Das fatale Schlüsselloch - scinexx | Das Wissensmagazin
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Das fatale Schlüsselloch

Warum wenige Meter entscheiden

Es ist ein leerer Fleck im Nirgendwo. Ein winziger, nur 600 Meter großer Ausschnitt des gewaltigen Weltraums irgendwo in der Nähe der Erde. Doch dieses „Schlüsselloch“ könnte über das Schicksal der Erde oder zumindest eines Teils seiner Bewohner entscheiden. Denn wenn der Asteroid Apophis am 13. April 2029 dort hindurch fliegt, könnte er doch noch auf der Erde einschlagen. Genau sieben Jahre später, am 13. April 2036.

Am 13. April 2029 kommt Apophis der Erde so nahe wie kaum einer vor ihm. Ob er dabei das Schlüsselloch durchfliegt, ist nicht 100prozentig geklärt. © NASA/JPL

Nur 600 Meter breit

30.405,3 Kilometer – das ist der kritische Abstand zur Erde. Hier liegt das Schlüsselloch, der Raumbereich, den Apophis besser nicht treffen sollte. „Passiert das Zentrum von Apophis die der Erde nähere Grenze dieses Gebiets, wird er 2036 gerade noch den Hinterrand der Erde streifen“, schreibt ein NASA-Team um NEA-Experte Clark Chapman und Ex-Apollo Astronaut Russel Schweickert in einem „White Paper“ für die amerikanische Regierung. „Passiert er das äußere Ende des Schlüssellochs, kehrt er nach sieben Jahren wieder und streift den Vorderrand der Erde. Eine Passage irgendwo zwischen diesen beiden Grenzen aber resultiert in einem direkten Treffer im Jahr 2036.“

Wird Apophis treffen oder nicht?

Welcher Fall aber wird am 13. April 2029 eintreten? Eine endgültige Antwort darauf ist alles andere als einfach. Immerhin muss in die Berechnungen nicht nur die Eigenbewegung des Asteroiden einbezogen werden, auch die Schwerkrafteinflüsse von Sonne und Planeten und deren Bewegung spielen eine Rolle. Allein die Erde rast mit rund 30 Kilometern pro Sekunde ihre Bahn entlang. Innerhalb von nur sieben Minuten bewegt sie sich so um einen ganzen Erddurchmesser weiter. Für die Astronomen bedeutet dies: Ihre Kalkulation von Bahn und Geschwindigkeit umfasst Millionen von Kilometern und mehrere Jahre – und muss doch auf wenige Meter und Sekunden genau sein.

Eigentlich ein Ding der Unmöglichkeit. Noch im Mai 2005, immerhin schon nach den ersten Radarmessungen, erklärt Jon Giorgini vom Jet Propulsion Laboratorium der NASA: „Unsere Fähigkeit zu ‚sehen‘, wohin 2004 MN4 fliegen wird, ist durch die Erdbegegnung 2029 so verschwommen, dass wir nicht einmal sagen können, auf welcher Seit der Sonne der Asteroid 2036 sein wird.“

Apophis' Flugbahn liegt knapp 30.000 Kilometer von der Erde entfernt. Die mögliche Fehlerspanne (weiß) liegt bei 3.200 Kilometern. Das in 30.405,3 Kilometer Entfernung liegende Schlüsselloch liegt also noch im Bereich der möglichen Flugbahn. © NASA/JPL

1:250.000 – theoretisch

Glücklicherweise kommt aber Apophis selbst den Astronomen zu Hilfe: Im Sommer 2006 fliegt er 27 Millionen Kilometer an der Erde vorbei, nah genug, um genauere Radarmessungen mit dem Arecibo-Teleskop und weitere Beobachtungen mit optischen Teleskopen machen zu können. Das Ergebnis: Die Wahrscheinlichkeit, dass Apophis das Schlüsselloch durchfliegt und 2036 unseren Planeten trifft, sinkt auf 1:45.000. Höchstwahrscheinlich wird er die Erde in 29.933,7 Kilometern Abstand passieren – und damit gut 500 Kilometer vom Schlüsselloch entfernt. Dummerweise ist die Fehlerspanne dieser Kalkulation aber deutlich größer als dieser Sicherheitsabstand: Sie liegt bei 3.200 Kilometern.

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Die Tücken des Jarkowski-Effekts

Und dann gibt es da noch etwas: Den Jarkowski-Effekt, entdeckt um 1900 von einem polnischen Ingenieur gleichen Namens. Von der Sonne einseitig angestrahlt, heizt sich die Oberfläche eines Asteroiden ungleichmäßig auf. Die jeweils wärmere Seite gibt mehr Wärmestrahlung ab und sorgt damit für einen sehr geringen, aber stetigen Schub. Dieser „Wärmeantrieb“ reichte immerhin aus, um den Asteroiden 6489 Golevka, einen Brocken immerhin doppelt so groß wie Apophis, in den letzten 15 Jahren um mehr als 15 Kilometer aus seiner Bahn zu lenken.

Jarkowski-Effekt: einseitige Erwärmung durch die Sonneneinstrahlung beeinflusst die Flugbahn © nach Rainer Bielefeld / GFDL

So weit, so berechenbar, scheint es. Dummerweise aber spielt für die Ermittlung des Jarkowski-Effekts ausgerechnet die Eigenrotation eine entscheidende Rolle. Genau die ist aber für Apophis nicht bekannt. Das bedeutet: Dreht sich der Asteroid in Bezug auf seine Flugrichtung vorwärts, beschleunigt der Effekt ihn ein wenig. Seine für 2029 vorhergesagte Ellipse der Durchflugswahrscheinlichkeit rückt dann gegenüber der Erde ein bisschen weiter nach vorne und er verfehlt das Schlüsselloch sogar noch deutlicher als vorhergesagt. Anders aber, wenn sich Apophis gegen die Flugrichtung dreht. Denn so genannte retrograde Asteroiden werden durch den Jarkowski-Effekt ein wenig gebremst. Als Folge wandert die „Treffer-Ellipse“ für 2029 ein winziges Stück nach hinten – und ein Einschlag wird wahrscheinlicher.

Die Astronomen sind sich dieser Schwierigkeiten durchaus bewusst. Ändern können sie daran jedoch im Moment gar nichts. Frühestens im nächsten Jahr haben sie die Chance, neue Beobachtungsdaten zu sammeln. Denn bis dahin ist Apophis der Sonne zu nahe, um ihn mit optischen Teleskopen verfolgen und noch zu weit von der Erde entfernt, um Radarmessungen anstellen zu können.

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Nadja Podbregar
Stand: 29.01.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Apophis: Asteroid auf Erdkurs
Einschlag oder knapp daneben? 2029 entscheidet

„Highscore“
Größte Annäherungen von Asteroiden bisher und in Zukunft

Rasender Lichtpunkt
Der Asteroid wird entdeckt

Kurs Erde
Gibt es 2029 eine fatale Kollision?

Kein Einschlag – jedenfalls noch nicht
2029 kommt Apophis uns so nahe wie keiner vor ihm

Das fatale Schlüsselloch
Warum wenige Meter entscheiden

Schüler blamiert NASA – oder doch nicht?
Die Geschichte mit der Satelliten-Kollision

Russland und die Angst vor dem „Killerasteroid“
Wie dringend ist eine Abwehrmission?

Ein „Wachhund“ für Apophis
Eine Satellitenmission könnte Gewissheit schaffen

Was wäre wenn?
Wie lässt sich ein Einschlag abwenden?

Die „Armageddon“-Methode
Die Abwehrmöglichkeiten nach 2029

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