Impakt!

Als Asteroid bezeichnen wir Himmelskörper, die die Sonne umkreisen, größer als Meteoroiden, aber kleiner als Zwergplaneten sind. Ältere, nicht mehr gebräuchliche Bezeichnungen für einen Asteroiden sind Planetoid oder Kleinplanet.

In unserem Sonnensystem gibt es geschätzt einige Millionen Asteroiden, von weniger als einer Million ist die genaue Bahn bekannt. Aufgrund systematischer Suche werden mehrere Tausend Objekte pro Monat neu entdeckt.

Asteroiden mit Bahnen, die jener der Erde nahe kommen, werden als Near Earth Object (NEO) bezeichnet. Objekte, bei denen eine Kollision mit der Erde nicht ausgeschlossen werden kann, werden als Potentially Hazardous Object (PHO), also als potenziell gefährliches Objekt bezeichnet.

Als Meteoroid bezeichnen wir kleine Körper (einige mm bis einige Meter), die die Sonne umkreisen und die Erdbahn kreuzen. Die Masse dieser Objekte beträgt einige Gramm bis mehrere Tonnen. Die Abgrenzung nach unten zum kosmischen Staub und nach oben zu den Asteroiden ist offen.

Als Meteorit bezeichnen wir einen festen Körper kosmischen Ursprungs, der den Erdboden erreicht hat. Meteorite bestehen aus Silikatmineralen (Steinmeteorit) oder einer Eisen-Nickel-Legierung (Eisenmeteorit). Bevor ein Meteorit den Erdboden erreicht hat, war er ein Asteroid, und zwar ein PHO. Objekte, die deutlich kleiner als 100 Meter sind, erreichen die Erde derzeit meist noch unbemerkt.

Als Meteor bezeichnen wir die Leuchterscheinung, die beim Eintritt eines Meteoroiden in die Erdatmosphäre entsteht. Dies passiert typischer Weise in einer Höhe von ca. 80 Kilometern. Die Eintrittsgeschwindigkeit der Objekte liegt zwischen 11 und 72 Kilometer pro Sekunde.

Meteoroide mit mehr als 10mm Größe erzeugen helle Meteore, auch Feuerkugeln oder Boliden genannt. Die klassischen, noch mit freiem Auge erkennbaren Meteore oder Sternschnuppen, werden von Objekten in der Größenordnung von 1 bis 10mm erzeugt. Noch kleinere Objekte erzeugen Erscheinungen, die nicht mehr mit freiem Auge gesehen werden können.

Aus dem der Wissenschaft vorliegendem Datenmaterial, geologischen Untersuchungen und Modellrechnungen lassen sich die Wahrscheinlichkeit und die Auswirkung eines Asteroidentreffers auf der Erde einigermaßen genau abschätzen.

Alan W. Harris hat im Jahr 2009 die folgenden Daten veröffentlicht:

Wahrscheinlichkeit und Auswirkungen von Einschlägen auf der Erde.
Aus Alan W. Harris, "Estimating the NEO population and impact risk: past,
present and future" presented at the 1st IAA Planetary Defense Conference, 2009)

Nach diesen Berechnungen treten Ereignisse mit landes- oder gar kontinentweiter Zerstörung nur alle 40.000 bis 200.000 Jahre auf, was auch durch die jüngere Menschheitsgeschichte belegt ist, die kein derartiges Ereignis kennt. Auf längere Sicht sieht die Sache schon anders aus, denn rund alle 100 Millionen Jahre droht die fast vollständige Auslöschung des Lebens auf der Erde, wie eben vor 66 Millionen Jahren am Ende der Kreidezeit.

Anmerkung: Der vom Impakt eines Asteroiden mit mehreren Kilometern Durchmesser ausgelöste Klimawandel steht in keiner Relation zum derzeitigen vom Menschen selbst verursachten. Letzter ist im Vergleich dazu harmlos.

In einer Strategie, die Menschheit vor der völligen Auslöschung durch den Impakt eines Asteroiden (oder auch Kometen) zu bewahren, ist der erste Schritt, alle potenziell gefährlichen Objekte zu kennen.

Anzahl der bekannten NEOs Anfang Jänner 2019. Quelle https://cneos.jpl.nasa.gov/stats.

Deshalb werden viele Projekte betrieben, deren Ziel die automatische Durchmusterung des Himmels ist, um möglichst viele bisher unbekannte Asteroiden und Kometen zu entdecken. Sie setzen robotische Teleskope ein, die ihre Daten an Computeralgorithmen liefern, die selbstständig neue Objekte identifizieren und nach Möglichkeit klassifizieren. Dies ist auch der Grund, warum in den letzten Jahren so viele Kometen den gleichen Namen wie PanSTARRS, LINEAR oder NEAT tragen, werden sie doch nach ihren Entdeckern benannt.

Liste der wichtigsten Projekte zur automatischen Suche nach NEOs:

• List of near-Earth object observation projects (wikipedia.org)
• CSS (Catalina Sky Survery), seit 1998
• LONEOS (Lowell Observatory Near-Earth-Object Search), 1993-2008
• NEOWISE (Near-Earth Object WISE), seit 2010
• PanSTARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System), seit 2008
• Spacewatch, seit 1980

Statistik der NEO-Entdeckungen nach Projekt (Stand 2017):

Statistik der NEO-Entdeckungen nach Projekt. Quelle: Wikipedia.

Ein sehr ehrzeiziges Projekt, das Large Synoptic Survey Telescope (LSST) (http://www.lsst.org/) entsteht derzeit auf dem Cerro Pachón in Chile. Es handelt sich um ein robotisches 8,4-Meter-Teleskop, das mit einer 3,2-Gigapixel-Kamera Felder von 3,5° nach NEOs durchsuchen wird. Die Inbetriebnahme ist für 2020 geplant. Es soll die Anzahl der bekannten Objekte um einen Faktor 10 bis 100 vergrößern und somit auch kleinere Objekte unter 100 Meter Durchmesser erfassen. Die größte Herausforderung wird die Bearbeitung der enormen Datenmenge von 15 Terabyte pro Nacht sein, die bei der Suche anfällt. Die Daten sollen unmittelbar über Google der gesamten Menschheit zur Verfügung gestellt werden.

Ist ein NEO (Asteroid oder Komet) einmal bekannt, wird das Objekt nach Bestimmung seiner Bahn und Größe nach der Turiner Skala klassifiziert. Diese stuft ein Bedrohungsszenario durch das Objekt ab.

Die Turiner Skala

Ein möglicher Impaktzeitpunkt fließt in die Bewertung nach der Turiner Skala nicht ein. Stufe 8 besagt zwar, dass ein Impakt sicher ist, nicht aber, wann der Impakt droht.

Hingegen fließt in die Berechnung der Palermo-Zahl auch ein, wie bald ein Impakt droht. Eine negative Palermo-Zahl bedeutet, dass mit Sicherheit kein Impakt stattfinden wird. Ein positiver Wert deutet auf eine mögliche Kollision in der Zukunft hin.

Die offizielle Stelle, die Daten zu Near Earth Objects (NEOs) und Potentially Hazardous Objects (PHOs) sammelt, ist das Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) am Jet Propulsion Laboratroy (JPL) der NASA in Pasadena bei Los Angeles, Kalifornien (https://cneos.jpl.nasa.gov).

Zwei wichtige Datenquellen sind hier:

• Close Approach Data

  Diese Tabelle, deren Inhalt über ein Formular angepasst werden kann, listet alle Annäherungen erdnaher Objekte in der nahen Zukunft auf, sofern diese bekannt sind. Angegeben wird die Bezeichnung des Objekts, der Annäherungszeitpunkt inklusive Unsicherheit, die zu erwartende Distanz im nominellen und (un)günstigsten Fall, in Astronomischen Einheiten (AU) und Mondentfernung (LD), die Geschwindigkeit des Objekts relativ zur Erde, seine scheinbare Helligkeit (für alle, die es beobachten möchten) und die geschätzte Größe. Dank fortgeschrittener Suchsysteme sind hier schon Objekte ab etwas mehr als 10 Meter enthalten.

• Earth Impact Monitoring

  Diese Tabelle enthält die Einschätzung erdnaher Objekte nach der Turiner und der Palermo-Skala für die Zukunft, auch über einen längeren Zeitraum. Diese Liste ist also die definitive Quelle zur Beurteilung, ob eine Impaktgefahr besteht oder nicht.

Beide Listen nennen die offizielle Bezeichnung der erdnahen Objekte, aber keine Bahndaten oder Ephemeriden. Hier sei auf ein anderes System am NASA JPL verwiesen, den Small-Body Database Browser. Nach Eingabe der Objektbezeichnung gelangt man zu Bahndaten (Bahnelementen), interaktivem Bahndiagramm, Ephemeridengenerator und mehr. Das ist für alle, die erdnahe Objekte beobachten möchten - was keine einfache Aufgabe ist, denn die Objekte sind klein und dunkel und somit sehr lichtschwach. Die Close Approach Data-Tabelle verlinkt direkt in dieses System.

Am 3. Februar 2019 schlägt ein kleiner Meteorit in Kuba ein, richtet aber keinen Sachschaden an. Viele fragen, warum so ein Ereignis noch immer nicht vorhersagbar ist. Nun, das Objekt war definitiv zu klein, um von den heutigen Überwachungssystemen erfasst zu werden. Ein rund 20m kleiner Asteroid (so groß wie jener, der 2013 nahe Tscheljabinsk eingeschlagen ist) hat in einem Abstand von 0,1 Astronomischen Einheiten von der Erde (15 Mio. km) eine scheinbare Helligkeit von rund 25. Größenklasse, das ist 100 Millionen Mal schwächer als die schwächsten mit freiem Auge sichtbaren Sterne. Aus heutiger Sicht zählt ein solcher Einschlag daher noch immer als nicht vorhersehbares "Unglück".

Und was tut die Menschheit, wenn in der oben erwähnten Earth Impact Monitoring-Tabelle ein positiver Wert in der Palermo-Spalte auftaucht, oder gar ein Wert > 1 nach der Turiner Skala?

Asteroiden-Abwehr steht weit oben in der Liste der Projekte von Weltraumorganisationen. Hinfliegen und sprengen, wie das Hollywood in "Armageddon" vorschlägt, ist allerdings keine Lösung. Nach dem Motto "aus einem mache viele" erhöht dies nur das Impaktrisiko! Es gibt andere Strategien, die alle eines gemeinsam haben: Je früher die Erkennung stattfindet, desto größer die Chancen auf Rettung. Darum hat der Ausbau der automatischen Suchsysteme eine besonders hohe Priorität.

Es würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, alle Überlegungen zum Thema Asteroidenabwehr (Asteroid Defense) zu erörtern. Vielmehr sei verwiesen auf die entsprechenden Wikipedia-Seiten:

• Asteroid impact avoidance (en.wikipedia.org)
• Planetare Verteidigung (de.wikipedia.org)

Unser Tipp: Lesen Sie die englische Seite!