Die Wahl des richtigen Ortes, an dem ein Raumfahrzeug auf die Oberfläche eines gefährlichen Asteroiden prallt, um ihn abzulenken, muss mit großer Sorgfalt erfolgen. Dies geht aus neuen Forschungsergebnissen hervor, die letzte Woche auf der gemeinsamen Tagung EPSC-DPS2025 in Helsinki vorgestellt wurden. Ein wahlloser Aufprall auf die Oberfläche birgt die Gefahr, den Asteroiden durch ein „Gravitationsschlüsselloch“ zu schleudern und ihn so zurück zu schleudern, dass er zu einem späteren Zeitpunkt die Erde trifft.
„Selbst wenn wir einen Asteroiden im Rahmen einer Weltraummission absichtlich von der Erde wegstoßen, müssen wir sicherstellen, dass er anschließend nicht in eines dieser Schlüssellöcher driftet. Andernfalls wären wir später erneut mit der gleichen Einschlaggefahr konfrontiert“, sagte Rahil Makadia, ein NASA Space Technology Graduate Research Opportunity Fellow an der University of Illinois at Urbana-Champaign, der die Ergebnisse auf der EPSC-DPS2025-Tagung vorstellte.
Die NASA-Mission DART (Double Asteroid Redirection Test) traf im September 2022 den kleinen Asteroiden Dimorphos, der den größeren Asteroiden Didymos umkreist. DART war ein „kinetischer Impaktor“ – im Grunde ein Projektil, das mit genügend Energie in den Asteroiden einschlug, um ihn in eine neue Umlaufbahn zu drängen. Damit wurde bewiesen, dass es möglich ist, einen Asteroiden abzulenken, der sich auf Kollisionskurs mit der Erde befinden könnte.
Eine Mission der Europäischen Weltraumorganisation namens Hera wird den DART-Einschlag weiterverfolgen, wenn sie im Dezember 2026 Didymos und Dimorphos erreicht.
Wo DART auf Dimorphos einschlug, war relativ unbedenklich, da das Didymos-System zu massiv ist, um auf Kollisionskurs mit der Erde gebracht zu werden. Bei einem anderen gefährlichen Asteroiden, der die Sonne umkreist, könnte jedoch schon eine kleine Abweichung in seiner Umlaufbahn ihn durch ein Gravitations-Schlüsselloch schicken.
Der Schlüssellocheffekt betrifft einen kleinen Bereich im Weltraum, in dem die Schwerkraft eines Planeten die Umlaufbahn eines vorbeifliegenden Asteroiden so verändern kann, dass dieser später wieder auf Kollisionskurs mit dem Planeten geht. Auf diese Weise öffnet ein Gravitations-Schlüsselloch gefährlichere Umlaufbahnen.
Sollte eine kinetische Impaktmission ähnlich wie DART einen gefährlichen Asteroiden so anstoßen, dass er durch ein Gravitationsschlüsselloch fliegt, würde dies die Gefahr lediglich hinauszögern.
„Wenn ein Asteroid durch eines dieser Schlüssellöcher flöge, würde seine Bewegung durch das Sonnensystem ihn auf eine Bahn lenken, die ihn in der Zukunft auf die Erde treffen ließe“, sagte Makadia.
Der Trick besteht also darin, die beste Stelle auf der Oberfläche eines Asteroiden für den Aufprall eines Raumfahrzeugs zu finden, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass es durch das Schlüsselloch geschoben wird, minimiert wird.
Jeder Punkt auf der Oberfläche eines Asteroiden hat eine andere Wahrscheinlichkeit, den Asteroiden nach der Ablenkung durch einen kinetischen Impaktor durch ein Gravitationsschlüsselloch zu schleudern. Makadias Team hat daher eine Technik zur Berechnung von Wahrscheinlichkeitskarten der Asteroidenoberfläche entwickelt. Ihre Methode nutzt die Ergebnisse von DART als Orientierung, obwohl jeder Asteroid mit seinen eigenen Eigenschaften leicht unterschiedlich ist.
Zunächst müssen Form, Oberflächenbeschaffenheit (Hügel, Krater usw.), Rotation und Masse des Asteroiden bestimmt werden. Idealerweise würde dies durch eine Weltraummission geschehen, die den Asteroiden ansteuert und hochauflösende Bilder und Daten liefert. Dies ist jedoch möglicherweise nicht für alle bedrohlichen Asteroiden möglich, insbesondere wenn die Zeitspanne zwischen Entdeckung und Einschlag auf der Erde kurz ist.
„Glücklicherweise ist diese gesamte Analyse, zumindest auf vorläufiger Ebene, allein durch bodengestützte Beobachtungen möglich, obwohl eine Rendezvous-Mission vorzuziehen ist“, sagte Makadia.
Indem sie die Flugbahn des Asteroiden nach einem kinetischen Aufprall berechnen und feststellen, welche Flugbahnen am gefährlichsten wären, können die Wissenschaftler berechnen, wo die sicherste Stelle für einen Einschlag auf der Oberfläche des Asteroiden wäre.
„Mit diesen Wahrscheinlichkeitskarten können wir Asteroiden wegstoßen und gleichzeitig verhindern, dass sie auf einer Aufprallbahn zurückkehren, und so die Erde langfristig schützen“, sagte Makadia.
doi.org/10.5194/epsc-dps2025-77
