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Die Angst vor dem Einschlag

RP Plus: Die Angst vor dem Einschlag
FOTO: Foto: Nasa
Er ist 140 Meter groß und hat einen gefährlich Kurs eingeschlagen: Der Asteroid 2011AG5 könnte 2040 auf der Erde einschlagen. Die Chancen stehen derzeit bei 1:625. In der Vergangenheit gab es immer wieder verheerende Kollisionen. Um das in Zukunft zu verhindern, arbeitet nun ein europäisches Forschungsprojekt unter Federführung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Von Ludwig Jovanovic

Es wird wieder passieren. Das ist sicher. Die Frage ist nur: Wann? Das Nördlinger Ries, der Barringer-Krater in Arizona, Tunguska und das Ende der Dinosaurier. Sie alle sind stumme Warnungen vor der Apokalypse. Denn eines Tages wird ein Asteroid, groß genug um eine Metropole zu vernichten, wenn nicht sogar ganze Kontinente, wieder auf Kollisionskurs sein. Nicht wie die bis zu 40 Tonnen außerirdischen Gesteins, die täglich auf die Erde prasseln. Nicht mehr als Staubkörner oder kleinere Brocken, die vielleicht noch als Sternschnuppen wahrgenommen werden und an denen unsere Wünsche hängen. Es geht um einen mehrere hunderttausend oder millionen Tonnen wiegenden Alptraum, der in einem Stück vom Himmel fällt. So groß und schwer, dass er nicht einfach verglühen wird.

Könnte man einen Dinosaurier fragen, dann würde er davon erzählen, wie es damals war – vor 65 Millionen Jahren. Ein zehn Kilometer großer Asteroid stürzte mit 20 Kilometer pro Sekunde auf die Erde. Vor der heutigen mexikanischen Halbinsel Yucatán. Schon bei seinem Eintritt in die Atmosphäre mit Überschallgeschwindigkeit verdichtete er die Luft dermaßen, dass eine glühend heiße Druckwelle im Umkreis mehrerer Kilometer alles verbrannte. Fast war es so, als ob eine zweite Sonne aufgegangen war. Dann folgte der ungebremste Einschlag. Die Energie des Asteroiden wurde schlagartig in Hitze umgewandelt und ein 30 Kilometer tiefes, 300 Meter durchmessendes Loch in den Meeresboden gerissen.

Die Dinosaurier löschte ein zehn Kilometer großer Asteroid aus

Erneut brach eine Druckwelle los, die so gewaltig war, dass jeder im Umkreis von 1500 Kilometern taub wurde. Sofern er überlebt hätte. Ein Tsunami, mehrere Hundert Meter hoch raste durch den Ozean. Wo er auf eine Küste traf, zertrümmerte er alles. Buchstäblich. Aufgeworfenes Gestein schoss ins All, um dann bei Wiedereintritt in die Atmosphäre hoch erhitzt rund um den Erdball einzuschlagen – wie ein Feuerregen, der sich über die gesamte Erde zog. Nein, die Dinosaurier hatten damals wirklich keinen guten Tag erwischt. Und wer den Einschlag überlebte, litt unter der Eiszeit – nach den ganzen Bränden und den dabei erzeugten Aschemengen, die das Sonnenlicht blockierten. Zudem zerstörten beim Einschlag freigesetzte Treibhausgase auch noch die Ozonschicht, die die Erdoberfläche vor der UV-Strahlung der Sonne schützt. Mehr als 75 Prozent allen Lebens auf der Erde wurde beim Einschlag und in der Zeit danach ausgelöscht.

Gut für uns, denn sonst hätten unsere Säugetier-Vorfahren niemals die Nischen besetzen können, die schlussendlich zur Entwicklung des Menschen führten. Gut für uns, dass es seitdem nicht mehr zu so einem verheerenden Einschlag gekommen ist. Aber dennoch kein Grund, sich zurückzulehnen. Denn es sind solche Schreckensszenarien die Wissenschaftlern wie Alan Harris beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrtforschung (DLR) Sorgen macht. Der Brite ist Experte für NEO, Near Earth Objects – den Himmelskörpern also, die der Erde nahe kommen. 8000 sind bislang bekannt, jeden Monat kommen 70 weitere hinzu. Sie stammen vor allem aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Es sind die übriggebliebenen Reste aus der Entstehung unseres Sonnensystems – Fragmente, die es nicht mehr geschafft haben, einen Planeten zu bilden. Aus diesem Gürtel aber brechen immer wieder Himmelskörper aus und umkreisen die Sonne auf Bahnen, die in einem Kollisionskurs mit der Erde münden könnten. Und einige haben das Potenzial, durch einen verheerenden Einschlag die Welt zu verändern.

Bei einer Ausschreibung der Europäischen Kommission haben Harris und das DLR nun den Zuschlag für das Projekt "NEOShield" bekommen. Unter ihrer Federführung sollen sie dreieinhalb Jahre lang, unterstützt mit vier Millionen Euro aus EU-Mitteln sowie zusammen mit 12 Partnern aus sechs Ländern aus Forschung und Industrie, die noch einmal 1,8 Millionen Euro beisteuern, nach Wegen zu suchen – um einen Einschlag abzuwehren.

NEOShield soll nach Wegen der Asteroiden-Abwehr suchen Das klingt nach Science-Fiction, ist aber tatsächlich realer, als man denken mag. 1908 kam es über Sibirien zu einer verheerenden Explosion, bei der auf 2000 Quadratkilometer rund 60 Millionen Bäume entwurzelt wurden.

Der Grund war sehr wahrscheinlich ein etwa 60 Meter großer Asteroid, der zu porös und instabil war, um tatsächlich einzuschlagen. Dafür explodierte er beim Eintritt in die Atmosphäre in 8,5 Kilometer Höhe. Mit verheerenden Folgen. "Nicht auszudenken, was passiert wäre, wenn der Himmelskörper über Berlin, London, Moskau oder New York eingetreten wäre", sagt Harris. Die Metropolen wären dem Erdboden gleichgemacht worden. Mit Millionen Toten. Wäre er dagegen dichter, eisenhaltiger gewesen, hätte er wie vor 50.000 Jahren in Arizona einen 1200 Meter durchmessenden und 180 Meter tiefen Krater geschlagen. Wenn so ein Asteroid eine Metropole treffen würde, wäre das nicht minder katastrophal.

Die Menschheit hat aber anders als die Dinosaurier einen entscheidenden Vorteil: Sie kennt sich mit Weltraummissionen aus und kann sich vor der Katastrophe schützen. Und tatsächlich gibt es bereits Überlegungen, wie man das verhindern kann. "Wir wollen im Rahmen des Projekts NEOShield untersuchen, inwieweit die Ideen umsetzbar sind", sagt Harris "Und auch Test-Missionen entwerfen, um die Gedankenspiele in der Realität zu erproben." Dazu zählt unter anderem, ein Objekt mehr oder weniger zu beschießen. Mit tonnenschweren Raumsonden, die als Kugeln für eine Art kosmischen Billards dienen. Sie könnten auf dem Asteroiden einschlagen und ihn dadurch von seinem Kurs ablenken. Auf eine Bahn, die nicht mehr so gefährlich erscheint. Doch solche "Kinetic Impact" genannten Lösungen sind in der Praxis alles andere als leicht umzusetzen.

MIt Sonden den Asteroiden aus seiner Bahn "schubsen"

Der Asteroid ist selbst bei einem Kilometer Durchmesser eher klein, die "Kugel" von der Erde noch viel kleiner. Und beide bewegen sich mit mehreren Kilometern pro Sekunde, das sind umgerechnet Tausende von Kilometern pro Stunde. Es hat ein bisschen etwas davon, mit einer Pistolenkugel mitten ins Schwarze einer kleinen Zielscheibe zu treffen – die ein 200 Meter entfernter Vogel im Flug trägt. Mit verbunden Augen. Allerdings hat die NASA das 2005 bereits geschafft: Bei der "Deep Impact"-Mission schlug der 372 Kilogramm schwere "Impactor" auf einem Kometen auf. Damals allerdings, um den Himmelskörper zu erforschen – nicht um ihn abzulenken.

Wollte man das erreichen, würde am Anfang zunächst eine Sonde stehen, die den Asteroiden untersucht. "Aus welchem Material besteht er, wie sieht seine Oberfläche aus, wie rotiert er um seine eigene Achse", erklärt Harris. "Darum würde die minimale Vorwarnzeit etwa zehn Jahre betragen." Schließlich muss die Sonde zum Asteroiden geschickt und die Daten ausgewertet werden. Erst dann könnte eine "Kinetic Impact"-Mission starten.

Denn ohne ausreichende Daten könnte die ganze Aktion wirkungslos verpuffen. Buchstäblich: Ist der Asteroid eher ein poröser und alles andere als dichter Gesteinsklumpen, hätte der Einschlag die gleiche Wirkung wie ein Hammerschlag auf einen Sandsack. Man würde in zwar treffen, die Energie des Aufpralls aber würde vom gesamten Körper absorbiert – ohne dass es eine große Wirkung hätte. Oder aber der Asteroid zerspringt in kleinere Bruchstücke, die aber immer noch Kurs auf die Erde nehmen. Statt einem großen Einschlag müsste man dann mit vielen kleineren rechnen – bei denen gleich mehrere Großstädte mit Fragmenten des Asteroiden aus dem All bombardiert werden könnten. Und je später man sich der Gefahr bewusst werden würde, desto schwieriger wäre es, die Katastrophe noch abzuwenden. Denn je früher ein Asteroid auf Kollisionskurs entdeckt wird, um so weniger muss man ihn ablenken.

Die elegante Lösung: das Gravitations-Seil Eine elegantere Lösung indes, bei der man der Gefahr der Fragmente aus dem Weg gehen würde, wäre die Möglichkeit, den Asteroiden quasi abzuschleppen – über einen Gravitations-Seil: Jede Masse erzeugt ein Schwerkraftfeld.

Der Asteroid genauso wie eine Raumsonde, die man zum Himmelskörper schickt. Würde diese Sonde mit aktiven Triebwerken direkt vor dem Asteroiden schweben, dann könnte die minimale Schwerkraft ausreichen, um das kosmische Geschoss aus seiner Bahn zu ziehen. Dabei würde die Beschaffenheit des Asteroiden weniger eine Rolle spielen. Was theoretisch sehr elegant klingt, könnte aber Jahre dauern und müsste im Detail ausgearbeitet werden. "Dazu dient eben NEOShield", sagt Harris, der auch eine dritte Möglichkeit sieht – die indes eher eine Verzweiflungstat wäre und nur angewandt werden sollte, wenn gar nichts anderes geht: der Einsatz von Nuklearsprengköpfen.

Die würde man indes nicht direkt auf den Asteroiden sprengen, wie in Hollywoodfilmen gerne gezeigt wird. Die Explosion könnte zur Fragmentierung des Himmelskörpers führen. Nein, man würde die Nuklearsprenköpfe lieber neben dem Asteroiden explodieren lassen. Durch die enorme Strahlung könnte die Oberfläche des Himmelskörpers schlagartig verdampfen. Das austretende Gas aber würde den Asteroiden wie ein Triebwerk aus seiner Bahn schieben. Doch selbst wenn das gelingt, wäre damit nicht gesagt, dass die Erde gerettet wäre. Die Bahn könnte sich so ungünstig ändern, dass der Asteroid nach Jahren erneut Kurs auf die Erde nimmt und einzuschlagen droht.

Nuklearsprengköpfe als letzter Strohhalm

Die Europäische Weltraum-Organisation ESA ist zwar an NEOShield nicht beteiligt. Aber man unterstützt die Arbeit von Harris. Unter den Namen "Don Quijote" hat man bereits eine Mission konzipiert, um die Bahn-Ablenkung über einen Einschlag, einen "Kinetic Impact", zu testen. Bislang indes hat es der Entwurf nicht bis ein reguläres Programm geschafft. Aber die Arbeit von Harris beim DLR könnte dem in Zukunft auch bei der ESA neuen Auftrieb geben. Für Detlef Koschny, den Asteroiden-Experten bei der Europäischen Weltraum-Organisation, klingt zudem eine Kombination aus einem "Kinetic Impact" mit dem "Gravitations-Seil" nach der die effizientesten Lösung. "Mit dem Einschlag würde wir die Bahn grob ablenken", sagt der ESA-Forscher. "Mit dem Gravitations-Seil kann man dann das Feintuning übernehmen." Die Sonde dafür wäre ja bereits angekommen: Sie hätte den Einschlag-Körper bis zum Asteroiden transportiert. Bei den Möglichkeiten der Nuklear-Sprengköpfe ist Koschny überaus skeptisch – unter anderem auch weil einige grundlegende Daten fehlen. "Die haben vielleicht militärische Institutionen in den USA und Russland, die sind für uns als ESA aber nicht so einfach zugänglich, weil wir eine zivile Organisation sind."

Wer übernimmt die Verantwortung bei einem Fehlschlag? Es sind noch viele Fragen offen, die Alan Harris im Projekt NEOShield klären möchte. "Unter anderem untersuchen wir auch die politischen Aspekte", sagt Harris. Denn was wäre, wenn die Weltgemeinschaft die Gefahr erkennt, beschließt etwas zu unternehmen und damit beispielsweise die USA beauftragt, obwohl der wahrscheinliche Einschlagsort in China liegt. "Wäre man in Peking wirklich dazu bereit das Wohl des Landes in die Hände der USA zu legen?" Und was wäre, wenn die Mission scheitert? Würde China den USA dann nicht Absicht unterstellen? Oder aber die Mission gelingt nur teilweise: Der Asteroid wird zwar abgelenkt, schlägt aber trotzdem ein. Nur nun nicht in China, sondern in Russland, vielleicht sogar in oder über Moskau. Selbst wenn der Einschlag nicht so verheerend ist, "es könnte einen Krieg auslösen, der dann durchaus verheerend sein kann", sagt Harris. Davon abgesehen, dass es derzeit keinen internationalen Ablaufplan und kein Protokoll gibt, wie eine entdeckte Gefahr an welche Instanzen gemeldet wird – und wer über das weitere Vorgehen entscheidet. Da allerdings tut sich bereits etwas. Detlef Koschny von der ESA hat zusammen mit anderen Experten bereits einen Ablaufplan erstellt, der wahrscheinlich nächstes Jahr von der Vollversammlung der Vereinten Nationen beschlossen werden könnte – und die Verantwortung in die Hände des UN und des Sicherheitsrates legt.

Frage der Wahrscheinlichkeit

Aber was heißt überhaupt, dass eine Gefahr entdeckt worden ist? "In der Regel können wir die Flugbahn der Asteroiden nicht über viele Jahre im Voraus so genau bestimmen, dass wir es im Einzelfall mit absoluter Sicherheit sagen können", erklärt Harris. Vielmehr rechnet man mit Wahrscheinlichkeiten. Aber ab welcher Wahrscheinlichkeit möchte man handeln, Hunderte von Millionen Euro oder Dollar ausgeben, nur um dann zu erkennen, dass der Asteroid dann doch vorbei fliegen wird? Und wie hoch ist das Risiko eines Einschlags überhaupt? "Kleine" Einschläge von 30 bis 50 Meter großen Brocken, die allerdings ganze Städte ausradieren könnten, "erwarten wir irgendwo auf der Erde alle paar hundert Jahre", sagt der DLR-Experte. Ein Vorfall wie in Tunguska mit einer Explosionskraft von zehn Megatonnen TNT (800-mal stärker als die Atombombe von Hiroshima) passiert nach den jüngsten Schätzungen etwa alle 2500 Jahre, ein Einschlag, der zum Ende der Dinosaurier führte (80 Millionen Megatonnen) etwa alle 100 Millionen Jahre. Doch das ist nur eine relative Sicherheit, auf der man sich nicht ausruhen kann. "Wenn ein Bus laut Fahrplan alle zehn Minuten kommt, wartet man vielleicht eine halbe Stunde auf einen", sagt der Wissenschaftler. "Und dann plötzlich kommen gleich drei auf einmal."

Und was ist mit 2011 AG5? Bislang sind die Bahndaten zu dem vergangenes Jahr entdeckten Asteroiden nur unvollständig bekannt. Erst 2013 wird man seinen Orbit genauer kennen und sagen können, ob die Chance für einen Einschlag 2040 wirklich bei 1:625 liegt. Entscheidend dafür wird indes bereits das Jahr 2023 sein. Nach derzeitigen Kenntnisstand wird er sich dann der Erde bis auf etwa drei Millionen Kilometer nähern. Das ist ungefähr das Achtfache des Abstandes des Monds zur Erde. Der Asteroid könnte dabei ein etwa 100 Kilometer großes sogenanntes "Schlüsselloch" passieren, bei dem seine Bahn durch die Schwerkraftverhältnisse so gestört wird, dass ein Einschlag sehr viel wahrscheinlicher wird.

(seeg)
 
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