Aus der Bahn gezogen

10.11.05 – Wolfgang Stieler

Edward Lu und Stanley Love haben eine simple Lösung gefunden, um zu verhindern, dass ein Asteroid mit der Erde kollidieren könnte. In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichten die Wissenschaftler vom Johnson Space Center der US-Weltraumagentur NASA in Houston über ihre Arbeit (Gravitational tractor for towing asteroids, Nature Vol. 438, S. 177).

Demnach müsste man ein Raumschiff mit entsprechender Masse nur lange genug nahe über einem Punkt der Asteroiden-Oberfläche halten, damit die Störung den Himmelskörper aus der Bahn ziehen kann. Ein massives Raumfahrzeug, dicht an einem Asteroiden positioniert, sollte durch seinen Schwerkrafteinfluss den vielleicht millionenfach schwereren Asteroiden um ein kleines bisschen ablenken, wobei sich diese kleine Geschwindigkeitsänderung über die lange Zeiträume -- Monate bis Jahre -- zu einer erklecklichen Positionsänderung zum Zeitpunkt der größten Annäherung an die Erde aufsummieren soll.

Um beispielsweise den Asteroiden Apophis (2004 MN4) abzulenken, der 320 Meter Durchmesser aufweist und die Erde voraussichtlich 2029 in 30.000 km Entfernung passieren wird, um mit einer Wahrscheinlichkeit von 10^-4 im Jahr 2035 oder 2036 zurück zu kommen und die Erde zu treffen, müsste ein eine Tonne schweres Raumschiff über einen Monat einen Schub von 0,1 Newton aufbringen. Eine Aufgabe, so die Wissenschaftler, die mit nuklearen Triebwerken durchaus zu bewältigen sei.

Dass ein Asteroiden-Einschlag kommen wird, gilt inzwischen auch unter ernst zu nehmenden Wissenschaftlern nicht mehr als pure Fiktion. Die Frage ist nur, wann. US-Forscher hatten vor drei Jahren berechnet, dass am 16. März 2880 ein Asteroid mit etwa 1.000 m Durchmesser die Erde mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:300 treffen könnte. Das ist immerhin um drei Größenordnungen wahrscheinlicher als alle anderen bisher ermittelten Kollisionswahrscheinlichkeiten. 1000 Meter Durchmesser gelten bei den Forschern als untere Grenze für ein Objekt, das bei Kollision mit der Erde eine globale Katastrophe auslösen könnte.

Dass die Berechnungen von Asteroidenbahnen mit einer so großen Unsicherheit behaftet sind, liegt unter anderem am so genannten Yarkovsky-Effekt: Er beruht auf der asymmetrischen Wärmeabstrahlung rotierender Asteroiden. Die Stelle des Asteroiden, die während seines Flugs am stärksten von der Sonne erhitzt wird, wirkt auf Grund der Eigenrotation des Himmelskörpers wie ein kleiner Raketenantrieb, wenn sie sich von der Sonne abwendet. Da über die Form, Oberflächenbeschaffenheit und die Rotationsachse vieler Asteroiden so gut wie nichts bekannt ist, lässt sich nicht vorhersagen, in welche Richtung der Yarkovsky-Antrieb wirkt.

Die NASA betreibt dennoch einen nicht unbeträchtlichen Aufwand, um das Risiko des kosmischen Steinschlags zu beobachten. So installierte die NASA 2001 eine dreilinsige, hochauflösende Kamera im Rahmen des Near Earth Asteroid Tracking Systems (NEAT) an dem 1,2 m großen Oschin-Teleskop im Palomar-Observatorium in der Nähe von San Diego (Kalifornien, USA). Der Bildsensor der komplett computergesteuerten Kamera kann rund 48 Millionen Pixel auflösen.

Mit ihrem Vorschlag haben Lu und Love jetzt neues Leben in die Diskussion um eine Asteroiden-Abwehr gebracht -- denn das Problem gilt als mechanisch nicht trivial (siehe zum Beispiel The Mechanics of Moving Asteroids)

Andere Experten, wie der ESA-Missionsanalytiker Michael Kahn, sind allerdings skeptischer. So sei zwar "die grundsätzliche Abschätzung der wirkenden gravitationellen Störung richtig berechnet", urteilt Kahn, dies allein sei aber noch nicht sehr aussagekräftig. Abgesehen beispielsweise von Unebenheiten des Asteroiden, müsse man vor allem die Unsicherheit in der Bahnbestimmung berücksichtigen. "Aus Beobachtungen, die man mit Teleskopen oder Radar aus großer Entferunung macht, kann man die Bahn, die Form und die Größe des Asteroiden nur innerhalb einer Fehlerellipse bestimmen. Vielleicht macht man also alles im Gegenteil sogar noch schlimmer."