Fast ein Jahr Vorher schleuderte die NASA die Raumsonde DART mit 14.000 Meilen pro Stunde in den Asteroiden Dimorphos. Es war der erste Test, um zu sehen, ob sie die Flugbahn eines Weltraumfelsens durch eine Hochgeschwindigkeitskollision leicht ablenken können, eine Technik, die verwendet werden könnte, um die Erde vor zukünftigen Killerasteroiden zu schützen. Es funktionierte. Doch nun versuchen sie, die Einzelheiten des Absturzes herauszufinden. Und wenn Menschen das irdische Leben vor einem möglichen Asteroideneinschlag schützen müssen, werden diese Details sicherlich von Bedeutung sein.
Wissenschaftler beginnen mit der Untersuchung des Auswurfs, der Felsbrocken und zahlreicher kleinerer Teile, die durch den Einschlag abgeworfen wurden. Sie sagten voraus, dass es Trümmer geben würde, wussten aber nicht genau, was sie erwarten würden. Schließlich sind Asteroiden im Vergleich zu Sternen und Galaxien winzig und schwach, sodass ihre Dichte und Zusammensetzung aus der Ferne schwer zu bestimmen ist. Wird es einfach abprallen, wenn man es anschlägt? Wird die Sonde hineinschlagen und einen Krater erzeugen? Oder besteht, wenn der Asteroid brüchig ist, das Risiko, dass beim Aufprall eines Raumschiffs ein Weltraumsplitter entsteht, der immer noch groß genug ist, um die Erde zu bedrohen?
„Genau aus diesem Grund mussten wir diese Technologie im Weltraum testen. Die Leute hatten Laborexperimente und Modelle durchgeführt. Aber wie würde ein tatsächlicher Asteroid von der Größe, um die wir uns für die Verteidigung des Planeten sorgen, auf einen kinetischen Impaktor reagieren?“ sagt Nancy Chabot, die DART-Koordinationsleiterin und Planetenforscherin am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, die das Schiff in Zusammenarbeit mit der NASA entwickelt hat.
Viele Asteroiden scheinen eher „Trümmerhaufen“ zu sein, lose zusammengehaltene Erde, Steine und Eis, und nicht etwas Hartes und Dichtes wie eine Billardkugel. Der Asteroid Ryugu, der im Juni 2018 von Hayabusa2 der japanischen Raumfahrtbehörde besucht wurde, und der Asteroid Bennu, von dem OSIRIS-REx der NASA im Jahr 2020 Proben entnommen hat, gelten beide als Trümmerhaufen. A neue Studie veröffentlicht im Juli in Astrophysikalische Tagebuchbriefe zeigt, dass auch Dimorphos so aufgebaut zu sein scheint, was bedeutet, dass bei einem Einschlag wahrscheinlich ein Krater entsteht und Trümmer auf oder in der Nähe der Oberfläche des Asteroiden weggeschleudert werden.
Um herauszufinden, was nach dem Absturz geschah, nutzten David Jewitt, ein Astronom von der University of California, Los Angeles, und seine Kollegen das Hubble-Weltraumteleskop, um wiederholt auf Dimorphos zu zoomen. Die kombinierten Tiefenbeobachtungen ermöglichten es ihnen, Objekte zu erkennen, die sonst zu schwach wären, um gesehen zu werden. Einige Monate nach dem Einschlag der DART-Sonde fanden sie einen Schwarm von etwa drei Dutzend noch nie dagewesenen Felsbrocken – der größte davon hat einen Durchmesser von 7 Metern –, der sich langsam vom Asteroiden entfernte. „Es handelt sich um eine sich langsam bewegende Schrapnellwolke, die durch den Aufprall eine beträchtliche Menge an Masse mitgerissen hat: etwa 5.000 Tonnen in Form von Felsbrocken. Das ist ziemlich viel, wenn man bedenkt, dass der Impaktor selbst nur eine halbe Tonne wog. Es hat also eine enorme Masse an Felsbrocken herausgeschleudert“, sagt Jewitt.
Andere Forscher, darunter das DART-Team, haben ebenfalls die Steinwolke untersucht, die durch den schnellen Schlag der Raumsonde weggeschleudert wurde. Chabot und ihre Kollegen veröffentlichte eine Studie In Natur Anfang dieses Jahres wurden auch Hubble-Fotos verwendet, um die Auswurfproben abzubilden. Sie zeigten, dass die Stücke zunächst in einer kegelförmigen Wolke davonflogen, sich dieser Kegel jedoch mit der Zeit in einen Schweif verwandelte, der sich nicht allzu sehr vom Schweif eines Kometen unterschied. Diese Erkenntnis bedeute auch, dass Modelle des Verhaltens von Kometen auf Impaktoren wie DART angewendet werden könnten, sagt Chabot.
Dimorphos stellte nie eine Bedrohung für die Erde dar, aber Details wie diese wären in einem echten Asteroidenablenkungsszenario von Bedeutung. Felsbrocken und kleinere Auswurfmassen müssten zusammen mit dem Rest des Asteroiden aus dem Weg geschleudert werden, um den Planeten zu verschonen. Oder nehmen wir an, der Asteroid wurde erst entdeckt, als er sich sehr nahe an der Erde befand, und seine Flugbahn konnte nicht ausreichend verändert werden, um einen Absturz zu verhindern. Könnte es zumindest in Brocken pulverisiert werden, die klein genug sind, um in der Erdatmosphäre zu verglühen? „Ist es besser, von einer Hochgeschwindigkeitsgewehrkugel oder von einem Bündel Kugeln aus einer Schrotflinte erschossen zu werden?“ fragt Jewitt. „Die Antwort lautet: Die Schrotflinte ist besser, weil die kleineren Felsbrocken durch den Aufprall auf die Atmosphäre eher abgefedert oder zerstreut werden.“