Welten, die es zu entdecken gilt

Der Schutz vor Asteroiden und ihre Erforschung als globale Aufgaben

 

OHB Redaktionsteam
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von OHB Redaktionsteam, OHB SE

Die gute Nachricht vorweg: Die Wahrscheinlichkeit eines desaströsen Asteroideneinschlags an einem beliebigen Tag, in einer beliebigen Woche oder in einem beliebigen Jahr ist nicht besonders hoch.

Das ist doch schon mal beruhigend, zumal, wenn diese Einschätzung von einem Menschen geteilt wird, der selbst schon öfter im Weltraum war, der unseren verletzlichen blauen Planeten also von weit weg inmitten des dunklen und kalten Weltalls gesehen hat und der sich seit Jahren eingehend mit dem Thema beschäftigt. Und trotzdem hat sich US-Astronaut Dr. Ed Lu, der von der NASA mit der “Distinguished Service Medal” ausgezeichnet wurde, einmal mehr ein hohes Ziel gesetzt: eine dynamische Karte des inneren Sonnensystems, aus der hervorgeht, wo sich die Millionen Asteroiden befinden und welchen Kurs sie nehmen.

Die Karte könnte einmal viele Leben retten, ja sogar eventuell die Existenz der Menschheit auf Erden sichern – insbesondere, wenn ihre Erstellung mit der Erforschung der potentiell für uns gefährlichen Himmelskörper und der Erprobung von Abwehrstrategien wie Asteroiden-Ablenkmissionen einhergeht.

Asteroiden bergen Chancen

Gleich von mehrfachem Interesse ist auch, wie Asteroiden zusammengesetzt sind und wie wir sie nutzen können. Asteroiden können genau wie Kometen unser Wissen über Ursprung und Entwicklung unseres Sonnensystems erweitern. Eine Hypothese zur Entwicklung des Lebens auf der Erde postuliert nämlich, dass die einst auf unserem Planeten eingeschlagenen Asteroiden nicht nur das Wasser brachten, sondern auch die Bausteine des Lebens.

Auch die Rohstoffgewinnung, für die oft der englische Begriff „Asteroid Mining“ verwendet wird, könnte sich als lohnendes Unterfangen erweisen. Von Interesse wären chemische Elemente wie Stickstoff, Phosphor und Schwefel, sowie Wasser in Form von Eis und wertvolle Rohstoffe wie Seltene Erden. Um die beim Verlassen der Erde entstehenden Kosten und Risiken zu vermeiden, will man verschiedene Grundbausteine künftig direkt im Weltraum gewinnen und beispielsweise für die Herstellung von Raketentreibstoff verwenden. Auch hier würde sich die dynamische Karte bei der Identifizierung potentiell geeigneter Asteroiden als hilfreich erweisen.

Durchaus von allgemeinem Interesse!

Daten über Größe, Zusammensetzung und Flugbahn von Asteroiden sind also von strategischem, wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse. Unser Wissen zu erweitern und die Himmelskörper zu typisieren und zu kartieren, ist demnach nicht nur für Astronomen interessant. Gleichzeitig ist ein solcher Ansatz allerdings auch ein Mammut-Projekt, das einen globalen Angang erfordert, bei dem Raumfahrtagenturen, Wissenschaft, Wirtschaft und Non-Profit-Organisationen ihre Kräfte bündeln müssen. Unzählige Hobby-Astronomen, die ihre Expertise und bewundernswerte Ausdauer immer wieder unter Beweis stellen, und Big-Data-Experten könnten dazu ebenfalls wertvolle Beiträge leisten.

Asteroiden sind nämlich (noch) Welten, die es zu entdecken und erforschen gilt. Dank moderner Technik, Big Data und New Space wird sich die Entdeckung bisher unbekannter Asteroiden weiter beschleunigen. Wurden vor ein paar Jahren noch drei Asteroiden pro Monat entdeckt, geschieht das heutzutage dreimal pro Nacht, was sich auf 1.000 „neue“ Asteroiden pro Jahr summiert! Bereits jetzt stehen rund 900 potentiell gefährliche Near Earth Objects (NEOs, erdnahe Himmelskörper) unter ständiger Beobachtung. Der Schutz der Erde vor Gefahren aus dem Weltraum ist folglich eine Langzeitmission. Und sie kann, so sind sich Experten einig, nur im weltweiten Schulterschluss angegangen werden.

Rasend schnell unterwegs

Bei erdnahen Objekten, die uns gefährlich werden können, handelt es sich um Asteroiden und Kometen, die sich in einem oder durch einen Korridor bewegen, der 50 Millionen Kilometer (30 Millionen Meilen) um die Erdumlaufbahn liegt.
 
Dass Kometen, Asteroiden & Co. im Vergleich zu allen uns Menschen zur Verfügung stehenden Fahr- und Flugzeugen rasend schnell unterwegs sind, machte Dr. Robert Jedicke vom Institut für Astronomie an der Universität Hawai’i beim Asteroid Day 2019 in Luxemburg deutlich: „Sie sind schnell! Oumuamua würde für die Strecke Luxemburg - Berlin nur rund 5 Sekunden benötigen." Das von der Universität gebaute und betriebene Pan-STARRS1-Teleskop entdeckte diesen ungewöhnlich geformten Himmelskörper, dessen Name „A Scout from the Distant Past Coming Visiting Us“ bedeutet.

Sie sind schnell! Oumuamua würde für die Strecke Luxemburg - Berlin nur rund 5 Sekunden benötigen.

Dr. Robert Jedicke, Institut für Astronomie, Universität Hawai’i

Wie können wir uns schützen?

Von der Existenz von Himmelskörpern zu wissen, ist ein wichtiger, erster Schritt. Je kleiner sie sind, desto weiter müssen sie sich der Erde genähert haben, damit wir sie entdecken können. Das demnächst auf Sizilien errichtete Flyeye-Teleskop der ESA wird mit seiner Optik zur Früherkennung potentiell gefährlicher Objekte im Weltraum beitragen. Dank sehr großem Gesichtsfeld und hoher Auflösung kann das Teleskop Himmelskörper ab einer Größe von 40 Metern Durchmesser drei Wochen vor dem drohenden Einschlag auf der Erde entdecken. „Für mich ist unsere Arbeit immer dann besonders wertvoll, wenn mit der Expertise der OHB-Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ein sinnvoller Beitrag für die Menschen geleistet werden kann“, sagt Marco Fuchs, Vorstandsvorsitzender des Hochtechnologiekonzerns OHB SE, dessen Tochterunternehmen OHB Italia Entwicklung und Bau des Flyeye-Teleskops verantwortet.

Im zweiten Schritt gilt es, Abwehrmanöver zu entwickeln und für den Ernstfall zu erproben. Durch den Beschuss eines Asteroiden (kinetischer Impakt) soll dessen Flugbahn gezielt beeinflusst werden, um Schaden von der Erde abzuwenden. In der praktischen Umsetzung bedeutet dies, dass man beispielsweise ein Raumfahrzeug mit sehr hoher Geschwindigkeit auf dem Himmelskörper aufschlagen lässt. Der Vergleich, dass wir Billard im Weltraum spielen müssen, um unsere Zukunft zu sichern, macht die Begriffe „Space Safety“ und „Planetary Defence“ greifbar. Die Tatsache, dass Asteroiden nicht rund wie Billardkugeln sind, dürfte dabei nicht die einzige Herausforderung sein …

Der dritte Schritt beinhaltet die Beobachtung, was dieser Einschlag bewirkt hat – sowohl, welche Auswirkungen die kinetische Energie auf den Asteroiden hatte, als auch, was die Veränderung seiner Flugbahn anbelangt. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten eines Tages bei einem echten Szenario von entscheidender Bedeutung sein.

Pfadfinder entsenden, Zukunft sichern!

Es liegt auf der Hand, dass der Schutz der Erde vor Gefahren aus dem Weltraum eine Angelegenheit von internationalem Interesse ist und eine internationale Mission sein muss. Sind wir es künftigen Generationen nicht schuldig, jetzt verschiedene Abwehrmissionen zu testen? Pfadfinder- und Demonstrator-Missionen liefern wichtige Erkenntnisse für spätere Missionen – oder gar Tag X, wenn ein Asteroid von potentiell gefährlicher Größe auf die Erde zusteuert.

Die NASA beweist sich diesbezüglich einmal mehr als Pionierin der Raumfahrt, denn sie wird 2021 die Mission DART (Double Asteroid Redirection Test) auf den Weg zum Doppelasteroiden Didymos bringen. Im Herbst 2022 soll die DART-Sonde mit hoher Geschwindigkeit auf der Oberfläche des kleineren Asteroiden Didymos B (inoffiziell Didymoon genannt) aufprallen. Alle geeigneten Teleskope im Weltraum werden dann natürlich beobachten, welche Auswirkungen dieser Beschuss hatte.
 

Es handelt sich um den ersten echten Versuch von Menschen, das Sonnensystem zu verändern!


NASA-Astronaut Ed Lu

 

“Es handelt sich um den ersten echten Versuch von Menschen, das Sonnensystem zu verändern!“, so NASA-Astronaut und Mitbegründer der B612-Stiftung*) Ed Lu. “Was sind die Auswirkungen, wenn ein Asteroid mit hoher Geschwindigkeit getroffen wird?“ Genau das könnte mit der geplanten ESA-Mission Hera herausgefunden werden, bei der die Europäer im Jahr 2023 oder 2024 einen Satelliten zum Ort des Geschehens in rund 11 Millionen Kilometern Entfernung entsenden wollen.

Im Gegensatz zum vergleichbar riesigen Kometen Tempel 1 mit einem Durchmesser von 6 Kilometern, auf den die NASA-Sonde Deep Impact im Jahr 2005 einen Impactor abfeuerte, scheint der gezielt gewählte Didymoon klein genug, um ihn von seiner Bahn ablenken zu können: Er ist in etwa so groß wie die Große Pyramide von Gizeh. Und weil Didymoon in nur 12 Stunden seinen Zwillingsasteroiden umkreist, sollte die Veränderung seiner Umlaufzeit messbar sein.

„Hera soll beide Asteroiden beobachten, wobei der Fokus auf den durch den Einschlag entstandenen Krater gelegt wird“, erklärt Marc Scheper, Hera-Programmleiter bei der OHB System AG, die sich um die Rolle des industriellen Hauptauftragnehmers beworben und in Studien wichtige Vorarbeiten geleistet hat. „Dank schlankem Satellitendesign und Miniaturisierung bei den Kameras bei gleichzeitig höherer Datenaufnahmerate, können wir zusätzlich zwei europäische CubeSats an Bord des Satelliten nehmen. Die beiden gut 10 Kilogramm leichten CubeSats werden in Didymoons Umlaufbahn ausgesetzt und nähern sich dem Asteroiden weiter an. Hera kann auf diese Weise in sicherer Entfernung bleiben.“

Über Heras Schicksal, genauer gesagt, ob es diese Pfadfinder-Mission in die Realisierungsphase schafft, soll bei der ESA-Ministerratskonferenz im November 2019 entschieden werden. „Hera ist für die Beobachtung wichtig, da die Raumsonde DART den Aufprall nicht überstehen wird“, brachte es Dr. Ed Lu beim Asteroid Day 2019 in Luxemburg auf den Punkt.

Patrick Michel, CNRS-Forschungsdirektor am Côte-d'Azur-Observatorium, würde es sehr bedauern, wenn die Hera-Mission nicht realisiert werden würde. „Für Europa ist sie die einzige Chance in den nächsten Dekaden. Hera spielt eine essenzielle Rolle und würde viele „Firsts“ ermöglichen“, sagte er in Luxemburg. Genau das konnte der Planetenforscher und designierte leitende Wissenschaftler der Hera-Mission im Rahmen der japanischen Mission Hayabusa-2 bereits mehrfach miterleben. Nach eigenem Bekunden ist er schon gespannt, wie Didymos tatsächlich aussehen wird.

Weil wir es künftigen Generationen schuldig sind

Dr. Brian May, der legendäre Queen-Gitarrist und Astrophysiker, der den Asteroid Day mitgegründet hat, spricht in einem Video davon, dass die Ergebnisse der Hera-Mission “eines Tages entscheidend für die Menschheit” sein könnten.

OHB-Chef Marco Fuchs ist zweifacher Vater und sieht sich in der Verantwortung, die Expertise seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit der sich rapide weiterentwickelnden Raumfahrttechnologie zu koppeln, um „visionäre Vorhaben, wie etwa das Ablenken von Asteroiden mit Kurs Erde, weiter voran zu bringen. Schließlich könnte es eines Tages um Alles gehen“.

Apollo-9-Astronaut Rusty Schweickart ist Mitbegründer von B612 und des Asteroid Day. Weit vor dem 50-jährigen Jubiläum der Mondlandung hat er sich Gedanken über Raum und Zeit gemacht, die er beim Asteroid Day 2019 in Luxemburg in einer Rede zusammenfasste.

Bauen die Menschen Rohstoffe auf Himmelskörpern ab, verändern sie dabei auch deren Masse und damit wahrscheinlich auch deren Flugbahn. Die bereits mehrfach erwähnte dynamische Karte bleibt daher wohl für immer ein „lebendes Dokument“. Das unterstreicht einmal mehr die Forderung, unser Wissen über Asteroiden zu erweitern und Missionen zur Abwehr von Asteroiden zu erproben.


*) Die Stiftung B612 zur Erforschung von erdnahen Objekten und dem Schutz vor einem Asteroideneinschlag ist übrigens nach dem fiktiven Asteroiden „B612“ in der Erzählung „Der kleine Prinz“ von Antoine de Saint-Exupéry benannt.