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Billard im Weltall Tests für die Asteroiden-Abwehr mit Satelliten

Vor einem Jahr explodierte ein Meteorit über Tscheljabinsk. Er hat daran erinnert, welche Gefahren im All lauern. In Freiburg wird daran geforscht, noch viel größere Gesteinsbrocken am Aufprall auf der Erde zu hindern.

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Mit den Augen eines Astronauten
Seit Dezember schickt der kanadische Astronaut Chris Hadfield regelmäßig Bilder aus dem All. Hier geht der Mond über der Erde auf. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Über Belfast - die nordirische Küste zeichnet sich ab. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Das schottische Glasgow liegt vor den verschneiten Bergen des Loch Lomond. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Eine spektakuläre Aufnahme der Stadt St. John im kanadischen Neufundland. Der Astronaut Hadfield ist gebürtiger Kanadier. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Der kanadische Astronaut Chris Hadfield wurde in Sarnia in der Ontario geboren. Diese Stadt sieht man hier im Bild. Seit Ende Dezember ist er erst im All - im März wird er als erster Kanadier das Kommando an Bord der ISS übernehmen. Quelle: Chris Hadfield/NASA
1978 trat Hadfield der kanadischen Luftwaffe bei, die er 2003 wieder verließ. Derzeit ist er als "ziviler" Astronaut bei der kanadischen Luftwaffe. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Die chinesische Stadt Hangzhou liegt im Osten der Volksrepublik und hat über sieben Millionen Einwohner. Doch aus dem All sieht auch die Millionen-Metropole winzig aus. Via Twitter grüßte Hadfield die chinesischen Astronauten und würdigte ihre Leistungen. Quelle: Chris Hadfield/NASA

Am 15. Februar 2013 explodiert über der russischen Millionenstadt Tscheljabinsk ein Meteorit. Die Druckwelle lässt Tausende Scheiben zerbersten und deckt Dächer ab, rund 1500 Menschen werden von Glassplittern verletzt. Voraussehen konnte den zerstörerischen Himmelskörper niemand. Zu klein war der etwa 10 000 Tonnen schwere und 20 Meter im Durchmesser große Brocken, um mit Teleskopen aufgespürt zu werden.

Deutlich größere Himmelskörper haben Forscher des internationalen Forschungsprojekts „NEOshield“ im Blick. Solche, die der Erde nahe kommen könnten und deutlich gefährlicher sind als der Meteorit von Tscheljabinsk. Wie diese sich im Notfall von ihrer Bahn abbringen ließen, untersuchen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik in Freiburg. Dort werden Asteroiden im Miniaturformat von winzigen Satelliten beschossen.

Verletzte bei Meteoriteneinschlägen

Nichts deutet im Untergeschoss des Instituts darauf hin, dass dort daran geforscht wird, die Erde vor tödlichen Brocken aus dem All zu retten. „Städte- und Regional-Killer“ nennt Wissenschaftler Frank Schäfer die Asteroiden, die ihn beschäftigen. Sie haben einen Durchmesser zwischen 100 Metern und 300 Metern und könnten ganze Städte und Regionen auslöschen. Rund 10.000 solcher „Near-Earth-Objects“ - Asteroiden, die der Erde nahe kommen können - haben Astronomen bisher registriert.

Teleskope oder Messinstrumente zur Beobachtung von Asteroiden sucht man am Arbeitsplatz von Schäfer vergeblich. Ein etwa sieben Meter langer Apparat steht im Labor des Physikers. Es ist eine Art Kanone, mit der winzige Kügelchen aus Aluminium auf Gesteinsbrocken geschossen werden. Schäfer nennt sie ganz futuristisch „Spacegun“, oder, wissenschaftlich ausgedrückt, Beschleunigungsanlage. Mit ihr wird die Abwehr gefährlicher Asteroiden mit Satelliten simuliert.

Billard mit Asteroiden

50 Jahre Weltraumforschung
La Silla ObservatoriumDie Sterne rotieren während einer Nacht um den südlichen Himmelspol am La Silla-Observatorium der ESO im Norden Chiles. Die diffusen Bereiche auf der rechten Seite des Bildes sind die Magellanschen Wolken, zwei kleinen Begleitgalaxien unserer Milchstraße. Die im Vordergrund sichtbare Kuppel beherbergt das 3,6-Meter-Teleskop mit dem HARPS-Instrument, dass dem zur Zeit erfolgreichsten Exoplanetenjäger der Welt. Das kastenförmige Gebäude unten rechts beherbergt das 0,25-Meter-TAROT-Teleskop, das so konstruiert ist, dass es besonders schnell auf Gammastrahlenausbrüche reagieren kann. Weitere Teleskope auf La Silla sind das 2,2-Meter-MPG/ESO Teleskop und das 3,6-Meter-New Technology Telescope, das erste Teleskop an dem aktive Optik zum Einsatz kam und somit Vorläufer aller modernen Großteleskope. La Silla war das erste Observatorium der ESO und ist nach wie vor eines der führenden Observatorien auf der Südhalbkugel. Quelle: Pressebild
ALMADer ESO-Fotobotschafter Babak Tafreshi hat dieses bemerkenswerte Bild der Antennen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Arrays (ALMA) vor der Kulisse der prächtigen Milchstraße aufgenommen. ALMA ist eine internationale Einrichtung, die gemeinsam von Europa, Nordamerika und Ostasien in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb des Observatoriums ist die ESO zuständig für den europäischen Beitrag, das National Astronomical Observatory of Japan für Ostasien und das National Radio Astronomy Observatory für den nordamerikanischen Beitrag. Das Joint ALMA Observatory übernimmt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA. Die Detailfülle in diesem Foto bestätigt die unübertroffenen Beobachtungsbedingungen für die Astronomie auf dem 5000 Meter hohen Chajnantor-Plateau in Chiles Atacama-Region. Die Aufnahme zeigt die Sternbilder Carina (der Schiffskiel) und Vela (das Segel). Die dunklen, schmalen Staubwolken der Milchstraße erstrecken sich von der Mitte links oben zur Mitte rechts unten. Der helle, orangefarbene Stern links oben ist Suhail im Sternbild Vela, der ähnlich orange gefärbte Stern in der oberen Bildmitte ist Avior im Sternbild Carina. Nahe dieser Sterne formen drei blaue Sterne ein „L“: die zwei linken davon gehören zum Segel, der rechte zum Schiffskiel. Genau in der Bildmitte zwischen diesen Sternen leuchtet der rosafarbene Carinanebel (eso1208). Quelle: Pressebild
Die MilchstraßeDie zentralen Bereiche unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, beobachtet im nahen Infrarot mit dem NACO-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Da sie seit mehr als 16 Jahren die Bewegungen der Sterne in unmittelbarer Umgebung verfolgen, konnten Astronomen die Masse des Schwarzen Lochs bestimmen, das sich dort verbirgt. Quelle: Pressebild
 Das Handout der Zeitschrift «NATURE» zeigt eine Illustration eines schwarzen Loches in einem Kugelsternhaufen. Quelle: dpa
PferdekopfnebelDieses Gebilde nennen die Astronomen den Pferdekopfnebel. Die Farbkomposition des Nebels und seiner unmittelbaren Umgebung basiert auf drei Einzelbelichtungen im sichtbaren Licht, die am 1. Februar 2000 mit dem FORS2-Instrument am 8,2-Meter Kueyen-Teleskop auf dem Paranal aufgenommen und dem wissenschaftlichen Archiv des VLTs entnommen wurden. Quelle: Pressebild
WeihnachtsbaumhaufenDiese Farbaufnahme zeigt eine Himmelsregion namens NGC 2264, die die leuchtend blauen Sterne des Weihnachtsbaumhaufens und den Konusnebel enthält. Aufgenommen wurde das Bild durch vier verschiedene Filter (B, V, R und H-alpha) mit dem Wide Field Imager am La Silla Observatorium der ESO in 2400 Metern Höhe. Der abgebildete Nebel hat einen Durchmesser von etwa 30 Lichtjahren. Quelle: Pressebild
OrionnebelAuch diese Großfeldansicht des Orionnebels (Messier 42) entstand in Chile. Das VISTA-Infrarotdurchmusterungsteleskop am Paranal-Observatorium der ESO zeichnete den Nebel auf, der sich in einer Entfernung von 1350 Lichtjahren von der Erde befindet. Mit dem riesigen Gesichtsfeld des neuen Teleskops lässt sich der gesamte Nebel zusammen mit seiner Umgebung in einer einzigen Aufnahme abbilden. Beobachtungen im Infraroten ermöglichen es, auch in die Bereiche des Nebels vorzudringen, die sonst von Staubwolken verdeckt sind, und machen die aktiven, jungen Sterne sichtbar, die sich darin verbergen. Quelle: Pressebild

Ziel der „NEOshield“-Forscher ist es, künftig eine Raumsonde auf einem Asteroiden einschlagen lassen zu können und diesen so von seiner Umlaufbahn abzulenken. „Das ist ähnlich wie beim Billard“, erklärt Schäfer. „Wenn eine Kugel auf die andere trifft, ändert diese ihre Bahn.“ Wie genau diese Veränderungen aussehen könnten, erforscht Schäfer mit sogenannten Pendeltests.

Verwüstung durch Meteoriten auf der Erde

An einem Ende wird die „Spacegun“ mit einer Aluminiumkugel von der Größe eines Stecknadelkopfes geladen. Auf der anderen Seite hängt ein Betonklotz, etwa 20 Zentimeter breit, tief und hoch. Er hat eine ähnliche Dichte wie ein Asteroid. Porös, aber stabil. Porenbeton sagen Fachleute dazu. Dann wird geschossen, das Kügelchen knallt mit rund 30.000 Stundenkilometern auf den Klotz. Zeitlupenkameras zeichnen den Aufprall auf, Sensoren messen, wie sich der Klotz bewegt. Die Wissenschaftler rechnen dann in reale Größenordnungen um und stellen die Frage: Reicht die Kraft, um einen bedrohlichen Asteroiden aus seiner Bahn zu werfen?

Forschung



Alan Harris, der das Projekt „NEOshield“ am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt leitet, hält es für realistisch, dass eine Sonde von der Größe eines Kleinlasters auf einen 100 Meter bis 300 Meter großen Test-Asteroiden geschossen wird, um diesen aus der Bahn zu kegeln. „Wir haben schon den ein oder anderen Asteroiden im Blick, den wir beschießen könnten“, sagt Harris. Welche das sind, bleibt geheim. „Es sind natürlich Kaliber, die nicht auf die Erde zurasen, sondern in sicherer Entfernung an ihr vorbeifliegen.“

Was passiert, wenn ein Asteroid nicht an der Erde vorbeifliegt, zeigt ein Blick in die Vergangenheit - etwa der Einschlag eines Asteroiden im Nördlinger Ries in Bayern vor etwa 14,6 Millionen Jahren. Der Krater hat einen Durchmesser von bis zu 24 Kilometern. Auch der Barringer-Krater in Arizona (USA) mit einem Durchmesser von 1200 Metern wurde von einem Asteroiden verursacht. Er dürfte gerade mal 50 Meter groß gewesen sein. Und 1908 hat in Sibirien die Explosion eines Asteroiden Millionen Bäume entwurzelt.

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