Die alljährlich überschätzte Gefahr: erdnahe Asteroiden

Am Dienstag, 29. Januar 2008 fliegt ein rund 250 m grosser Asteroid in anderthalbfacher Mondentfernung an der Erde vorbei. Im Internet wird dies zum Anlass genommen, Verschwörungstheorien zu verbreiten und Ängste vor einem Einschlag zu schüren. Nur allzuoft spielen Medien dieses fragwürdige Spiel mit.

Mit Radarteleskopen wie diesem wird nach erdnahen Asteroiden gesucht
Mit Radarteleskopen wie diesem wird nach erdnahen Asteroiden gesucht
Seit 4.5 Milliarden Jahren wird die Erde von grösseren und kleineren Asteroiden „bombardiert“, wobei die Ereignisse umso häufiger werden, je kleiner die Asteroiden sind. Am häufigsten ist interplanetarer Staub: rund 40000 Tonnen extraterrestrischer Staub gelangen so jedes Jahr in die Erdatmosphäre, oder rund ein Kilogramm pro 40000 Quadratkilometer (in etwa die Fläche der Schweiz) pro Jahr. Grössere Staubkörner sehen wir als Sternschnuppen in der Atmosphäre verglühen, hunderte von kleineren Meteoriten fallen jedes Jahr zur Erde. Man schätzt, dass alle paar Jahre ein Körper mit 10 m Durchmesser und mehr zur Erde fällt. Etwa einmal pro Jahrtausend fällt ein 100 m grosser Asteroid zur Erde (womit in der historischen Geschichte der Menschheit bereits rund zehn Asteroiden dieser Grösse zur Erde gefallen sind). Zwischen zwei Fällen von mittelgrossen Asteroiden mit 1 km Durchmesser vergehen im Schnitt einige hunderttausend Jahre, und zwischen zwei Asteroideneinschlägen, die mit dem Einschlag eines 10 km grossen Asteroiden am Ende der Kreidezeit (als auch die Dinosaurier ausstarben) vergleichbar sind, vergehen im Schnitt 100 Millionen Jahre. Da die Erde zu 70% von Ozeanen bedeckt ist, fallen Asteroiden bevorzugt ins Meer.

Man schätzt, dass der Einschlag eines Asteroiden mit 1 km Durchmesser globale Auswirkungen hätte, die den Fortbestand der modernen menschlichen Zivilisation gefährden könnten. Dazu gehören Tsunamis bei einem Einschlag in den Ozean, die Sonne verfinsternde Staubwolken im Fall eines Einschlags auf das Land. Einschlagende Asteroiden, die kleiner als 1 km sind (aber grösser als ca. 50-100 m), verursachen zwar grosse regionale Katastrophen, aber gefährden nicht die Menschheit als ganzes. Das heisst, die Chance, dass sich in einem bestimmten Jahr ein global katastrophaler Asteroideneinschlag ereignet, ist sehr klein, etwa 1:500000. Die Chance regionaler Katastrophen durch einen Asteroideneinschlag ist global gesehen etwas höher, zwischen 1:1000 bis 1:10000, je nach dem, wie man „regional“ definiert, wobei man beachten muss, dass ein regionaler Einschlag natürlich auch eine kleinere Anzahl Menschen trifft, so dass die Chance eines einzelnen Menschen, eine solche regionale Katastrophe zu erleben, stark sinkt. Wie man es auch dreht und wendet, man kommt am Schluss zu einer Chance von eins zu einigen hunderttausenden, einen Asteroideneinschlag zu erleben.

Mit diesem Wissen im Hintergrund haben die USA in den neunziger Jahren damit begonnen, die erdnahen Asteroiden systematisch zu katalogisieren. Ursprünglich hatte die NASA nach dem Auftrag des amerikanischen Kongresses zwanzig Jahre Zeit, um 90% aller erdnahen Asteroiden grösser als 1 km auszumachen. Da dieses Ziel dank stetig verbesserter Technik aber bereits kurz nach dem Jahr 2000 erreicht wurde,

versucht die NASA nun, 90% aller erdnahen Asteroiden grösser als 140 m zu katalogisieren (einige Asteroiden schlüpfen immer durch die Maschen, doch dies lässt sich aufgrund der bekannten Begrenzungen der Beobachtungsinstrumente abschätzen – deshalb spricht die NASA auch von 90%, nicht von „allen“). Die Suche nach erdnahen Asteroiden ist sehr erfolgreich: heute werden bereits sehr kleine Asteroiden gefunden und verfolgt. Da es sehr viele dieser kleineren Asteroiden gibt, ist die Chance, dass sich einer von ihnen mal der Erde nähert, recht gross. Dies erklärt sehr gut, warum sich in den letzten Jahren die Meldungen, ein „Asteroid nähere sich der Erde“, gehäuft haben: die Asteroiden-Jäger werden immer besser.

Impaktgefahr - Copyright astronomie.info
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Oftmals spielt sich immer das selbe Schema ab. Zuerst vermeldet die NASA die Entdeckung eines Asteroiden, der sich der Erde gefährlich nähern oder sie sogar treffen könnte. Die Chancen eines Treffers scheinen hoch (bisheriger Rekord: 1:37, Asteroid Apophis kurz nach der Entdeckung), die weltweiten Medien berichten darüber, und auf YouTube tauchen entsprechende Weltuntergangs-Videos auf. Doch in den darauf folgenden Wochen sinken die Trefferchancen und fallen ein paar Monate bis Jahre später auf praktisch Null (natürlich ohne dass dies die Medien berichten würden).

Dieser Verlauf kommt daher, dass es von einem neu entdeckten erdnahen Asteroiden zuerst nur sehr wenige Beobachtungen gibt. Die Fehler seiner Bahneigenschaften sind gross, so dass man nicht sehr genau sagen kann, wie nahe er ein paar Jahre später wirklich an der Erde vorbeiziehen wird. Seine berechnete Bahn gleicht, grob gesagt, eher einem sich nach vorne immer weiter öffnenden Kegel als einer Linie, und dieser Kegel enthält irgendwann auch die Erde. Mit zunehmenden Messungen wird der Kegel immer spitzer, bis er am Schluss praktisch einer Linie gleicht. Die Chance, dass diese eine Linie nach all diesen Messungen immer noch exakt auf die Erde zeigt, ist sehr klein – und dies ist bisher auch noch nie vorgekommen.

So ist es nun auch mit dem im letzten Herbst entdeckten erdnahen Asteroiden „2007 TU24“. Er wird die Erde am 29. Januar in einer sicheren Entfernung von rund 1.4 Mondentfernungen passieren. Mit einem Durchmesser von rund 250 m hätte dieser Asteroid bei einem Einschlag durchaus eine regionale Katastrophe auslösen können, aber es bestand nie eine Chance, dass dieser Asteroid die Erde trifft. Die Mitte des zunächst noch weiten „Bahnkegels“ (wie oben beschrieben) deutete zuerst auf einen Vorbeiflug in doppelter Mondentfernung hin, doch als der „Bahnkegel“ enger bestimmt wurde, sank die geringste Entfernung zu Erde während des Vorbeiflugs auf 1.4 Mondentfernungen ab – und nun ist der „Bahnkegel“ so klein, dass sich diese Zahl nicht mehr ändern wird. Trotzdem nahmen dies einige Medien zum Anlass, zu berichten, ein Asteroid würde „knapp“ an der Erde vorbeifliegen. Auch wenn dies in astronomischen Massstäben gerechnet durchaus korrekt ist (schliesslich sind 1.4 Mondentfernungen oder rund 500000 km nichts im Vergleich mit den Distanzen im Universum), so sind Missverständnisse vorprogrammiert, wenn diese Aussage nicht weiter ausgeführt wird.

Verschwörungstheorien, etwa die Vermutung, die NASA würde „das wahre Ausmass der Gefahr“ verheimlichen, um eine „weltweite Panik“ zu verhindern, sind ohne jede Verankerung in der Realität. Zahlreiche Staaten und Organisationen weltweit verfügen über Teleskope, die in der Lage sind, erdnahe Asteroiden zu verfolgen. Grössere Objekte (also gerade jene, die der Menscheit als Zivilisation gefährlich werden könnten) können sogar von Amateurastronomen verfolgt werden. Die dazu gehörenden Bahnberechnungen sind grundsätzlich sehr einfach. Jeder Versuch, irgend etwas zu „vertuschen“, würde sofort umgangen. Viel zu viele Leute wüssten in kürzester Zeit davon, es gibt keine Chance, dass irgendwer tausende von Astronomen weltweit auf irgend eine Weise „kontrollieren“ könnte. Zudem hilft im Fall eines Einschlags eine Vertuschung gar nichts, im Gegenteil, sie wäre schädlich: so könnten, wenn man Wochen und Monate im Voraus über einen Einschlag informiert wäre, grosse Gebiete evakuiert werden, etwa Küstenstreifen.

In den allermeisten Fällen (insbesondere bei grösseren Asteroiden) sind aber Annäherungen von erdnahen Asteroiden an die Erde ohnehin um Jahrzehnte im Voraus bekannt. Dies liegt daran, dass erdnahe Asteroiden die Sonne auf einer ähnlichen Bahn umkreisen wie die Erde, und somit eine sehr geringe Relativgeschwindigkeit zur Erde haben. Das heisst, nach einer Begegnung vergeht typischerweise ein Jahrzehnt, bis sich Erde und Asteroid wieder nähern (also die Erde den Asteroiden wieder eingeholt hat oder umgekehrt). In diesem Jahrzehnt gibt es dann genügend Zeit für eingehendere Beobachtungen.

Eines Tages, sollte die Menschheit lange genug überleben, wird man tatsächlich einen kleinen Asteroiden entdecken, der die Erde treffen wird. Bereits heute lassen sich einfache Techniken entwerfen, um solche Objekte von ihrer Bahn abzulenken. So würde es bei einem Asteroiden von der Grösse von Apophis (rund 400 m) ausreichen, auf ihrer Oberfläche zwanzig Jahre vor dem Einschlag eine 40 x 40 m grosse, weisse Folie auszubringen. Da diese das Sonnenlicht stärker reflektiert als die dunkle Asteroidenoberfläche, entsteht durch die reflektierten Photonen der Sonnenstrahlung ein leichter zusätzlicher Druck, der die Position von Apophis über 20 Jahre um zwei Erddurchmesser verschieben kann, mehr als genug für einen sicheren Vorbeiflug.

NASA Seite mit aktuellen Infos zu erdnahen Asteroiden

Die aktuell grössten Impaktrisiken (NASA)

Typische Panikmacher-Seite mit zusätzlichem Unsinn über angebliche „Plasma-Effekte“

Vierbuchstaben-Panik

16 Kommentare

  1. Just in den Tagen wo der eine Brocken – 15. Feb. 2014 – in Russland runterkam, wurde die Wahrscheinlichkeit, dass Apophis einschlägt auf 1:7200000 heruntergesetzt, vorher ich glaube 1:43000? Ich denke 1 – 2 Tage nach dem 15.02.14.
    Am 27.01.08, als dieser Artikel in das Netz gestellt wurde, gab es da noch die Chance das 2007 DW 5 auf dem Mars einschlagen würde, ist das Zufall? Damals von 1 oder 3% auf 4% Einschlagswahrscheinlichkeit hochgesetzt. Ich lese gerade das auch C/2013 A1 den Mars hätte (1:7000?) treffen können. Kann das eigentlich sein, das Apophis auch den Mond treffen könnte? Wie gross wäre die Staubwolke? Wie gross/schnell muss ein Asteroid sein, das, wenn er mit dem Mond kollidiert, den Mond in unsere Richtung zu schieben?

    • Natürlich ist es auch möglich, dass ein erdnaher Asteroid den Mond trifft – aber das wüssten wir im Fall von Apophis mittlerweile sicher. Und nein, kein erdnaher Asteroid ist gross genug, um irgendwas an der Bahn des Mondes zu ändern. Selbst der grösste erdnahe Asteroid, Ganymed (eine etwas unglückliche Namenswahl, da der grösste Jupitermond ebenfalls so bezeichnet wird), würde zwar einen imposanten Krater auf dem Mond hinterlassen, sonst aber keine merkliche Änderung an der Bahn des Mondes bewirken.

  2. Gestern noch 15 Jahre. Ich weiss die Uhrzeit nicht wann Apphis kommt. Kann man ihn dann eine Woche sehen, wie es bei dem Halleyschen Komet (oder war es Hale-Bopp?) war?

  3. Da hast du recht – allerdings kann ich jetzt nicht mehr rekonstruieren, ob der Wert in der Zwischenzeit (seit der Artikel veröffentlicht wurde) nach unten korrigiert wurde oder ob er von Anfang an falsch war…

  4. … „So würde es bei einem Asteroiden von der Grösse von Apophis (rund 400 m) ausreichen,“ …

    Meines Wissens hat Apophis einen Durchmesser von 270 m …

    FG Thanathos

  5. Was du nicht begreiffst, ist, dass kleinste Änderungen in den Bahnelementen sich über lange Zeiten zu grossen Beträgen aufsummieren. Apophis muss bei seiner nächsten Annäherung an die Erde im Jahr 2029 durch ein winziges dynamisches \“Schlüsselloch\“ fliegen, um sie 2036 überhaupt treffen zu können. Dieses Schlüsselloch ist nur gerade 400 m gross (kaum grösser als Apophis selbst) – fliegt sein Gravitationszentrum durch diese Region, wird er von allen später auf ihn wirkenden Kräften auf einen Kollisionskurs mit der Erde abgelenkt, wenn nicht, summieren sich diese Kräfte zu einem Kurs, der an der Erde vorbei führt. Es reicht also, den Asteroiden soweit zu verschieben, dass er das Schlüsselloch verpasst, im Extremfall sind das 200 m. Bis zu seiner anschliessenden Rückkehr im Jahr 2036 hat sich dieser kleine Eingriff dann zu über einem Erdradius Veränderung des Kurses aufsummiert.

  6. Ach. Bahnparameter kann man nicht ändern. Man kann nur den Körper beschleunigen oder Abbremsen. Macht man das, ändert sich natürlich auch die Bahn und damit hat man auch das Potential geändert.

    Das Potential wird immer geändert, wenn man den Geschwindigkeitszustand eines Körpers aktiv ändert.

    Offensichtlich hast du noch niemals Bahnberechnungen gemacht.

    Da ich diese Berechnungen gemacht habe, weiß ich auch, wie sich 1600m² Folie bemerkbar machen. Daher muß ich im Gegensatz zu dir niemandem etwas glauben.

    Ich kann dir sogar verraten, wie ich das gemacht habe. Ich bin vom Einschlag ausgegangen udn habe die Zeit 20 Jahre rückwärts laufen lassen. Dann habe ich den Vorwärtsgang mit Düsenantrieb (Folie) eingeschaltet und geguckt, wo dann der Körper landet.

    Beim 2. Versuch habe ich den Einschlag von Vorne kommen lassen, damit der Körper ungefähr die Bahnexzentrität wie gemessen hat, also auch etwas in Venusbahnnähe kommt.

    Allerdings habe ich nur die Planeten berücksichtigt, nicht andere Kleinkörper.

    Aber weshalb sollte ich eigentlich anderen \“Naturwissenschaftlern\“ glauben, welche sogar den Einsteinquatsch nichtmal durchschauen?

    Es geht eben doch darum, den Asteroiden etwas zu verschieben. Jede Krafteinwirkung verschiebt den Brocken. Deine Wortumdeutungen darfst du nicht mal im Kindergarten zum Besten geben.

    Hier kommt aber dein Bester:

    \“Wie gesagt, es geht nicht darum, den Asteroiden zu verschieben.

    Es geht bloss darum, ihn um einen geringen Betrag abzulenken, der sich dann über die 20 Jahre zu einer merklichen Verschiebung aufaddieren.\“

    Hahahahaha.

  7. Das ist hier meine letze Antwort an dich, denn offenbar begreiffst du es nicht. Es geht nicht darum, den Asteroiden im Sonnenpotential anzuheben, sondern lediglich darum, bei gleicher Bahnenergie seine Bahnparameter so zu verändern, dass er die Erde nicht mehr trifft. Dazu reicht es, wenn das Timing seiner nächsten Annäherung an die Erde etwas verschoben wird (das beste Beispiel dafür sind die zwei fast parallelen Geraden im Raum, siehe unten).

    Du solltest vielleicht ab und zu in Betracht ziehen, dass die Naturwissenschaftler, deren Leistung du hier schnell verwirfst, mit dem Thema doch etwas vertrauter sein dürften als du.

  8. Ich habe das nun einmal simuliert. Einschlag \“von hinten\“ mit 12km/s. Um diesen 400m Brocken (rho=2500 kg/m³)in 20 Jahren nur um 8000km abzulenken bedarf es eines Sonnensegels mit rund 1600 km² Fläche und nicht nur 1600 m².

    Wenn man sich das genau überlegt ist das auch klar. Der Brocken bewegt sich im Sonnenfeld und um ihn auf seiner Bahn im Sonnenpotential auch \“nur\“ um 8000 km anzuheben, entspricht das einem gewaltigen Energieaufwand (ca. 48000 J/kg).

    Bei der Simulation habe ich die mit dem Abstand variierende Sonnenstrahlung berücksichtigt und die Druckwirkung war immer von der Sonne weg gerichtet. Kraft = Fläche * spez. Strahlungsleistung /c.

    Also glaube ruhig mal den Nasenwissenschaftlern.

  9. Bisher habe ich wesentlich mehr gute Gründe, den NASA-Wissenschaftlern zu glauben, als dir…

    Wie gesagt, es geht nicht darum, den Asteroiden zu verschieben. Es geht bloss darum, ihn um einen geringen Betrag abzulenken, der sich dann über die 20 Jahre zu einer merklichen Verschiebung aufaddieren.

    Das ist etwa so, wie wenn du erreichen möchtest, am 10. Januar 2028 um 12:00 Mittags die Sonne am Himmel der Erde dort steht, wo sie sonst um 12:01 stehen würde. Nun musst du dazu nicht die Rotation der Erde um 1 Minute abbremsen, sondern nur um soviel, dass sich die Abbremsung über 20 Jahre zu dieser einen Minute aufaddiert. Eine andere Möglichkeit, es dir vorzustellen, wäre, dass du zwei fast parallele Linien hast, die sich in weiter Ferne treffen. Um den Schnittpunkt um einen bestimmten Betrag zu versetzen, muss du nicht die ganze Linie um diesen Betrag versetzen, es reicht auch, wenn du ihren Winkel zueinander um einen winzigen Betrag änderst.

    Alles klar?

  10. Du bist wirklich sehr gläubig. Wenn die Nasa etwas sagt, muß das ja stimmen.

    Du selbst bist nämlich nicht in der Lage, diese Aufgabe rechnen zu können. Ich meine damit, daß du es nicht schaffen wirst, solch eine \“gigantische\“ Verschiebung um 2 Erddurchmesser rechnerisch nachweisen zu können, wenn du diese angegebenen Daten einsetzt.

    Du kannst dir ja überlegen was passieren würde, wenn der Asteroid in einem gravitationsfreien Raum eine Linie zieht. Wenn du dann diese Kräfte ansetzt wird er in 20 Jahren eben nur rund 16km von dem unbeeinflußten Zielpunkt am Ende abweichen.

    Egal, ob geschoben, gedrückt oder seitlich beeinflußt.

    Bei einer krummen Bahn ist das auch nicht anders. Das ist unabhängig von der Geschwindigkeit des Asteroiden. Auch wenn er anfangs stand, hat er sich nach 20 Jahren um 16km weiterbewegt.

    Der sogenannte YORP Effekt ist kein besonderer Effekt. Das ist vollkommen normal.

    Zeige mir mal, daß du nicht wissenschaftsgläubig bist und selbst Nachrechnen kannst, daß der Asteroid rund 2 Erddurchmesser abgelenkt werden kann. Ich bin durchaus lernfähig.

  11. Es geht nicht darum, einen Asteroiden im All \“anzuschieben\“, sondern darum, ein bestehendes physikalisches Phänomen (den sogenannten YORP-Effekt) dazu zu verwenden, um die Bahnparameter des Asteroiden leicht zu verändern. Man muss den Asteroiden dazu nicht 1 Erddurchmesser weit durchs All schieben, es reicht, wenn sich seine Exzentrizität oder grosse Halbachse ein wenig erhöht / erniedrigt, so dass er zum Zeitpunkt der grössen Annäherung an die Erde eben etwas näher an der Erde dran oder weiter davon entfernt ist, als ohne die Massnahme.

    Wissenschaftler von der NASA, die sehr viel mehr von Physik verstehen als du und ich, haben dazu eine Studie gemacht, deren Ergebnisse du hier nachlesen kannst: neo.jpl.nasa.gov/apophis/

  12. Anscheinend hast du eben nicht die Alltagserfahrung und behauptest deshalb solch einen Unsinn. Bei einer Strahlungsleistung von durchschnittlich 1 kW/m² ergibt das maximal bei 1600m² eine Kraft von 5e-3 N (F*N/c). Die Masse des Asteroiden liegt bei 6.6e10 kg. In 20 Jahren wird die Wegänderung bei rund 16 km liegen, wenn die Kraft dauernd in die richtige Richtung wirken kann. Das ist sogar nach meiner Alltagserfahrung weniger als 1 Erddurchmesser.

    In der Tat bringt die Natur erstaunliche Dinge fertig, wie du gerade selbst beweist.

  13. Nein, sorry, das war kein Scherz. Manchmal ist die Natur zu erstaunlichen Dingen fähig. Unsere Alltagserfahrung ist da nicht unbedingt der beste Ratgeber.

  14. Das war sicher ein Scherz, einen 400m Böller mit einer Folie von 1600m² in 20 Jahren um 2 Erddurchmesser ablenken zu können. Hahahahaha.

    Das sollte man mal unter Pseudowissenschaft bringen.

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