Asteroiden können gezielt abgelenkt werden

Vor einem Jahr aktivierte die Uno die Protokolle zur planetaren Verteidigung. Grund zur Besorgnis gab der Asteroid 2024 YR4, der im Dezember 2024 mit einem Teleskop in Chile entdeckt worden war. Astronomen berechneten eine Wahrscheinlichkeit von 1,9 Prozent, dass der 60 Meter grosse Gesteinsbrocken am 22. Dezember 2032 mit der Erde kollidieren könnte. Die Aufregung war nur von kurzer Dauer. Genauere Bahndaten brachten Gewissheit, dass der Asteroid in sicherer Entfernung an der Erde vorbeifliegen wird.

Doch was tun, wenn ein Asteroid tatsächlich mit der Erde zu kollidieren droht? Das untersuchen Astronomen im Rahmen der Dart-Mission. Die Abkürzung steht für Double Asteroid Redirection Test. Im September 2022 liess die Nasa eine 550 Kilogramm schwere Sonde mit Wucht auf den 160 Meter grossen Asteroiden Dimorphos krachen. So wie der Mond um die Erde, kreist dieser um einen grösseren Begleiter namens Didymos.

Das Ziel der Dart-Mission war, die Umlaufbahn von Dimorphos (also des Mondes) zu verändern. Erreicht wurde aber mehr. In der Fachzeitschrift «Science Advances» berichten Wissenschafter, der Einschlag der Sonde habe sogar den Orbit der beiden Asteroiden um die Sonne beeinflusst. Es sei das erste Mal, dass ein von Menschenhand geschaffenes Objekt die Bahn eines Himmelskörpers um die Sonne messbar verändert habe, heisst es in einer Pressemitteilung der Nasa.

Der erfolgreiche Test zeigt: Ablenkmissionen wie Dart könnten ein probates Mittel sein, um zukünftige Asteroideneinschläge auf der Erde zu verhindern.

Von Dimorphos und Didymos droht keine unmittelbare Gefahr

Von Dimorphos und Didymos geht keine unmittelbare Gefahr für die Erde aus. Die beiden zählen zwar formell zu den potenziell gefährlichen Asteroiden, weil sie zwei Kriterien erfüllen: Sie sind grösser als 140 Meter und kommen der Erde näher als ein Zwanzigstel des Abstands zwischen Sonne und Erde. In den nächsten hundert Jahren werden die beiden Asteroiden jedoch einen Mindestabstand wahren, der ungefähr der 15-fachen Entfernung zum Mond entspricht.

Das macht Dimorphos und Didymos zu geeigneten Testobjekten. Im Vorfeld der Mission sei durch Berechnungen sichergestellt worden, dass die beiden Asteroiden auch nach dem Einschlag der Dart-Sonde kein Risiko für die Erde darstellten, sagt der Astrophysiker Martin Jutzi von der Universität Bern.

Ausgeworfenes Material verstärkt die Wirkung des Einschlags

Dass die Dart-Mission ihr Hauptziel erreicht hat, hatte sich bereits vor drei Jahren abgezeichnet. Eine erste Auswertung der Daten ergab, dass sich die Umlaufbahn von Dimorphos um Didymos durch den Einschlag verändert hatte. Der Asteroidenmond umrundete seinen Begleiter dadurch 33 Minuten schneller.

Dieser Effekt war grösser als erwartet. Das sei auf das Material zurückzuführen, das bei dem Einschlag mit hoher Geschwindigkeit ausgeworfen worden sei, sagt Jutzi. Der Rückstoss habe den Impulsübertrag durch die Sonde um den Faktor 3,6 verstärkt. Solange man die Masse des Asteroiden nicht kenne, sei das aber eine relativ grobe Schätzung.

Die grosse Menge an ausgeworfenem Material deutet darauf hin, dass Dimorphos einem Schutthaufen aus relativ locker gebundenem Material gleicht. Zusammen mit seiner Postdoktorandin Sabina Raducan und anderen Forschern hat Jutzi den Einschlag simuliert. Er hält es für möglich, dass die Sonde nicht nur einen Krater hinterlassen, sondern den Asteroiden auch komplett deformiert hat. Eine Bestätigung erwartet er von der europäischen Hera-Sonde, die den beiden Asteroiden noch in diesem Jahr einen Besuch abstatten wird.

Auch der grössere Begleiter wird von seiner Bahn abgelenkt

Bisher hatten sich die Untersuchungen vor allem auf Dimorphos konzentriert. In der Fachzeitschrift «Science Advances» gehen Forscher nun der Frage nach, wie sich der Einschlag auf das Asteroidenpaar ausgewirkt hat. Wie die Erde und der Mond kreisen die beiden gemeinsam um die Sonne und brauchen für einen Umlauf 770 Tage. Auf ihrer Umlaufbahn überdecken sie immer wieder Sterne im Hintergrund. Die bekannte Position dieser Sterne erlaubte es den Forschern, die Umlaufbahn nach dem Einschlag zu rekonstruieren.

Das Ergebnis: Die Geschwindigkeit des Paares hat sich ungefähr um vier Zentimeter pro Stunde verändert. Dadurch verkürzte sich die gut zweijährige Umlaufperiode um die Sonne um 0,15 Sekunden. Das ist ein winziger Effekt. Wenn man einen Asteroiden auf Kollisionskurs aber Jahre im Voraus ablenkt, könnte sich dieser Effekt aufsummieren, so dass der Asteroid die Erde knapp verfehlt.

Auch die Umlaufbahn des Paares um die Sonne wurde stärker verändert, als es der Impulsübertrag der Sonde vermuten liess. Ein Teil des ausgeworfenen Materials müsse in den Weltraum entwichen sein, sagt Jutzi. Wäre es nämlich auf einen der beiden Asteroiden zurückgefallen, hätte es keinen Rückstoss erzeugt.

Dass das ausgeworfene Material den Effekt des Einschlags verstärkt, erleichtert die Ablenkung von Asteroiden. Jutzi wendet aber ein, dass sich die Erkenntnisse aus der Dart-Mission nicht auf alle Asteroiden übertragen liessen. Was für den 160 Meter grossen Asteroiden Dimorphos gelte, müsse nicht unbedingt für einen 50 oder 1000 Meter grossen Asteroiden gelten. Am Ende komme es darauf an, welche Dichte ein Asteroid habe, wie seine Oberfläche beschaffen sei und welche Form er habe.

Eine europäische Sonde begleitet die beiden Asteroiden

Auch wenn Didymos und Dimorphos nicht exemplarisch für alle potenziell gefährlichen Asteroiden stehen, findet es Jutzi wichtig, so viele Informationen wie möglich über die beiden zu sammeln. Deshalb warten er und andere Astronomen nun auf die Ergebnisse der europäischen Hera-Mission. Die mit diversen Instrumenten bestückte Sonde wird die beiden Asteroiden im November erreichen und sie sechs Monate lang begleiten.

In dieser Zeit wollen Astronomen untersuchen, welche Masse und welche Form die beiden Asteroiden haben. Daraus lässt sich dann ihre Dichte berechnen. Ein besonderes Augenmerk gilt dem Einschlagkrater auf Dimorphos. Hochaufgelöste Bilder sollen zeigen, wie viel Material durch den Einschlag ausgeworfen wurde und wo es sich möglicherweise wieder abgelagert hat. Mit diesen Informationen sollte sich dann genauer quantifizieren lassen, wie sehr der Auswurf zur Ablenkung der beiden Asteroiden beigetragen hat.