt es viele. Tausende von ihnen wurden in den letzten 20 Jahren entdeckt. "Eine gefährliche Kollision mit der Erde ist dabei etwa alle paar hundert Jahre wahrscheinlich", schätzt Harris.

Eine wichtige Voraussetzung für die Erforschung möglicher Methoden, mit denen eine Asteroideneinschlag auf der Erde verhindert werden kann ist, dass die Forscher die physikalischen Eigenschaften der NEOs genau kennen. "Wir wollen möglichst viel über unseren Feind herausfinden, der Kurs auf die Erde nehmen könnte", sagt Harris. Die Planetenforscher des DLR bringen deshalb ihre Kenntnisse über die Zusammensetzung, Struktur und die Oberflächenbeschaffenheit von Asteroiden und Kometen in das internationale Projekt ein. Zudem analysiert das Team um Harris die Beobachtungsdaten der vergangenen zwei Jahrzehnte: "Die Daten wurden bisher noch nicht genügend aus der Sicht der Asteroidenabwehr untersucht." Bisher wurden über 8.000 NEOs entdeckt, jeden Monat kommen 70 weitere hinzu.

Am Ende des Projekts soll Klarheit über viele Fragen herrschen - so wollen die Asteroidenforscher unter anderem festlegen, wie bedrohliche Asteroiden in Zukunft vom Boden aus beobachtet und mit welchen Missionen im Weltall ihre Eigenschaften ermittelt werden können. Abhängig von der Zeit, die zwischen Entdeckung und möglichem Eintritt in die Erdatmosphäre liegt sowie von der Größe des Asteroiden könnten dann verschiedene Methoden zur Abwehr zum Einsatz kommen, die die Wissenschaftler im Rahmen des Projektes näher untersuchen wollen.

Eine Methode, die das NEOShield-Konsortium näher analysieren wird, ist der Einsatz einer Raumsonde, die durch ihren Einschlag auf dem Asteroiden diesen von seiner Bahn abbringt. "Das ist meiner Meinung nach eine sehr realistische Methode," glaubt Harris. Allerdings seien bei dieser Methode noch viele offene Fragen zu klären. Wie muss die Steuerung dieser Raumsonde ausgelegt sein, damit sie ihr Ziel sicher und im korrekten Winkel trifft? Wie kann der Effekt vermindert werden, den die Bewegungen des Treibstoffs in der Raumsonde auf deren Einschlag haben? In Laborexperimenten soll zudem mit Projektilen auf Materialien geschossen werden, die denen eines Asteroiden entsprechen. Damit können die Wissenschaftler wiederum Rückschlüsse auf das Verhalten der Asteroiden bei solch einer Kollision ziehen.

Wird ein Asteroid, der Kurs auf die Erde nimmt, bereits Jahre vor einer möglichen Kollision entdeckt, könnte eine andere Methode in Frage kommen, die sich die Anziehungskraft einer Raumsonde zunutze macht: Lenkt man eine Raumsonde in die direkte Nähe eines potenziell gefährlichen NEO, könnte sich ihre Gravitation auf den Asteroiden auswirken und ihn - wie von einem Seil gezogen - von seiner ursprünglichen Flugbahn ablenken. Allerdings würde es einen Zeitraum von mehreren Jahren in Anspruch nehmen, bis man eine signifikante Veränderung der Umlaufbahn erreicht hat. "Bisher existiert diese Methode nur auf dem Papier, aber sie könnte funktionieren," glaubt Harris. Die Forschung in den nächsten dreieinhalb Jahren soll zeigen, wie realistisch es ist, bedrohlichen Asteroiden mit der Schwerkraft aus der Spur zu bringen.

Nur wenn die Zeit drängt, käme  für Harris eine alternative 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", so der Wissenschaftler. "Die größte Kraft, die man dann einsetzen könnte, um den Asteroiden aus seiner Bahn zu lenken, wäre eine nukleare Explosion." Eine Lösung, die die Wissenschaftler in ihrem Projekt zwar untersuchen wollen - allerdings ohne eine konkrete Mission dafür zu planen. Wissen will man aber dennoch, welche Auswirkung eine Explosion in unmittelbarer Nähe eines Asteroiden oder auf seiner Oberfläche im luftleeren Weltraum hätte. "Diese Möglichkeit wird aber sehr kontrovers gesehen."

Die Daten aus Asteroidenbeobachtungen sowie die Ergebnisse der Laborexperimente, hochgerechnet auf einen realistischen Maßstab, werden kontinuierlich in Computersimulationen einfließen. Am Ende der dreieinhalb Jahre sollen jedoch nicht nur Kenntnisse über Asteroiden und eine mögliche Abwehr vorliegen. "Wir planen auch internationale Raumfahrt-Missionen, mit denen man in einigen Jahren die erforschten Abwehrmethoden testen könnte." Dafür sollen aus der Menge der bekannten Asteroiden diejenigen ausgewählt werden, die sich für eine Demo-Mission am besten eignen.

Außerdem soll dann auch eine Art Fahrplan vorliegen, der bei einer Bedrohung der Erde durch eine Asteroidenkollision in Aktion treten soll. Ausgerichtet wäre dieser auf realistische Ereignisse wie die Ankunft von Asteroid Apophis - der wird bereits 2029 auf seiner Umlaufbahn der Erde gefährlich nahe kommen.