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Folgen des Einschlags auf Dimorphos neu simuliert
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Bern
astronews.com
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.
Die NASA-Sonde DART soll mit Dimorphos, dem
Trabanten des Asteroiden Didymos, kollidieren und
diesen dadurch ablenken.
Bild: NASA / Johns Hopkins, APL / Steve
Gribben
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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.
"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.
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