Illustration von „Pulverize It“. (Lubin/Experimental Cosmology Group, UCSB) Der Blick in den Nachthimmel kann ein Gefühl der Verwunderung über den Platz der Menschheit im Universum hervorrufen. Aber das ist noch nicht alles, was es hervorrufen kann.
Wenn Sie sich damit auskennen Asteroid Streiks wie der, der die ausgelöscht hat Dinosaurier , dann kann selbst ein flüchtiger Meteorit Ihr angenehmes Gefühl des Staunens zunichte machen.
Was ist, wenn?
Glücklicherweise steht für einige Wissenschaftler und Ingenieure die Verteidigung des Planeten an erster Stelle. Einer dieser Wissenschaftler ist Professor Philip Lubin von der University of California Santa Barbara.
Lubin entwickelt seine Idee namens PI-Terminal Defense for Humanity. Das PI steht für „Pulverize It“ und Lubin glaubt, dass das Pulverisieren eines ankommenden Impaktors in winzige Stücke unsere beste Möglichkeit ist, uns kurzfristig vor einem Asteroiden zu schützen.
Das Pulverize It-Szenario. (Lubin/Experimental Cosmology Group, UCSB)
Lubin stellte seine PI Planetary Defense-Idee auf der Planetary Defense Conference 2021 vor. Seine Idee ist jetzt ein Phase-1-Preisträger im NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-Programm. Ziel des NIAC ist es, visionäre Ideen zu fördern und zu unterstützen, die zukünftige NASA-Missionen verändern können.
Die NASA betreibt das Planetary Defense Coordination Office (PDCO), und Lubins PI Planetary Defense-Idee passt zum Auftrag dieses Büros.
Die Gefahr eines Asteroideneinschlags ist real. Ein riesiger Asteroid wie der, der die Dinosaurier ausgelöscht hat, würde unsere Zivilisation töten. Wir waren mit kleineren Bedrohungen konfrontiert, wie z Tunguska-Ereignis und das Tscheljabinsk-Meteor , aber können wir auf Glück zählen, um verheerende Auswirkungen zu vermeiden? Das wäre nicht klug.
„Bisher ist die Menschheit von einer Katastrophe großen Ausmaßes verschont geblieben, wie sie unseren früheren Mietern widerfahren ist, aber sich darauf zu verlassen, Glück zu haben, ist auf längere Sicht eine schlechte Strategie“, sagte Philip Lubin im Jahr 2021.
Die NASA ist damit beschäftigt, Asteroiden zu finden und zu katalogisieren, die eine Bedrohung für die Erde darstellen. Aber das ist nur ein erster Schritt. Wir müssen Wege entwickeln, um die Erde vor katastrophalen Auswirkungen zu schützen.
Ein Großteil der Überlegungen zur Eindämmung von Asteroideneinschlägen konzentriert sich auf lange Vorlaufzeiten. Wenn wir Monate oder Jahre im Voraus wissen, wann ein Asteroid auf der Erde einschlagen wird, können wir einen kinetischen Impaktor aussenden, um den Asteroiden umzulenken. Bei ausreichender Vorlaufzeit kann sogar ein kleiner kinetischer Impaktor einen großen Asteroiden von uns weglenken.
Aber was ist, wenn die Zeit knapp ist? Was ist, wenn wir es zu spät erfahren? Was wäre, wenn wir einen kinetischen Impaktor abgefeuert hätten, dieser jedoch verfehlte oder aus irgendeinem Grund versagte? Hier könnte Lubins PI-Idee ins Spiel kommen.
Fragmentwolken aus Einschlägen kleiner (oben) und großer (unten) Asteroiden. (Lubin 2021)
Die Hauptidee von PI besteht darin, einen Asteroiden in kleinere Trümmer zu pulverisieren, die dann in der Erdatmosphäre verglühen.
In einem Artikel für NIAC vom 18. Februar 2022 schrieb Lubin:
„In kurzen Abfangszenarien ermöglichen die Asteroidenfragmente mit einem Durchmesser von maximal etwa 10 Metern [ungefähr 33 Fuß], dass die Erdatmosphäre als ‚Beam Dump‘ fungiert, wo die Fragmente entweder in der Atmosphäre verglühen oder in der Luft zerplatzen, wobei der Primärkanal entsteht.“ von Energie, die in räumlich und zeitlich entkorrelierte Stoßwellen übergeht.'
Die Idee von PI besteht darin, einen Impaktor zu entwickeln, der nicht nur kinetisch, sondern auch explosiv ist. Das Einschlaggerät wäre mit durchdringenden Stäben ausgestattet, um den Asteroiden zu durchbohren. Sprengstoffe würden einige Stäbe füllen und die resultierende Explosion würde den Boliden in kleinere Stücke pulverisieren, hoffentlich mit einem Durchmesser von 15 m oder weniger.
Die Stücke würden eine Trümmerwolke bilden. Abhängig von der Größe des Boliden, der Größe des Geräts und der Entfernung von der Erde bei der Detonation könnten einige der Trümmer die Erde treffen. Ein Großteil davon würde jedoch durch die Reibung mit der Erdatmosphäre zerstört.
„Die Wirksamkeit des Ansatzes hängt von der Zeit bis zum Abfangen und der Größe des Asteroiden ab, ermöglicht jedoch eine wirksame Verteidigung gegen Asteroiden in der Durchmesserklasse von mehreren hundert Metern und könnte die durch diese Bedrohungen verursachte Gefahr der Massenvernichtung praktisch beseitigen“, sagte Lubin erklärt.
Laut Lubin könnte sich das PI-System in einer Umlaufbahn um die Erde befinden oder sogar auf einer Mondbasis untergebracht sein.
„Im Vergleich zu anderen Szenarien zur Bedrohungsreduzierung stellt dieser Ansatz einen äußerst kostengünstigen, testbaren und einsetzbaren Ansatz mit einem logischen Entwicklungs- und Testplan dar.“ „Die Vorbereitung des Systems im Orbit oder auf einer Mondbasis ermöglicht bei Bedarf eine schnelle Reaktion in der Größenordnung von weniger als einem Tag“, sagte Lubin.
„Der große Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass er eine tödliche Verteidigung bei kurzen Warnzeiten und eine Reduzierung der Zielentfernung ermöglicht, wenn eine orbitale Ablenkung nicht möglich ist“, sagte Lubin. „Fängt sogar aus nächster Nähe ab der Mond Abfangzeiten von einigen Stunden vor dem Einschlag sind machbar.“
Der Mond hat einige inhärente Vorteile. Zum einen verfügt es über keine Atmosphäre, so dass es als Basis für die Beobachtung der Asteroidenumgebung in der Nähe der Erde eine „optische/NIR-LIDAR-Erkennung über große Entfernungen“ von ankommenden Asteroiden ermöglichen würde. Der Mond hat außerdem eine geringere Fluchtgeschwindigkeit als die Erde, was den Start einfacher und kostengünstiger macht.
Auch der Abschuss eines großen Sprengkörpers von der Erde aus wird mit der Zeit immer machbarer. Schwere Trägerraketen wie Falcon Heavy von SpaceX, das Space Launch System der NASA und andere läuten ein neues Zeitalter leistungsstarker Raketentechnologie ein.
Laut Lubin benötigt das PI-System nur fünf Stunden vor dem Einschlag, um einen Asteroiden von der Größe des Objekts beim Tunguska-Ereignis zu zerstören.
Dieses Objekt hatte wahrscheinlich einen Durchmesser von etwa 50 Metern und explodierte mit einer Kraft von etwa 10 Megatonnen. In einem abgelegenen Teil Sibiriens wurden Millionen Bäume umgeworfen. Wenn ein Objekt dieser Größe über einer unserer Städte explodieren würde, wäre das verheerend.
Der Meteor von Tscheljabinsk sprengte die Fenster von Gebäuden und verursachte Verletzungen, und er hatte nur einen Durchmesser von etwa 20 Metern.
Das System könnte auch bei massiven Asteroiden wie Apophis funktionieren. Apophis wird 2029 in der Nähe der Erde vorbeiziehen, aber keinen Einfluss auf die Erde haben. Wenn es jedoch während seines Vorbeiflugs im Jahr 2029 ein sogenanntes „Gravitationsschlüsselloch“ passiert, könnte es so stark angestoßen werden, dass es beim darauffolgenden Vorbeiflug die Erde treffen könnte.
Apophis hat einen Durchmesser von etwa 370 Metern und sein Ertrag beträgt etwa vier Gigatonnen. Lubin sagte, dass sein PI-System Asteroiden in der Größe von Apophis erfolgreich zerstören könne, und zwar zehn Tage vor dem Aufprall.
Es wird interessant sein zu sehen, wie weit Lubin seine Idee der Asteroidenabwehr „Pulverize It“ weiterentwickelt. Die NASA startete im November 2021 ihre Mission Double Asteroid Redirection Test. DART ist auf dem Weg zum Doppelasteroidensystem Didymos und seinem kleineren Begleiter Dimorphos, der Didymos umkreist.
Dimorphos befindet sich nicht auf einer Flugbahn in Richtung Erde. DART ist eine reine Testmission und der Aufprall auf Dimorphos wird zu einer leichten Änderung der Flugbahn des Doppelasteroidensystems führen. Die NASA wird das System nach dem Aufprall überwachen, um festzustellen, ob die Mission erfolgreich war.
Aber es gibt keinen Grund, warum wir nicht mehrere Asteroiden-Abwehrsysteme parallel entwickeln können. Das könnte der klügste Weg sein.
Je besser wir darin werden, alle Asteroiden zu finden, die die Erde bedrohen, desto besser sind wir auf das Abfangen von Asteroiden mit längeren Vorlaufzeiten vorbereitet. Aber kein System ist narrensicher.
Es wäre klug für die Menschheit, ein anderes System zu entwickeln, das schnell eingeführt und kurzfristig eingesetzt werden könnte. Dann können wir in den Himmel schauen und entspannen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .