Gefahr aus dem Weltall: So können wir uns vor Asteroiden schützen

Mittlerweile sind die Daten von über 90 Prozent der über einen Kilometer großen Himmelskörper bekannt, die die Erdbahn kreuzen. Insgesamt gibt es davon rund 1000. Jetzt wollen die Astronom:innen vor allem alle weiteren erdnahen Asteroiden erfassen, die kleiner als einen Kilometer, aber größer als 140 Meter sind. Zurzeit finden sie im Schnitt jedes Jahr rund 500 neue davon.

Manche Asteroiden werden erst im letzten Moment entdeckt

Am 24. Juli 2019 flog ein fußballfeldgroßer Asteroid in nur einem Fünftel der Mondentfernung an der Erde vorbei. Die Forscher:innen hatten ihn erst einige Stunden vorher entdeckt, weil er fast gerade auf uns zuflog und sich deshalb kaum relativ zu den anderen Himmelskörpern bewegte. Er schien bis zum letzten Augenblick wie ein Stern fix am Himmel zu stehen.

Zwei Jahre zuvor, im Oktober 2017, wurde ein kosmischer Besucher sogar erst entdeckt, als er schon wieder auf dem Rückweg in die Tiefe des Alls war. Er war rund einen Kilometer groß und die Entdecker:innen tauften ihn "Oumuamua", das ist hawaiianisch und kann frei mit "Kundschafter" übersetzt werden.

Oft sind die Bahnberechnungen schwierig

Als 2004 der mehr als 300 Meter große Asteroid Apophis entdeckt wurde, berechneten Wissenschaftler:innen seinen Einschlag auf der Erde für den 10. April 2029 mit einer Wahrscheinlichkeit von fast drei Prozent. Ein Risiko, über das man sich ernsthaft Sorgen machte. Genauere Beobachtungen führten dann aber dazu, dass ein Zusammenprall mit der Erde immer unwahrscheinlicher wurde.

Bis 2006 bestand nach den Berechnungen der Astronom:innen aber die Möglichkeit, dass Apophis bei seinem Besuch 2029 von der Schwerkraft der Erde so abgelenkt würde, dass er dann bei seinem nächsten Vorbeiflug im Jahr 2036 einschlagen könnte. Mittlerweile geht man von einem Einschlag frühestens 2068 aus und das auch nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 zu 150.000. Das ist so wahrscheinlich, wie vier oder fünf Richtige im Lotto zu landen.

Option 1: kosmisches Billard

Diese Strategie ist die realistischste von allen und wird bereits in einem Versuch getestet. Die Idee: eine möglichst schwere Rakete oder Raumsonde gegen den Asteroiden schießen. Der Aufprall würde den Asteroiden etwas aus seiner Bahn schubsen. Wenn das lange genug vorher passiert, könnte auch eine sehr kleine Bahnänderung dazu führen, dass der Asteroid die Erde verfehlt. Das Prinzip wird der sogenannte Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA auf die Probe stellen.

Im November 2021 ist für die Mission eine Raumsonde gestartet, die nach circa einem Jahr Flugzeit das Doppel-Asteroiden-System Didymos erreicht hat. Es besteht aus dem 160 Meter großen Dimorphos, der um den 580 Meter großen Didymos kreist.

Die circa 500 Kilogramm schwere DART-Raumsonde sollte Ende September 2022 frontal auf den kleineren Dimorphos aufprallen und ihn so um 0,4 Millimeter pro Sekunde abbremsen. Laut NASA wurde dadurch tatsächlich die Bewegungsrichtung des Asteroiden verändert.

Nach ein paar Jahren soll sich so die Zeit, die er für eine Umkreisung von Didymos benötigt, um ein paar Minuten verringert haben. Dann vergleichen die Wissenschaftler:innen die vorher berechnete mit der tatsächlich erfolgten Bahnänderungen. So können sie ihre Formeln überprüfen und verbessern, um im Ernstfall nicht danebenzuliegen.

Option 2: eine starke Atombombe

Dieses Szenario wurde schon in Kinofilmen durchgespielt. Aber es ist nicht sicher, ob es in der Realität genauso gut funktioniert. Das Problem: Wird der Asteroid mithilfe einer Atombombe auseinandergesprengt, würde er in viele Bruchstücke zerbrechen, die dann auf die Erde prasseln könnten. Weltraumingenieur:innen schlagen deshalb vor, zuerst einen Krater in die Oberfläche des Asteroiden zu sprengen und dann darin einen Atomsprengkopf zu zünden. Krater und Atombombe würden wie ein Raketentriebwerk wirken und durch den Rückstoß der Explosion den Asteroiden von seiner Bahn ablenken.

Ob das wirklich klappen würde, ist nicht sicher und hängt davon ab, wie groß und wie solide der Asteroid ist. Denn viele sind nur eine Ansammlung von Brocken, die lose durch die eigene Schwerkraft zusammengehalten werden. Gegen solche "kosmischen Geröllhaufen" könnte selbst die Kraft einer Atombombe verpuffen. Außerdem kann die Methode nicht vor dem Ernstfall getestet werden, da der Einsatz von Atomsprengköpfen im Weltall durch internationale Verträge verboten ist.

Option 3: abschleppen mit Schwerkraft

Eine Raumsonde würde sich seitlich in geringem Abstand zum Asteroiden platzieren. Und zwar auf einer Kreisbahn, die wie ein Heiligenschein über dem Asteroiden schwebt. Da sich Massen nach dem Gesetz der Schwerkraft gegenseitig anziehen, hinge der Asteroid so an einer Art unsichtbarem "Abschleppseil". Die Raumsonde könnte ihn dann mit einem schwachen, aber lange durchhaltenden Triebwerk langsam aus seiner Bahn ziehen. Die Methode würde allerdings sehr lange dauern und nicht bei großen Asteroiden funktionieren.

Option 4: weiße Farbe

Eine Raumsonde würde den Asteroiden auf seiner der Sonne zugewandten Seite weiß ansprühen. Auf der weißen Oberfläche würden die Sonnenstrahlen reflektiert und so eine sehr schwache Gegenkraft ausüben. Die würde den Asteroiden langsam auf eine andere Bahn schieben.

Dieses Konzept funktioniert zumindest theoretisch, bräuchte aber viele Jahre, um die Bahn nennenswert zu verändern. Wie viele der anderen Konzepte ist es also nur bei Asteroiden einsetzbar, deren Bahn wir so gut kennen, dass wir sie Jahre im Voraus berechnen können.

Sind Ablenkmanöver riskant?

Wissenschaftler:innen haben noch andere Ideen, aber allen ist gemeinsam, dass sie vorher neben Praxistests sehr genau in Computersimulationen getestet werden müssten.

Denn die Bahn eines Asteroiden ist schwer exakt vorherzusagen, da sie durch die Planeten, aber auch durch andere Asteroiden beeinflusst wird. Wenn ein Ablenkmanöver also falsch berechnet wurde oder nicht richtig gelingt, könnte es die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls auf der Erde im schlimmsten Fall sogar noch vergrößern.