Es geschah vor fast genau 100 Jahren: Am 30. Juni 1908 explodierte in Sibirien ein Asteroid, der mit einer Geschwindigkeit von bis zu siebzigtausend Kilometern pro Stunde in die Erdatmosphäre eingedrungen war. Solche Einschläge aus dem All sind selten, aber sie sind eine große Gefahr für die Erde – auch heute. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erforschen deshalb intensiv kleine Körper des Sonnensystems, die für unseren Planeten zu einer Bedrohung werden könnten.
Der Gesteinsbrocken, der vor 100 Jahren mit der Erde kollidierte, hatte einen Durchmesser von etwa 30 bis 50 Metern. Er explodierte in acht bis zwölf Kilometern Höhe am Fluss „Steinige Tunguska“ und erzeugte eine auf den Boden gerichtete Druckwelle, die mit der Sprengkraft von mehreren hundert Hiroshima-Atombomben eine Fläche von der doppelten Größe Berlins verwüstete.
„Längst ist bekannt, dass kleine Körper aus dem inneren und äußeren Sonnensystem zu einer potenziellen regionalen oder gar globalen Bedrohung für die Erde werden können“, erklärt Ekkehard Kührt, Leiter der Abteilung Kleine Körper am DLR-Institut für Planetenforschung. „Zwar besteht derzeit kein unmittelbares Risiko, aber die wissenschaftliche Grundlagenarbeit und Überlegungen zu Abwehrmaßnahmen nehmen einen immer größeren Raum in der Erforschung unseres Sonnensystems ein, zumal man mit den heute zur Verfügung stehenden Mitteln eine Gefahr abwenden könnte, wenn man rechtzeitig von ihr weiß.“
„Erdnahen Objekten“ auf der Spur
Besonderes Interesse wecken diejenigen Asteroiden und Kometen, deren Umlaufbahnen um die Sonne nahe dem Orbit der Erde liegen und die man daher als „erdnahe Objekte“ (englisch „Near-Earth Objects“ oder NEOs) bezeichnet. NEOs werden von Wissenschaftlern seit längerem in internationaler Zusammenarbeit intensiv beobachtet, um die Gefahren, die der Erde aus dem All drohen, abschätzen und bei einer drohenden Kollision Abwehrmaßnahmen treffen zu können.
Asteroiden und Kometen bedrohen die Erde
Einschläge von Asteroiden und Kometen auf der Erde und anderen Planeten sowie ihrer Monde sind seit der Entstehung des Sonnensystems vor viereinhalb Milliarden Jahren ganz natürliche Vorgänge. Die vielen Krater auf Merkur, Mond und Mars zeugen davon. Millionenfach dringen tagtäglich kleine Staubteilchen und Gesteinspartikel in die Erdatmosphäre ein, doch wegen der hohen Geschwindigkeit erhitzen sie sich so stark, dass sie verglühen und häufig als Sternschnuppen oder Feuerkugeln beobachtet werden können.
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Sehr viel seltener kommt es zu Einschlägen, so genannten Impakten, die in der Erdoberfläche einen Krater hinterlassen – so geschehen beispielsweise vor 15 Millionen Jahren, als ein kilometergroßer Brocken die Schwäbischen Alb traf und einen Krater schuf, der heute als Nördlinger Ries weltbekannt ist.
Impakt löschte Saurier aus
Sogar die Entwicklung der Säugetiere und damit letztlich auch die Evolution des Menschen ist einem Asteroideneinschlag zu verdanken: Vor 65 Millionen Jahren löschte ein Mega-Impakt die Dinosaurier aus und begünstigte somit den Aufstieg der Säugetiere. Derartig gewaltige Einschläge, die ganze Kontinente verwüsten, zu globalen Klimakatastrophen führen und das Biosystem verändern können, ereigneten sich in der Erdgeschichte aber nur im Abstand von mehreren hundert Millionen Jahren.
Ein Ereignis in der Dimension, wie es 1908 über Sibirien hereinbrach, kann sich dagegen nach aktuellen Modellrechnungen jedoch theoretisch schon nach einigen Jahrhunderten wiederholen. Käme es heute zu einem ähnlichen Ereignis über besiedeltem Gebiet, wären die Folgen katastrophal – mit hunderttausenden von Opfern müsste gerechnet werden. Würde sich die Explosion oder der Einschlag über den Ozeanen ereignen, könnten Tsunami entstehen, die mit ihrer Wucht die Küstenlinien ganzer Kontinente und die dort liegenden Städte verwüsten. Die ökonomischen Folgen wären enorm und globale Krisen die Folge.
Möglichkeiten der Gefahrenabwehr
„Prinzipiell gibt es zwei Möglichkeiten, den Einschlag eines kleinen Körpers zu verhindern“, erklärt der Ingenieur Christian Gritzner von der Raumfahrt-Agentur des DLR in Bonn. „Man kann entweder versuchen, das Objekt zu zerstören, oder es auf eine Bahn zu lenken, die ungefährlich ist.“
So hat Ralph Kahle in einer Dissertation am DLR nachgewiesen, dass es bei einer Vorwarnzeit von mindestens zehn Jahren meist ausreicht, mit einer oder mehreren Sonden auf den potenziellen Impaktor zu zielen. Durch das dabei weggeschleuderte Material wird ein Impuls erzeugt, der groß genug für eine ausreichende Bahnänderung ist.
Erst 2007 hat die NASA zudem die Zündung nuklearer Sprengsätze in Modellen simuliert. Zwar könnte dadurch ein vielfach höherer Impuls als durch einen Satellitenaufprall erzeugt werden, doch bestehen nach Ansicht von Wissenschaftlern zweierlei Risiken: Zunächst einmal müsste das spaltbare Material sicher von der Erde gestartet werden. Außerdem könnte bei einem Körper, dessen innerer Zusammenhalt gering ist – wie es bei vielen Kometen der Fall sein dürfte – eine derartige Explosion dazu führen, dass das Objekt in viele kleine Bruchstücke zerfällt. Einige von diesen würden vermutlich in die Erdatmosphäre eindringen und es käme dann zu einem „Schrotflinten-Effekt“, dessen Auswirkungen unvorhersehbar sind.
Auf der Suche nach gefährlichen kosmischen Geschossen
Um gefährlichen kosmischen Geschossen rechtzeitig auf die Spur zu kommen, hat das DLR vor kurzem beschlossen, einen neuen Satelliten zu entwickeln. Mit einem kleinen Teleskop bestückt, soll er aus der Erdumlaufbahn Asteroiden aufspüren, deren Bahnen sich vollständig innerhalb des Erdorbits befinden. „Modellrechnungen sagen, dass es mehr als tausend Objekte mit Durchmessern größer als hundert Meter innerhalb der Erdbahn gibt“, erklärt Kührt.
Da bisher erst neun dieser „Inner-Earth Objects“ (IEOs) gefunden werden konnten, ist es nach Ansicht des DLR wichtig, diese potentiellen Gefahrenquellen zu identifizieren – möglichst, bevor sie durch Gravitationsstörungen etwa der Venus auf Kollisionskurs mit der Erde geraten. Das Aufspüren und die Beobachtung von IEOs gestalten sich von der Erde aus aber besonders schwierig. Denn solche Objekte – und auch die Planeten Venus und Merkur -, befinden sich zwischen Erde und Sonne und können daher immer nur kurz vor Sonnenaufgang beziehungsweise kurz nach Sonnenuntergang beobachtet werden.
(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)), 04.07.2008 – DLO)
