Quelle: ESA 20. September 2022.

20. September 2022 – Der angepeilte Asteroid Dimorphos stellt keine Bedrohung für die Erde dar, und keine Sorge – der kinetische Aufprall von DART kann den Asteroiden nicht auf eine erdnahe Bahn bringen. Mit diesem Experiment soll die Umlaufbahn des Asteroiden leicht verändert werden, damit die Wissenschaftler*innen mehr über die Ablenkungsmöglichkeiten erfahren, falls ein gefährlicher Asteroid entdeckt wird.

Verfolgen Sie den Einschlag live, während die Daten von DART an Bodenstationen auf der ganzen Welt, einschließlich der ESA-Station New Norcia in Australien, übertragen werden. Das NASA-Programm beginnt um Mitternacht MESZ und wird auf ESA Web TV mit Beiträgen des Hera-Missionsteams der ESA ausgestrahlt. Verfolgen Sie die Updates der ESA Mission Control, zu der Estrack und das Space Safety Programm gehören, über @esaoperations auf Twitter.

Ein Einschlag auf einem Asteroiden, bevor ein Asteroid auf uns trifft
Der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA saust derzeit durch den Weltraum zu einem Paar von durch Schwerkraft gebundenen Asteroiden in einer Umlaufbahn um die Sonne. Das binäre Asteroidensystem ist unter dem Namen Didymos bekannt, und der kleinere „Minimond“ des Paares, Dimorphos, wird der erste Asteroid im Sonnensystem sein, der zum Ziel eines vom Menschen gebauten „kinetischen Impaktors“ wird.

Nach dem Einschlag fliegt die ESA-Mission Hera zu dem getroffenen Felsen, um eine gründliche Analyse des entstandenen Kraters, der Masse des Asteroiden und vieles mehr vorzunehmen und aus diesem großartigen Experiment eine verständliche und wiederholbare Technik zur Planetenverteidigung zu schaffen.

Allerdings hängt all dies davon ab, ob DART sein Ziel trifft. Das Raumfahrzeug wird mit einer Geschwindigkeit von 22.000 km/h durch den Weltraum rasen und sich in einer Entfernung von 11 Millionen Kilometern von der Erde einem beweglichen Objekt nähern, das etwa so groß ist wie die Cheops-Pyramide – alles andere als eine leichte Aufgabe also.

DART wird sogar erst in der letzten Stunde vor dem Einschlag in der Lage sein, Dimorphos von dem größeren zentralen Asteroiden zu unterscheiden, wobei es mithilfe seines hochentwickelten bordeigenen Leit-, Navigations- und Kontrollsystems selbstständig zu seinem unbekannten Ziel manövriert.

Estrack, das Netzwerk der ESA zur Kommunikation mit Satelliten, unterstützt die NASA in den Wochen vor dem Einschlag, indem es DART verfolgt, Daten über seinen Status, seinen Standort und seine Geschwindigkeit liefert – insbesondere während der letzten 12 Stunden, in denen ein Live-Stream von Bildern auf die Erde gesendet wird. Diese können von unzähligen Personen weltweit „live“ verfolgt werden, um eine permanente Überwachung zu gewährleisten.

Riesige Antennen sorgen für eine ultrapräzise Navigation
Die 35 Meter große Deep Space-Antenne der ESA in Malargüe, Argentinien, liefert seit Mai ultrapräzise Messungen der Position von DART und ist in den Monaten vor dem Einschlag regelmäßig für die Mission im Einsatz.

Gemeinsam mit den NASA-Antennen in Canberra, Australien, und Goldstone in Kalifornien bildet die Station ein geografisches Dreieck auf der Erde. Durch die gleichzeitige Verfolgung von DART von jedem Standort aus lassen sich seine Position, Richtung und Geschwindigkeit äußerst präzise bestimmen. Diese Methode der Verfolgung ist als Delta-DOR (Delta – Differential One-Way Range) bekannt.

Die Weltraumantenne der ESA in Australien hat ebenfalls monatlich Statusberichte von DART empfangen. Diese Berichte werden vom Raumfahrzeug per Downlink zur Erde gesendet und enthalten Details über den Status, den Standort und alle empfangenen Befehle – wichtige Informationen für die Mission Control der NASA.

In den letzten zehn Tagen vor dem Einschlag hat sich die Überwachung noch weiter intensiviert, da das Estrack-Netzwerk der ESA die Lücken im Deep Space Network der NASA durch tägliche Kontakte mit dem Raumfahrzeug schließt. Diese „Überflüge“, d. h. der Zeitraum, in dem das Raumfahrzeug sichtbar ist und mit der Antenne am Boden kommuniziert, dauern jeden Tag etwa eine Stunde, solange bis DART die letzte Phase seiner Mission beginnt.

Volltreffer: Der erste Non-Fiction „Film“ über die Ablenkung eines Asteroiden wird live übertragen
In den letzten Stunden seines Lebens wird DART ständig Bilder zur Erde senden, die zeigen, wie sich das Ziel von einer verschwommenen Masse zu einem kleinen Asteroiden wandelt und dramatisch näher kommt und größer wird, bis zum… Volltreffer! Dies wird der erste Non-Fiction Film sein, der einen tatsächlichen Einschlag auf einem Asteroiden zeigt, und es ist wichtig, dass alle Szenen bei uns ankommen.

„Für den Erfolg der Mission ist es entscheidend, dass es während der Endphase von DART keine Lücken in der Übertragung gibt. Daher werden Antennen auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, sich gegenseitig unterstützen und alle Lücken im Deep Space Network der NASA schließen – wir dürfen die Verbindung zu DART nicht für einen Moment verlieren“, erklärt Daniel Firre, DART Serviceleiter der ESA.

Die ESA-Station New Norcia in Australien wird während dieser letzten Phase, die 12 Stunden vor dem Einschlag beginnt und bis einige Stunden danach andauert, kontinuierlich aktualisierte Daten und Bilder der Mission liefern. Die Daten von DART werden 11 Millionen Kilometer zurückgelegt haben, bevor sie bei der 35-Meter-Schüssel in Australien ankommen – und das alles in etwa einer halben Minute.

„Unsere riesige Schüssel in Australien wird mit DART in Verbindung stehen, während es auf Dimorphos einschlägt. In den letzten Minuten werden Daten vom DRACO-Instrument an Bord eingespeist. Diese Daten werden von den Wissenschaftler*innen verwendet, um die Masse des Asteroiden, die Art der Oberfläche und den Einschlagsort abzuschätzen“, erklärt Suzie Jackson, New Norcia Station Manager.

„Die Daten von DART werden außerdem in der Mission Control der NASA zur Anpassung von Missionsparametern verwendet, und es ist wirklich wichtig, dass die Informationen so zeitnah wie möglich ankommen.“

Italienischer Cubesat wird Zeuge des Einschlags sein
Was DART uns nicht zeigen kann, ist das visuelle Ergebnis des Einschlags auf dem Asteroiden. Das Raumfahrzeug wird nach Beendigung seiner Arbeit zerstört und die Kommunikation zur Erde wird beendet. Spannend ist auch, dass ein schuhkartongroßer CubeSat der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) mit DART unterwegs sein wird.

Der 14 kg schwere LICIACube wird sich fünfzehn Tage vor dem Aufprall von DART trennen, um Bilder vom Einschlag und der daraus resultierenden Wolke aus ausgeworfener Materie aufzunehmen.

Näher an Hera
Um den Einschlag von DART vollständig nachvollziehen zu können, wird die ESA-Mission Hera, sobald sich der Staub gelegt hat, im Jahr 2024 starten und zwei Jahre später im Asteroidensystem Didymos ankommen, um eine hochauflösende visuelle, laser- und funkwissenschaftliche Kartierung des Asteroidenmondes durchzuführen und die Folgen des Einschlags zu untersuchen.

Nachdem Hera gestartet ist, das Didymos-Paar erreicht hat und seine Daten nach Hause sendet, also somit diesen beeindruckenden ersten Test der Planetenverteidigung vollendet, wird das Estrack-Netzwerk der ESA wie immer diese entscheidenden Weltraumdaten zurück zur Erde bringen.

Der Einschlag von DART in den Asteroiden Dimorphos wird ab Mittelnacht am 27.9 live auf NASA TV und auf der NASA-Website übertragen. Die Öffentlichkeit kann auch über die Social-Media-Konten der NASA auf Facebook, Twitter und YouTube live dabei sein.

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Am gestrigen Abend passierte der Asteroid 2004 BL86 unseren Heimatplaneten gegen 17:19 MEZ in einem sicheren Abstand von 1,2 Millionen Kilometern. Diese Gelegenheit wurde genutzt, um Radaraufnahmen von dem Himmelskörper anzufertigen (Raumfahrer.net berichtete).

Die Auswertung der ersten Radarbilder, welche mit der normalerweise für die Kommunikation mit Raumsonden genutzten 70-Meter-Antenne ‚DSS-14‘ des Deep Space Network (kurz „DSN“) der NASA in Goldstone/Kalifornien angefertigt wurden, zeigen, dass der Asteroid eine annähernd kugelförmige Form aufweist und über einen Durchmesser von rund 325 Metern verfügt. Er ist somit kleiner als zuvor angenommen. Anhand der Helligkeit des Objektes gingen die Astronomen ursprünglich von einem Durchmesser von etwa 500 Metern aus.

Außerdem zeigte sich, dass der Asteroid 2004 BL86 von einen weiteren Objekt begleitet wird, welches über einen Durchmesser von etwa 70 Metern verfügt. Diese Entdeckung bestätigt die früheren Beobachtungen der Astronomen Joe Pollock und Petr Pravec, welche die Existenz eines den Asteroiden umkreisenden Mondes bereits zuvor aus der Auswertung von Lichtkurvenbeobachtungen abgeleitet hatten. Etwa 16 Prozent aller bisher entdeckten erdnahen Asteroiden, welche über Durchmesser von mehr als 200 Metern verfügen, werden von einen oder sogar von zwei kleineren Monden begleitet.

Die am gestrigen Tag angefertigten Radarbilder verfügen über eine Auflösung von etwa vier Metern pro Pixel. Die 70-Meter-Antenne des Goldstone-Komplexes wird die Beobachtung des Asteroiden 2004 BL86 noch bis zum 1. Februar fortsetzen. Außerdem sind für den heutigen und morgigen Tag noch weitere Beobachtungen mit den Radioteleskopen in Arecibo und Green Bank vorgesehen. Unter anderem soll durch die dabei zu gewinnenden Daten die exakte Flugbahn berechnet werden, auf der sich der Asteroid um die Sonne bewegt.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, DSN Goldstone.

Zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter befindet sich der Asteroiden-Hauptgürtel unseres Sonnensystems. In einer Entfernung zwischen 2,0 und 3,4 Astronomischen Einheiten (abgekürzt als „AE“) zur Sonne befinden sich dort vermutlich mehrere Millionen Asteroiden mit Durchmessern von mehreren hundert Kilometern bis hinunter zu lediglich wenigen Metern. Andere Asteroiden bewegen sich dabei auf Umlaufbahnen um die Sonne, welche sich deutlich näher an der Umlaufbahn unseres Heimatplaneten befinden. Diese Objekte werden von den Astronomen als „Near Earth Asteroids“ (kurz „NEAs“) bezeichnet. Bis zum Ende des Jahres 2014 wurden von Amateur- und Berufsastronomen fast 12.000 solcher NEAs entdeckt und jeden Monat kommen mehrere Dutzend weitere Objekte hinzu.

Asteroiden, welche auf ihrer Sonnenumlaufbahn die Umlaufbahn der Erde kreuzen und deshalb ein potentielles Risiko für eine Kollision mit unserem Heimatplaneten bergen, werden als „Potentially Hazardous Asteroids“ (kurz (PHAs“) bezeichnet. Derzeit sind mehr als 1.500 Asteroiden, welche über Durchmesser von lediglich wenigen Dutzend Metern bis hin zu mehreren Kilometern verfügen, als PHAs klassifiziert.

Der Asteroid (357439) 2004 BL86
Bei einem dieser Objekte handelt es sich um den Asteroiden (357439) 2004 BL86. Dieser Asteroid wurde bereits am 30. Januar 2004 im Rahmen des automatischen Himmelsdurchmusterungsprogramms LINEAR entdeckt. Im Rahmen mehrerer Nachfolgebeobachtungen zu Bahnbestimmung stellte sich heraus, dass auch dieser Himmelskörper zur Gruppe der „Potentially Hazardous Asteroids“ zählt. Der Asteroid gehört zur Klasse der sogenannten Apollo-Asteroiden, deren Umlaufbahnen in ihrem sonnennächsten Abschnitt die Umlaufbahn der Erde kreuzen, so dass eine Kollision mit der Erde auf lange Sicht nicht ausgeschlossen werden kann.

Im Perihel – dem sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn – befindet sich 2004 BL86 in einer Entfernung von 0,8967 Astronomischen Einheiten zur Sonne, was in etwa 134 Millionen Kilometern entspricht. Am sonnenfernsten Punkt seiner Umlaufbahn erreicht 2004 BL86 dagegen eine Entfernung von 2,1077 AE. Für einen kompletten Umlauf um die Sonne benötigt der Asteroid einen Zeitraum von einem Jahr und 307 Tagen. Dabei weist die Bahn des Asteroiden eine Inklination von 23,7 Grad gegenüber der Ekliptik auf.

Aufgrund der beobachteten Helligkeit des Asteroiden gehen die Astronomen mittlerweile davon aus, dass 2004 BL86 über einen Durchmesser von etwa 500 Metern verfügen dürfte. Unsicherheit besteht dagegen über die Dauer seiner Rotationsperiode, welche durch die Schwankungen in seiner Lichtkurve ermittelt wurde. Aufgrund der nur minimalen Helligkeitsveränderungen in der Lichtkurvenamplitude, welche lediglich 0,25 mag beträgt, gelangten die Astronomen J. Pollock und P. Pravec dabei zu zwei verschiedenen Ergebnissen. Für eine vollständige Drehung um seine Rotationsachse benötigt der Asteroid 2004 BL86 demzufolge entweder etwa 5 Stunden oder aber lediglich 2,6 Stunden. Über die Form und Gestalt des Asteroiden, über dessen Zusammensetzung oder über den inneren Aufbau stehen dagegen bisher keine Daten zur Verfügung.

Dichter Vorbeiflug an der Erde am 26. Januar 2015
Dies dürfte sich aber bereits in Kürze ändern, denn am Abend des heutigen Tages wird der Asteroid 2004 BL86 unseren Heimatplaneten gegen 17:19 MEZ in einer Entfernung von lediglich 1,2 Millionen Kilometern – dies entspricht in etwa der dreifachen Mondentfernung – passieren. Diese Gelegenheit soll genutzt werden, um den Asteroiden eingehender zu untersuchen. 2004 BL86 wird sich – von Süden kommend – in die Richtung der nördlichen Hemisphäre bewegen und dabei in der Nacht vom 26. auf den 27. Januar über mehrere Stunden hinweg eine Helligkeit von bis zu 9,1 mag erreichen. Einen klaren Himmel vorausgesetzt kann das Objekt somit auch von Amateurastronomen mit einem Fernrohr oder auch bereits mit einem lichtstarken Fernglas beobachtet werden.

Der Asteroid bewegt sich dabei vom Sternbild Wasserschlange zügig in Richtung des Sternbildes Krebs, wo er am Morgen des 27. Januar gegen 06:15 MEZ den Sternhaufen Praesepe passieren wird. Allerdings sagen die Wetterprognosen für die kommende Nacht leider eher schlechte Bedingungen für astronomische Beobachtungen voraus.

Geplante Radarbeobachtungen
Die professionellen Astronomen wollen den Asteroiden jedoch sowieso in erster Linie mit verschiedenen Radioteleskopen beobachten und studieren. Hierbei wird ein Radiosignal in Richtung des Asteroiden ausgestrahlt, dessen Reflexionen anschließend wieder aufgefangen werden. Unter anderem soll dabei erstmals am 26. Januar 2015 eine der Antennen des Deep Space Network (kurz „DSN“) der NASA eingesetzt werden, welche normalerweise für die Kommunikation mit Raumsonden genutzt wird.

Die mit der in Goldstone/USA stationierten 70-Meter-Antenne ‚DSS-14‘ geplanten Beobachtungen sollen Radaraufnahmen liefern, welche über eine Auflösung von bis zu 3,75 Metern verfügen. Weitere Asteroiden-Beobachtungen mit der Parabolantenne DSS-14 sind anschließend für den 27., 28., 30. und 31. Januar sowie für den 1. Februar vorgesehen. Allerdings wird bei diesen Beobachtungen die zu erzielende maximale Auflösung aufgrund der zunehmenden Entfernung zu dem Beobachtungsziel bereits deutlich niedriger liegen.

Eventuell, so die Hoffnungen der beteiligten Astronomen, kann in den kommenden Tagen auch erstmals ein erst kürzlich an der ebenfalls zu dem Goldstone-Komplex gehörenden 34-Meter-Antenne DSS-13 montierter moderner Transmitter genutzt werden. In diesem Fall wäre es möglich, Aufnahmen anzufertigen, welche eine Auflösung von sogar bis zu 1,87 Metern erreichen. Weitere Radarbeobachtungen des Asteroiden 2004 BL86 sind am 27. Januar mit dem Arecibo-Radioteleskop sowie am 27. und 28. Januar mit dem Green-Bank-Radioteleskop vorgesehen.

„Wenn in den Tagen nach dem Vorüberflug die Radardaten vorliegen, werden uns die ersten detaillierten Aufnahmen zur Verfügung stehen“, so Lance Benner vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, der für die Beobachtungen des Asteroiden vom Goldstone-Komplex aus verantwortlich ist. „Zur Zeit wissen wir praktisch so gut wie gar nichts über diesen Asteroiden, so dass wir uns auf Überraschungen einstellen müssen.“

Die beteiligten Wissenschaftler erwarten, dass die Radarbilder einer Qualität entsprechen, welche sich mit Aufnahmen vergleichen lässt, die ansonsten nur auf die Untersuchung von Asteroiden spezialisierte Raumsonden aus kurzen Entfernungen anfertigen können.

„So nahe wie am 26. Januar wird der Asteroid 2004 BL86 der Erde mindestens 200 Jahre lang nicht mehr kommen“, so Donald K. Yeomans, der ehemalige Leiter des Near Earth Object Program Office der NASA. „Der Asteroid stellt somit in absehbarer Zeit keine direkte Gefahr für die Erde dar. Allerdings kommt uns hier ein relativ großer Asteroid vergleichsweise nahe, so dass sich eine einzigartige Gelegenheit bietet, ihn zu beobachten und mehr über ihn zu lernen.“

„Asteroiden sind etwas ganz Besonderes“, so Don Yeomans weiter, der das Near Earth Object Program Office der NASA seit dessen Gründung vor fast 17 Jahren geleitet hat und der erst kürzlich am 9. Januar 2015 nach einer 39jährigen Tätigkeit am JPL in den Ruhestand verabschiedet wurde. „Sie haben nicht nur die Erde mit den Bausteinen für das Leben und einen Großteil des Wassers versorgt. Sie könnten in Zukunft auch eine wichtige Quelle für Rohstoffe werden. Außerdem stellen sie für die Menschheit eine Art Zwischenstation bei der weiteren Erforschung unseres Sonnensystems dar. Asteroiden haben etwas, da muss ich einfach hinschauen.“ Für die Beobachtung des Asteroiden 2004 BL86 will der Pensionär am heutigen Abend sein Lieblingsfernglas nutzen.

Keine Gefahr für die Erde
Die am heutigen Abend erfolgende Annäherung des Asteroiden 2004 BL86 stellt definitiv keine Gefahr für die Erde dar. Allerdings ist dies laut dem derzeit gültigen Wissensstand bis zum Jahr 2027 die dichteste Annäherung eines mehr als 500 Meter durchmessenden Asteroiden an unseren Heimatplaneten. Erst am 27. August 2027 wird sich mit dem Asteroiden 1999 AN10 ein vergleichbar großes Objekt der Erde noch weiter nähern. Dieser etwa 800 bis 1.800 Meter durchmessende Asteroid wir die Erde dabei in einer Entfernung von sogar lediglich rund 390.000 Kilometern – dies entspricht in etwa der Entfernung des Mondes – passieren.

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