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DART
Folgen des Einschlags auf Dimorphos neu simuliert
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bern
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1. Juli 2022

Mit der NASA-Mission DART soll erstmals versucht werden, einen Asteroiden von seiner Bahn abzulenken. Ziel der Sonde ist Dimorphos, der Trabant des Asteroiden Didymos. Eine neue Studie zeigt nun, dass der Einschlag für den Asteroidenmond beträchtliche Folgen haben könnte: Es wäre möglich, dass Dimorphos vollständig deformiert wird.

DART

Die NASA-Sonde DART soll mit Dimorphos, dem Trabanten des Asteroiden Didymos, kollidieren und diesen dadurch ablenken. Bild: NASA / Johns Hopkins, APL / Steve Gribben   [Großansicht]

Vor 66 Millionen Jahren verursachte ein riesiger Asteroideneinschlag auf der Erde wahrscheinlich das Aussterben der Dinosaurier. Zwar ist zurzeit kein bekannter Asteroid eine unmittelbare Bedrohung. Doch sollte eines Tages ein großer Asteroid auf Kollisionskurs mit der Erde entdeckt werden, müsste dieser womöglich von seiner Flugbahn abgelenkt werden um katastrophale Folgen zu verhindern.

Im vergangenen November ist die Raumsonde DART (DART steht für Double Asteroid Redirection Test) der US-Raumfahrtbehörde NASA als erstes Experiment seiner Größenordnung für ein solches Manöver in gestartet: Ihre Aufgabe ist es, mit einem Asteroiden zu kollidieren und ihn aus seiner Umlaufbahn abzulenken. So sollen wertvolle Informationen für die Entwicklung einer solchen planetaren Abwehrtechnik gewonnen werden. In einer neuen Studie haben Forschende der Universität Bern und des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS der Schweiz diesen Einschlag mit einer neuen Methode simuliert. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass er sein Ziel viel stärker deformieren könnte als bisher angenommen.

"Im Gegensatz zu dem, was man sich unter einem Asteroiden vorstellt, zeigen direkte Untersuchungen von Raumfahrtmissionen wie der Hayabusa2-Sonde der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA, dass Asteroiden eine sehr lockere innere Struktur haben können – ähnlich wie ein Schutthaufen – die durch Gravitationswechselwirkungen und kleine Kohäsionskräfte zusammengehalten wird", sagt Hauptautorin Sabina Raducan vom Physikalischen Institut der Universität Bern. Frühere Simulationen des Einschlags der DART-Mission gingen jedoch meist von einem viel festeren Inneren des Ziel-Asteroiden Dimorphos aus.

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"Dies könnte das Ergebnis des Zusammenstoßes von DART und Dimorphos, der für den kommenden September geplant ist, drastisch verändern", so Raducan. Anstatt einen relativ kleinen Krater auf dem rund 160 Meter großen Asteroiden zu hinterlassen, könnte der Einschlag von DART mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 24.000 Kilometern pro Stunde Dimorphos vollständig deformieren. Der Asteroid könnte auch viel stärker abgelenkt und größere Mengen an Material herausgeschleudert werden, als die bisherigen Schätzungen voraussagten.

 "Einer der Gründe, warum dieses Szenario einer losen inneren Struktur bisher nicht gründlich untersucht wurde, ist, dass die notwendigen Methoden nicht zur Verfügung standen", sagt Raducan. "Solche Einschlagsbedingungen können in Laborexperimenten nicht nachgestellt werden, und der relativ lange und komplexe Prozess der Kraterbildung nach einem solchen Einschlag – im Fall von DART eine Sache von Stunden – machte es bisher unmöglich, diese Einschlagsprozesse realistisch zu simulieren", so die Forscherin. «Mit unserem neuartigen Modellierungsansatz, der die Ausbreitung der Schockwellen, die Verdichtung und den darauf folgenden Materialfluss berücksichtigt, waren wir erstmals in der Lage, den gesamten Kraterprozess zu modellieren, der bei Einschlägen auf kleinen Asteroiden wie Dimorphos entsteht", berichtet Raducan. Für diese Leistung wurde sie bei einem Workshop zur DART-Nachfolgemission HERA von der europäischen Weltraumagentur ESA und vom Bürgermeister von Nizza ausgezeichnet.

Im Jahr 2024 wird die ESA im Rahmen der Weltraummission HERA eine Raumsonde zu Dimorphos schicken. Ziel ist es, die Folgen des Einschlags der DART-Sonde visuell zu untersuchen. "Um das Beste aus der HERA-Mission herauszuholen, müssen wir ein gutes Verständnis der möglichen Folgen des DART-Einschlags haben", sagt Studienmitautor Martin Jutzi vom Physikalischen Institut der Universität Bern. "Unsere Arbeit an den Einschlagssimulationen fügt ein wichtiges potenzielles Szenario hinzu, das uns dazu zwingt, unsere Erwartungen in dieser Hinsicht zu erweitern. Dies ist nicht nur im Zusammenhang mit der Planetenverteidigung von Bedeutung, sondern fügt auch ein wichtiges Puzzleteil zu unserem Verständnis von Asteroiden im Allgemeinen hinzu", so Jutzi abschließend.

Die Ergebnisse der Studie zu den möglichen Folgen des Einschlags von DART auf Dimorphos sind in einem Fachartikel beschrieben, der in der Zeitschrift The Planetary Science Journal veröffentlicht wurde.

Forum
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siehe auch
DART: Mission zur Asteroidenablenkung vor dem Start - 22. November 2021
Hera: Experten diskutieren Asteroiden-Ablenkmission - 13. November 2018
Asteroiden: Didymos als Einschlagziel für AIDA - 26. Februar 2013
Links im WWW
Raducan, S. D. & Jutzi, M. (2022): Global-scale Reshaping and Resurfacing of Asteroids by Small-scale Impacts, with Applications to the DART and Hera Missions, Planet. Sci. J., 3, 128
Universität Bern
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