Asteroidenabwehr. Was geht? Was geht nicht? Geht noch was? Michael Khan ESA Europäische Weltraumbehörde ESOC Europäisches Weltraumkontrollzentrum

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Jutta Schulz
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1 Was geht? Was geht nicht? Geht noch was? Michael Khan ESA Europäische Weltraumbehörde ESOC Europäisches Weltraumkontrollzentrum 1

2 Die Bruce-Willis-Methode Erst mal rankommen lassen Dann verpassen wir dem Ding eine satte Ladung Megatonnen Problem solved 2

3 Die Bruce-Willis-Methode 3

4 Wenn Bruce Willis aber nicht da ist? Heutige Technologie: drei Methoden Der kinetische Impaktor Nukleare Sprengsätze Der Gravitationstraktor Man braucht zwei Dinge Einen Schubs (für Physiker: Impulsübertragung) Zeit 4

5 Kinetischer Impaktor? 5

6 Wirkt der Schubs? Impuls = Masse * Geschwindigkeit Impulsübertragung = Impuls * Wirkfaktor 6

7 Wirkfaktor = 1: Normale Impulsübertragung 7

8 Wirkfaktor sehr klein: Impuls verpufft 8

9 Wirkfaktor groß: Verstärkter Impuls 9

10 Ablenken eines NEOs Beispiel: 99942/Apophis Erdbahnkreuzer Rund 270 m groß 27 Millionen Tonnen Masse Umlauf um die Sonne: 324 Tage Wird der Erde am 13. April 2029 (Freitag) auf km nahekommen Angenommen, man wüsste, dass er die Erde treffen wird Was könnte man da machen? 10

11 Ein Rechenbeispiel Fiktiver Fall: Apophis 2029 Volltreffer auf der Erde vorhergesagt 10 Jahre Vorlaufzeit = 11 Apophis-Umläufe Differenz Volltreffer Verfehlen: max km Bahngeschwindigkeit der Erde: ca. 30 km/s km / 30 km/s = 462 sec = 7.7 Minuten Das heißt, man muss nur: Apophis Eintreffen 7.7 Minuten verzögern 11

12 Wieviel Schubs bräuchte man? Mit kinetischem Impaktor: Ein 10 t-impaktor mit 40 km/s Ein 40 t-impaktor mit 10 km/s Vier 10 t-impaktoren mit je 10 km/s Zehn 5 t-impaktoren mit je 8 km/s Lösbar! Aber! Was passiert bei. schlechter Impulsübertragung? einem größeren Asteroiden? weniger Zeit? 12

13 Nukleare Sprengsätze Im schnellen, dichten Vorbeiflug Punktgenaue Zündung Wirkung schwer vorhersehbar Thermischer Schock verdampft Materie des Objekts Bei Kometen einzige Chance Unter der Oberfäche platziert Aufwändige Mission (bemannt?) Deutlich höhere Erfolgschance Nicht alle Objekte erreichbar 13

14 Der Gravitationstraktor Raumschiff mit Ionenantrieb Schwerkraft des Raumschiffs lenkt Asteroid ab Raumschiff schwebt neben Asteroid 14

15 Vergleich der drei Methoden Methode Impuls Präzision Kinetischer Impaktor Nuklearer Sprengsatz Gravitationstraktor

16 Weitere Vorschläge Verändern der Reflektionseigenschaften Platzieren einer Antriebseinheit Kreiselschleuder Starker Laser Konzentrierende Spiegel Kontrollierte Zerlegung 16

17 Beurteilung der weiteren Vorschläge In allen Fällen erheblicher F&E-Aufwand erforderlich Nicht alle Konzepte erscheinen überzeugend: Aufwand Wirksamkeit? Vorteile gegenüber anderen Methoden? 17

18 Benötigt: Sonderfall: Kontrollierte Zerlegung Verankerung, Baggervorrichtung, Katapult Das Objekt selbst dient als Treibstoff Gefahr wird endgültig gebannt Technologische Fortschritte Raketentechnik Robotik Mit Sicherheit mittelfristig eingesetzt 18

19 Das Problem der Genauigkeit Bahn eines Objekts nie genau bekannt Kenntnis verschlechtert sich mit der Zeit Vorhersagegenauigkeit ist ein Problem Ablenkmanöver: Verschlimmbesserung? Kontinuierliche Messung von Vorteil Wie aber nach-korrigieren? 19

20 Können wir uns wehren? Erdbahnkreuzende Asteroiden: Zumeist klein (je kleiner, desto häufiger) Gerade kleine Objekte sind abwehrbar Vorwarnzeit! Und was ist mit Kometen? 20

21 Kurzperiodische Kometen Nukleare Zerlegung aussichtsreicher Ablenkung möglich Aber: Oft deutlich größer als erdbahnkreuzende Asteroiden Koma erschwert das Zielen 21

22 Oort sche Wolke und Kuipergürtel Quelle langperiodischer Kometen Oft unbekannte, große Objekte Beliebige, schwer erreichbare Bahnen Vorwarnzeit weniger als 2 Jahre 22

23 Erfolgversprechende Abwehrmaßnahmen Gegen langperiodische Kometen auf Kollisionskurs hilft am Besten: 23

24 Generelle Anmerkungen Ablenkung: nur zeitweilige Lösung Vorsicht: Schlüssellochproblem Ablenkung braucht Vorlaufzeit! Wichtigste Abwehrmethode: Kontinuierlich beobachten und überwachen Verbesserung der Präzision Kenntnis des Inneren von Asteroiden und Kometen verbessern Bahnvermessung durch Begleitsonden 24

www.esa.int www.esa.de KTS, sci.esa.int Heidelberg 13.

25 KTS, sci.esa.int Heidelberg

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