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Asteroiden and Kometen
Berge im Raum





Asteroid Gaspra:

Bild des Asteroiden Gaspra




Asteroid Toutatis:

Bild des Asteroiden Toutatis




Comet:

Bild eines Kometen

(AIS 97/04/25)

Es gibt Berge, weit größer als der Mount Everest. Kaum warnehmbar aufgrund ihrer dunklen Farbe und der vergleichsweise großen Entfernung treiben sie durch das Sonnensystem. Sie werden Asteroiden genannt, steinerne und metallische Körper, die bei der Bildung des Sonnensystems übergeblieben sind. Asteroiden haben Größen zwischen einem Fußball und einigen hundert Kilometern und sind uns noch nicht lange bekannt. Der erste Asteroid wurde im Jahre 1801 entdeckt. Dies wurde durch den Fortschritt in der Entwicklung von Teleskopen und der wachsenden Beschäftigung mit dem Weltraum ermöglicht. Im Gegensatz dazu sind Kometen allen Kulturen schon lange bekannt. Diese Körper aus Eis und Gestein sind mit ihren langen leuchtenden Schweifen selbst auf große Entfernung leicht bemerkbar. Oft wurde ihr Erscheinen als himmlisches Zeichen interpretiert und die Begebenheit von Generation zu Generation überliefert.

Der unscheinbarere Asteroid, selbst einer von beträchtlicher Größe, wäre in der Vergangenheit nur bemerkt worden, wenn er hell glühend durch die oberen Schichten der Atmosphäre geflogen wäre oder plötzlich in der Nähe auf dem Erdboden eingeschlagen hätte. Selbst in diesem Fall hätten die Menschen wahrscheinlich nicht gewußt was es geschehen ist. Ein plötzliches Erdbeben, ausgedehnte Waldbrände, eine Springflut, all das waren nur einige der vielen unerklärlichen Gefahren mit denen unsere Vorfahren zu kämpfen hatten.

Heute wissen wir, daß die Erde schon von Asteroiden verschiedener Größe getroffen worden ist. Ein Asteroid mit einem Durchmesser von ungefähr 12 Km hat vor 65 Millionen Jahren auf dem Gebiet der heutigen Yucatan Halbinsel in Mexiko eingeschlagen. Die Hälfte der Spezies der Erde wurden durch den Einschlag und dessen Folgen auf das Weltklima und Ökosystem vernichtet. Heute befindet sich an dieser Stelle ein Krater von 180 Km Durchmesser. Ein anderer Krater ist der Ries Krater in Bayern/Deutschland mit einem Durchmesser von 25 Km, der wahrscheinlich durch einen Einschlag eines ungefähr 1.5 Km großen Asteroiden oder Kometen verursacht worden ist. Gut bekannt ist der 'Meteor Krater' im nördlichen Arizona/USA. Es wird angenommen, daß dort vor 50.000 Jahren ein metallischer Asteroid mit einem Durchmesser von 50 Metern eingeschlagen hat, der einen Krater von 1.2 Km Durchmesser und 200 Meter Tiefe hinterließ. Auf der Erde sind mehr als 100 Einschlagskrater bekannt. Oft sind diese Krater durch Erosion eingeebnet und nur schwer auszumachen, aber sie sind aufgrund der Schockmarken auf dem Gestein und den Mineralien im Einschlagsgebiet zu erkennen.

Wenn wir zum Mond emporschauen, können wir sehen, daß er mit Kratern dicht bedeckt ist. Die fehlende Atmosphäre und die daraus resultierende Abwesenheit von Erosion konserviert die Krater auf lange Zeit. Auch andere Planeten und Monde des Sonnensystems zeigen die Anzeichen von Asteroideneinschlägen. Die meisten Asteroiden befinden sich im Hauptgürtel, einem Ring aus Asteroiden zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter mit der Sonne im Mittelpunkt des Ringes. Der Hauptgürtel ist ungefähr 2 astronomische Einheiten von der Sonne entfernt und hat eine Breite von ungefähr 2 astronomischen Einheiten (Astronomische Einheit = Entfernung Erde - Sonne = 150.000.000). Die neun Planeten des Sonnensystems und der Hauptgürtel sind nicht wild im Raum verteilt. Sie bewegen sich alle mehr oder weniger auf einer Ebene und in die gleiche Umlaufrichtung um die Sonne, genau wie Rennläufer auf parallelen Bahnen das Stadion umrunden. Gelegentlich stoßen Asteroiden im Hauptgürtel zusammen oder ihre Umlaufbahnen werden durch den Gravitationseinfluß des nahen Jupiters gestört, so daß sie einen neuen Kurs einschlagen. Es ist anzunehmen das solch ein Körper in der Ebene des Sonnensystems bleibt und durch das starke Gravitationsfeld der Sonne angezogen wird. Solch ein Asteroid kann die Umlaufbahn der Erde kreuzen. Neben den Hauptgürtelasteroiden gibt es noch viele andere mit Umlaufbahnen näher der Erde und auch eine beträchtliche Anzahl welche die Erdbahn kreuzen.
Asteroiden welche die Umlaufbahn von Mars kreuzen aber nicht an die Umlaufbahn der Erde heranreichen werden Amors genannt. Apollos sind Asteroiden welche die Umlaufbahn der Erde in einem Zeitraum von mehr als einem Jahr kreuzen. Atene sind Asteroiden die die Umlaufbahn der Erde in einem Zeitraum von weniger als einem Jahr kreuzen.

Die Gefahr, daß ein großer Asteroid die Erde trifft ist nicht Teil unseres alltäglichen Gefahrenbewußtseins. Das ist auch bis zu einem gewissen Punkt vernünftig, da diese Gefahr außerhalb unserer Alltagserfahrung liegt. Die Wahrscheinlichkeit, daß eine Person durch Unfall oder Krankheit stirbt ist ungleich höher. Aber die Folgen eines möglichen großen Asteroideneinschlags sind schwerwiegend. Die Folgen wären nicht nur ein Unglück für einige Personen sondern würden ganze Kulturen betreffen. Nicht nur einige Personen, sondern auch alle ihre Verwandte wären zur gleichen Zeit betroffen. Ganze Länder mitsamt ihren Sprachen, Erungenschaften und kulturellen Eigenheiten könnten innerhalb weniger Augenblicke für immer verschwinden.

Ein kugelförmiger Asteroid mit einem Durchmesser von 10 Km und einer Zusammensetzung von drei Teilen Gestein und einen Teil Eisen mit einer eher gemäßigten Eintrittsgeschwindigkeit von 20 Km/Sek würde eine kinetische Energie von 8.378 E23 Joule an das Erdsystem abgeben (Erdkugel und Athmosphäre). Das wäre ein Energiemenge die der Explosion von 9.500.000.000 Hiroshima Bomben oder 200.000.000 Megatonnen TNT entspricht.
Der Asteroid könnte beim Eintritt in die Atmosphäre durch Gravitationskräfte und Luftwiderstand, Vibrationen und Erhitzung durch Reibungswärme in mehrere Teile zerbrechen. Dadurch würde die Zerstörung ein noch größeres Gebiet erfassen. Die Energie des Asteroiden würde sich in eine Reihe unerfreulicher Effekte aufteilen. Schockwellen extrem erhitzter Luft würden um die Erdkugel rasen und große Teile des Ökosystems auf der Erdoberfläche entzünden und zerstören. Das Gebiet am Einschlagsort würde zerstört werden, Teile der Erdoberfäche würden mit hoher Geschwindigkeit wegfliegen und in einem großen Umkreis weitere Verwüstungen anrichten. Ein Teil der Energie würde die Erdkugel in Vibrationen und Schwingungen versetzten was zu Erdbeben und Vulkanausbrüchen führen kann. Große Mengen Erde und Staub würden in die Atmosphäre geschleudert werden und das Sonnenlicht reflektieren. Die resultierende Abkühlung der Atmosphäre würde zu einer globalen Veränderung des Klimas führen. Durch Staub verursachte Finsternis würde auf längere Zeit die Photosynthese der Pflanzen gefährden. Eine weitere Gefährdung der Pflanzen entsteht durch die bei Verbrennung und Einschlag freigesetzten Stickoxide und Schwefeloxide und die daraus resultierende Schwächung der Ozonschicht und extrem sauren Regen. Wenn der Asteroid in eines der Weltmeere trifft, gäbe es zusätzlich entlang der Küstenlinien ganzer Kontinente Springfluten die weit in das Landesinnere reichen.
Es wird geschätzt, daß es ungefähr 2000 Objekte mit einem Durchmesser von 1 Km und darüber gibt, welche die Erdumlaufbahn kreuzen.

Vorfälle wie der Einschlag der Kette aus Kometenfragmenten 'Shoemaker-Levy 9', die 1993 entdeckt wurde und 1994 Jupiter traf, zeigen uns, daß sich die Umlaufbahnen vieler Körper im Sonnensystem auch in den letzten Millionen Jahren noch nicht völlig stabilisiert haben.

Komet Shoemaker-Levy 9

Einige der Fragmente des Kometen Shoemaker-Levy 9 mit geschätzten Durchmessern von 500 Metern bis 2 Km haben Löcher von Erddurchmesser in die oberen Schichten der Jupiteratmosphäre geschlagen.

Jupiter


Einge große Explosion im Jahr 1908 in der kaum besiedelten Taiga von Tunguska/Sibirien soll durch die Explosion eines kleinen Kometenfragments, das hoch über den Boden explodierte, ausgelöst worden sein. Die Druckwelle knickte Bäume in einem Gebiet von 2000 Quadratkilometer.
Die Kometen Hyakutake, entdeckt 1996, und Hale-Bopp, entdeckt 1995, waren uns bis vor kurzem nicht bekannt.
Viele langperiodische Kometen haben Umlaufbahnen von mehreren tausend Jahren. Diese Kometen kommen aus dem 'Kuiper Gürtel', 30 bis 100 astronomische Einheiten entfernt oder aus der kugelförmigen 'Oortschen Wolke', die in einer Entfernung von 30.000 bis 60.000 astronomischen Einheiten unser Sonnensystem umgibt. Wegen dieser langen Zeiträume haben wir keine genaue Überlieferung wieviele Kometen schon die Erde besucht haben und wiederkommen werden. Der unregelmäßige Ausstoß von Gasen aus dem Kern des Kometen macht seinen genauen Kurs nur schwer bestimmbar. Diese Kometen sind auch auf ihrer langen Reise vielfältigen Gravitationseinflüssen ausgesetzt die ihren Kurs verändern können. Ein Beispiel dafür ist der jüngst erschienene Komet Hale-Bopp. Nach ersten Berechnungen betrug seine Umlaufzeit um die Sonne um die 4000 Jahre. Durch den Vorbeiflug am Planeten Jupiter wurde seine Umlaufbahn durch dessen Gravitationzug soweit verändert, daß seine neue Umlaufzeit sich jetzt auf ungefähr 2400 Jahren berechnet.

Der Asteroid Toutatis (4.6x2.4x1.9 Km), 1989 entdeckt, flog 1992 an der Erde in einer Entfernung von 3.200.000 Km vorbei. Toutatis hat eine schwer vorherzusagende Umlaufbahn weil er eine taumelnde Eigenrotation hat, er wird aber im Jahr 2004 an der Erde in der vierfachen Entfernung Erde-Mond vorbeifliegen, was in Weltraummaßstäben ziemlich nahe ist.
Im Jahr 1989 ist ein 400 Meter großer Asteroid in einer Entfernung von 640.000 Km an der Erde vorbeigeflogen.

Nicht zuletzt durch die Kometen der letzten Jahre und den veröffentlichten Forschungsergebnissen gibt es ein wachsendes öffentliches Bewußtsein bezüglich der Gefahr einer möglichen Kollision mit einem Asteroiden oder Kometen. Verschiedene Forschungsprogramme wie das Near-Earth Asteroid Tracking Programm oder das Spacewatch Projekt versuchen alle Asteroiden und ihre Umlaufbahndaten festzustellen. Man stelle sich vor, daß man nachts eine transparente Folie auf das Fenster legt und sehr schnell alle Punkte am Nachthimmel markiert. Eine halbe Stunde später nimmt man eine weitere Folie und wiederholt die ganze Prozedur. Dann legt man die beiden Folien übereinander, so daß die Makierungen der Sterne auf der einen Folie ihre Gegenstück auf der anderen Folie bedecken. Das ist möglich, weil die Sterne so weit weg sind, daß ihre Eigenbewegung in einem kurzen Zeitraum für uns nicht bemerkbar ist. Aber einige Makierungen würden nicht mit einer anderen Makierung auf der zweiten Folie übereinstimmen. Diese Objekte haben sich in der letzten halben Stunde sichtbar bewegt, weil sie uns viel näher als die Sterne sind. Als erstes sind da die neun Planeten unseres Sonnensystems. Aber da sind noch mehr, schwächere Punkte. Das sind die vielen Asteroiden unseres Sonnensystems.
Statt einer transparenten Folie verwendet die heutige Forschung stark lichtempfindliche CCD Sensoren, ähnlich denen in Video Kameras. Ein Sensor besteht aus einem Feld von 2048x2048 Pixel oder sogar 4096x4096 Pixel und wird an ein Teleskop montiert. Diese Sensoren können sehr schnell ein Bild von einem Teil des Nachthimmels machen. Eine halbe Stunde später wird weiteres Bild vom selben Teil des Himmels gemacht. Ein Computer vergleicht die beiden Bilder und markiert die Unterschiede als mögliche neue Asteroiden und Kometen.

Es gibt verschiedene Bemühungen die Möglichkeiten einzuschätzen, was man gegen einen näherkommenden Asteroiden unternehmen kann. Der Kurs eines noch sehr weit entfernten Asteroiden läßt sich mit einem vergleichsweise geringen Kraftaufwand ändern. Eine Nuklearexplosion könnte den Kurs eines Asteroiden ändern oder ihn in leichter zu handhabende Stücke zerbrechen. Eine andere Überlegung geht dahin, einen kleineren Asteroiden gegen den großen zu lenken und ihn so abzulenken, wie ein Billardball, der gegen einen anderen prallt.

Zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte gibt es die technologischen Möglichkeiten etwas gegen diese Art von Gefahr zu unternehmen. Unabhängig von dem was jemand über die Wahrscheinlichkeiten eines Zusammenstosses glaubt, denkt oder sagt, wird es kaum den Kurs dieser Berge im Raum ändern. Das Rennen gegen die Zeit beginnt sobald man die Gelegenheit hat etwas zu unternehmen.




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