Gefahr aus dem All? Wie die Erde vor Asteroiden geschützt werden kann

Vor zwei Jahren sorgte die NASA-Mission DART für Aufsehen: Eine Sonde wurde gezielt auf den Asteroiden Dimorphos gesteuert, um dessen Flugbahn zu verändern. Das Ziel war es, herauszufinden, ob ein Asteroid, der potenziell gefährlich für die Erde sein könnte, rechtzeitig abgelenkt werden kann. Nun untersucht die europäische Raumsonde Hera die Folgen dieses Experiments. Ausgestattet mit modernster Technologie sammelt sie Daten, die entscheidend für zukünftige Abwehrmissionen sind.

Dimorphos ist der kleinere Begleiter des Asteroiden Didymos, der mit einem Durchmesser von 780 Metern die Erde nicht gefährdet, aber ideale Bedingungen für den Test bot. Hera nimmt nun die Beschaffenheit der Asteroiden genau unter die Lupe und liefert dabei wichtige Erkenntnisse, wie solche Himmelskörper abgelenkt werden können.

Hera liefert hochpräzise Daten

Die Raumsonde Hera ist mit zahlreichen Instrumenten ausgestattet: Optische Kameras, ein Infrarotsensor für Temperaturmessungen und ein Lidar-System zur Distanzmessung. Zusätzlich begleiten zwei kleinere Satelliten, Juventas und Milani, die Mission. Juventas untersucht per Radar die innere Struktur von Dimorphos, während Milani Staubpartikel analysiert, die durch den DART-Aufschlag freigesetzt wurden.

Die Datenfülle der Mission erfordert eine spezialisierte Analyse. Hier kommen die Grazer Forschungseinrichtungen Joanneum Research und VRVis ins Spiel. Die Grazer Joanneum Research erstellt aus den Messungen interaktive 3D-Karten. „Alle Sensoren-Daten fließen in eine räumlich geordnete Datenbank ein, die später eine präzise Darstellung der Asteroidenoberfläche ermöglicht“, erklärt Gerhard Paar von Joanneum Research laut futurezone.

Fehlerquellen analysieren und beheben

Schon die ersten Bilder von Hera – unter anderem Aufnahmen von Mond und Erde – werden zur Überprüfung der Messinstrumente genutzt. „Wir vergleichen die erwarteten Daten mit den übermittelten Bildern, um mögliche Abweichungen festzustellen“, erläutert Paar. Falls etwa eine Kamera nicht korrekt ausgerichtet ist, können die Daten entsprechend angepasst werden. Diese Justierungen sind notwendig, da Raketenstarts und der Einsatz im All Instrumente stark beanspruchen können.

Die aufbereiteten Daten werden an das Wiener Forschungszentrum VRVis weitergeleitet. Mithilfe der PRo3D-Software entstehen interaktive 3D-Modelle der Asteroidenoberfläche. „Die Modelle ermöglichen genaue Vermessungen von Kratern und der Materialverteilung“, sagt Christoph Traxler vom VRVis. Durch diese Technik können Forscher Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Asteroiden ziehen und besser verstehen, wie sie auf den Einschlag reagierten.

3D-Technologie zeigt Einschlagsfolgen

Ein zentrales Ziel von Hera ist die Analyse des ausgestoßenen Materials. Der DART-Aufprall schleuderte Partikel in den Weltraum, einige fing die Schwerkraft von Didymos vermutlich wieder ein. Mithilfe von 3D-Darstellungen können diese Spuren genau untersucht werden. „Die Software hilft, das Volumen und die Zusammensetzung des Auswurfs zu bestimmen“, erklärt Traxler. So wird auch klar, wie viel Material ins All abgegeben wurde.

Darüber hinaus analysiert Hera, ob Dimorphos aus festem Gestein oder einer lockeren Ansammlung von Trümmern besteht. Diese Erkenntnisse sind entscheidend, da die Beschaffenheit eines Asteroiden darüber entscheidet, wie effektiv eine Abwehrmaßnahme sein könnte. Mithilfe von Farbfiltern werden verschiedene Gesteinsarten auf der Oberfläche visualisiert, um deren Verteilung zu dokumentieren.

Neue Erkenntnisse für kommende Missionen

Die Ergebnisse der Hera-Mission sind nicht nur für die Analyse des DART-Einschlags relevant. Sie könnten auch zukünftige Missionen wie die ESA-Mission Ramses beeinflussen. Ramses wird den Asteroiden Apophis untersuchen, der sich 2029 der Erde bis auf 32.000 Kilometer nähern wird. Hierbei sollen einige der bei Hera genutzten Instrumente erneut zum Einsatz kommen.

Apophis galt bei seiner Entdeckung 2004 kurzzeitig als potenzielle Gefahr für die Erde, inzwischen wurde dieses Risiko jedoch für die nächsten 100 Jahre ausgeschlossen. Trotzdem liefert die Mission wertvolle Daten über die Auswirkungen der Erdanziehungskraft auf Asteroiden und mögliche Veränderungen ihrer Flugbahnen.

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Österreichs Beitrag zur Raumfahrt

Die Software und das Know-how aus Österreich spielen eine Schlüsselrolle bei diesen Missionen. PRo3D, das System zur 3D-Darstellung von Himmelskörpern, wird nicht nur für Hera genutzt. Es kommt auch bei der Erforschung des Mars zum Einsatz. Über die Plattform GitHub ist die Software öffentlich zugänglich, sodass auch Citizen Scientists sie verwenden können. Die Daten der Missionen bleiben jedoch vorerst den beteiligten Wissenschaftlern vorbehalten.

Mit Hera steht die Asteroidenabwehr vor einem technologischen Durchbruch. Die Mission liefert Erkenntnisse, die helfen könnten, die Erde in Zukunft besser vor potenziellen Bedrohungen aus dem All zu schützen.

Was du dir merken solltest:

• Die NASA-Mission DART testete erstmals, ob ein gezielter Einschlag einen Asteroiden von seiner Bahn ablenken kann, um die Erde vor möglichen Gefahren zu schützen.
• Die europäische Raumsonde Hera untersucht die Auswirkungen des DART-Einschlags mit modernsten Instrumenten und liefert detaillierte Daten zur Beschaffenheit und Reaktion des Asteroiden Dimorphos.
• Österreichische Forschungseinrichtungen wie Joanneum Research und VRVis erstellen aus den Hera-Daten interaktive 3D-Modelle, die wertvolle Erkenntnisse für zukünftige Abwehrmissionen bieten.

Übrigens: Eine Atombombe kann die Flugbahn eines Asteroiden verändern. Ein Laborexperiment liefert dabei wichtige Erkenntnisse für die Sicherheit des Planeten. Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.

Bild: © NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben via Wikimedia unter CC BY 4.0