Ende März begannen bei der ESA die ersten Entwurfsarbeiten für einen Einschlag-Versuch zur Asteroidenabwehr in Zusammenarbeit mit der NASA. Zielobjekt ist der kleinere Asteroid des Zwillingssystems Didymos (griechisch für Zwilling). Die der Beobachtung dienende Sonde der Europäer soll bereits 2020 auf den Weg gebracht werden. Die US-Amerikaner werden ihre Impact-Sonde 2022 starten.
Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA.
(Bild: ESA – AOES Medialab)
Diagnose ist das eine, eine erfolgversprechende Therapie das andere. Bei der Identifizierung erdnaher Asteroiden scheint man inzwischen doch ziemlich weit gekommen zu sein, auch wenn das Überraschungen wie dem Tscheljabinsker Meteoriten 2013 nicht ausschließt. Die Frage, was man aber bei einem Befund „Kollisionskurs“ machen könnte, ist noch immer nur Gegenstand theoretischer Überlegungen. Praktische Erfahrungen sollen 2022 im Rahmen eines internationalen Projektes von NASA und ESA gewonnen werden. Die Gesamtmission läuft unter dem Namen „Asteroid Impact & Deflection Assessment“ (AIDA), zu deutsch etwa Mission zur Bewertung eines Asteroiden Einschlag- und Ablenkversuches. Der von der ESA übernommene Part heißt „Asteroid Impact Mission“ (AIM) und dient der Zieluntersuchung. Ende März 2015 war Startschuss für die ersten Entwurfsarbeiten. Der Beitrag der US-Amerikaner ist der „Double Asteroid Redirection Test“ (DART) und stellt den eigentlichen Einschlagversuch dar.
Ziel des Versuchs ist der Doppelasteroid Didymos. Der größere der beiden Himmelskörper hat einen Durchmesser von 800 Metern und wird von einem 170 Meter durchmessenden Mond umkreist, der zur Unterscheidung inoffiziell häufig Didymoon genannt wird. Das Doppelsystem wurde unter anderem deshalb aufgewählt, weil feine Störungen oder Auslenkungen der Didymoon-Umlaufbahn leichter zur registrieren sind als der Einfluss eines solchen Einschlags auf die Sonnenumlaufbahn eines Asteroiden. Im Jahr 2022 wird Didymos bis auf 11 Millionen Kilometer und damit vergleichsweise nahe an die Erde herabkommen. Das ermöglicht zusätzlich die Beobachtung und Analyse des Einschlags und seiner Wirkung von der Erde aus.
Der kleinere Didymoon ist das eigentliche Ziel des Demonstrationsversuches zur Asteroidenabwehr. Die AIM-Sonde der ESA startet voraussichtlich im Oktober 2020 und wird im August 2022 dort ankommen, um den Mond vorab für spätere Vorher-/Nachher-Vergleiche untersuchen zu können. Sowohl die Oberfläche wie auch der innere Aufbau sollen mit Hilfe hochauflösender Instrumente optisch, thermisch sowie mit Hilfe eines Radars kartiert werden. Das Konzept sieht weiterhin vor, auf Didymoon eine Landeeinheit abzusetzen. Der AIM-Lander könnte damit zumindest teilweise aus den Erfahrungen der Philae-Landung profitieren. Doch damit nicht genug. Denkbar sind auch zwei oder mehr Cube-Satelliten an Bord der Muttersonde, die zusätzliche Daten aus der nächsten Umgebung des Mondes liefern könnten. Die Datenübermittlung zur Erde soll Laser-gestützt zur entsprechend ausgerüsteten ESA-Bodenstation auf Tenerifa erfolgen.
Die DART-Sonde soll im Oktober 2022 bei Didymos ankommen und direkt mit einer Geschwindigkeit von sechs Kilometern pro Sekunde in Didymoon einschlagen. Wegen ihres beschränkten Daseinszweckes wird sie ausschließlich für einen kurzen Präzisionsendanflug konzipiert und keine wissenschaftliche Ausrüstung mit sich führen. Die optische Navigation im Endanflug soll älteren Konzeptionen aus dem Jahr 2012 zu Folge das aus der Plutosonde New Horizons bekannte LORRI-Teleskop in Verbindung mit bewährten autonomen Flugkorrekturalgorithmen leisten. Die Masse der Einschlagsonde soll rund 330 Kilogramm betragen. Abhängig von der Dichte von Didymoon dürfte das nach damaliger Schätzung die Umlaufzeit um bis zu etwa ein Prozent ändern.
Neben den erdgebundenen Teleskopen wird AIM den Einschlag aus sicherer Entfernung möglichst genau beobachten. Laut ESA-Missions-Manager Ian Carnelli sollen so die Veränderungen an der Einschlagstelle dokumentiert und die Auswirkungen auf den Orbit des Mondes analysiert werden. Der Erfassung der aufsteigenden Staub- und Gesteinswolke kommt dabei besondere Bedeutung zu. Von der Analyse des Materialauswurfes aus dem Einschlagkrater erhofft man sich Antworten auf die wegen ihrer vielen Unbekannten seit zwei Jahrzehnten diskutierte Frage der Dichte von Asteroiden und der damit möglichen tatsächlichen Impulsübertragung. Mit dem Wissen über die Reaktion eines Asteroiden auf die Aufschlagenergie eines vergleichsweise kleinen Einschlagkörpers sollen vorhandene Labormodelle kalibriert und verbessert werden. Auch wenn so ein einzelner Versuch keine breite statistische Basis liefert, ist Carnelli optimistisch. Der Versuch sei Grundlage für alle weiteren Planungen von Abwehrstrategien. Man werde erstmals die Kraft ermitteln, die notwendig ist, um einen Erd-bedrohenden Asteroiden mit Didymoon-Charakeristika aus seiner Bahn zu lenken.
Didymoon ist nicht der erste Beschuss eines Himmelkörpers. 2005 wurde der Komet Tempel-1 von der Sonde Deep Impact aus mit einem 372 Kilogramm schweren und auf 10,3 Kilometer pro Sekunde beschleunigten Kupferprojektil beschossen. Tempel-1 ist mit 7,6 mal 4,9 Kilometern jedoch erheblich größer als Didymoon und blieb völlig unbeeindruckt auf seiner Umlaufbahn. Beim kleineren Didymoon ist die Wahrscheinlichkeit einer messbaren Auswirkung auf den Orbit entsprechend höher. Umgekehrt ist aber eine erheblich größere Präzision beim Zielanflug gefordert. Falls alles gelingt, wäre die Beeinflussung des Orbits eines natürlichen Himmelskörpers die eigentliche Premiere in der Geschichte der Raumfahrt. Die Versuchsplaner weisen vorsichtshalber auch darauf hin, dass der Zwillingsasteroid Didymos den Erdorbit nicht kreuzt und daher auch keine Gefahr bestehe, dass der Ablenkungsversuch zu einer Einschlaggefahr auf der Erde führen könnte.
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