Besteht Kollisionsgefahr: Wie Astronomen Asteroiden aufspüren

Am 12. Februar gelang es den Astronomen zum erst siebten Mal in der Geschichte der Weltraumbeobachtungen, ein kleines Objekt zu entdecken

ein Asteroid, oder besser gesagt ein Meteoroid (Weltraum).kleineres Objekt), das sich mehrere Stunden vor seinem Eintritt in die Atmosphäre des Planeten auf die Erde zubewegte. Zu diesem Zeitpunkt wussten die Wissenschaftler bereits genau, wie sich das Objekt bewegte und an welchem ​​Punkt es mit der Erde kollidieren würde.

Obwohl sieben in Wirklichkeit wie eine kleine Zahl erscheinenIn der Tat ist dies ein großer Fortschritt. Die Größe des Meteoriten 2023 CX1 oder Sar2667 betrug etwa einen Meter. Das ist etwa 20 Mal kleiner als der Asteroid, der vor 10 Jahren den berühmten Meteoriten von Tscheljabinsk verursachte – die größte Kollision des letzten Jahrhunderts.

Die meisten Objekte vergleichbarer Größe fixierenEinschlag, aber die letzten drei vorhergesagten Einschläge ereigneten sich in den letzten 12 Monaten: 2022 WJ1 wurde im November 2022 drei Stunden vor seinem Verglühen in der Atmosphäre über Kanada gesichtet, und 2022 EB5 im März desselben Jahres, weniger als zwei Stunden vor der Kollision über der norwegischen Polarinsel Jan Mayen. Dies ist ein Beweis dafür, wie sich die Technologien zur Überwachung erdnaher Objekte in den letzten Jahren verändert haben.

Der Fall des Meteoriten 2023 CX1. Video: Muhammed Uzzal, ESA

Was ist ein Asteroid, Meteoroid und ein erdnahes Objekt?

Asteroiden sind eines der kleinsten Objekte in der SonneSysteme, uralte kosmische "Gesteine", die übrig geblieben sind, nachdem die Bildung von Planeten aus der protoplanetaren Scheibe vor etwa 4,6 Milliarden Jahren abgeschlossen war. Solche Objekte sind viel kleiner als Planeten, haben keine Atmosphäre, können aber ihre eigenen Satelliten haben.

Die meisten Asteroiden kreisen um die SonneGürtel zwischen Mars und Jupiter im Hauptgürtel, aber dies ist nicht der einzige Bereich ihrer "Konzentration". Beispielsweise bewegen sich zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Neptun schätzungsweise mehr als 40.000 Asteroiden mit instabilen Umlaufbahnen von mehr als 1 km. Sie werden Zentauren genannt. Noch mehr solcher Objekte befinden sich am Rande des Sonnensystems jenseits der Umlaufbahnen von Gasriesen im Kuipergürtel.

Bei Reisen durch den Weltraum treffen manchmal Asteroiden einkollidieren miteinander und zerbrechen in kleinere Stücke. Auch Kometen, die durch das Sonnensystem fliegen, können Trümmer hinterlassen und Staub verstreuen. Diese „Zerfälle“ führen zur Bildung vieler kleiner Partikel und Fragmente – Meteoroiden und kosmischer Staub. 

Die International Meteor Organization definiertAsteroiden als Objekte mit einer Größe von 1 km oder mehr, und Meteoroiden sind feste Objekte, die viel kleiner als ein Asteroid und viel größer als ein Atom oder Molekül sind. Als erdnah werden jene Objekte bezeichnet, die sich der Sonne während ihrer Bewegung näher als 1,3 astronomische Einheiten (AE) nähern, also theoretisch unter bestimmten Bedingungen unserem Planeten nahe kommen können.

Welche Asteroiden sind gefährlich?

Der berühmteste Asteroid ist Chicxulub oder Chicxulub.Selbst diejenigen, die diesen Namen nicht kennen, werden sich sicherlich an die Geschichte eines Weltraumriesen erinnern, der vor etwa 66 Millionen Jahren mit der Erde kollidierte, ein starkes Erdbeben verursachte und einen riesigen Krater auf dem Territorium des modernen Mexiko hinterließ, der zu seinem Ende führte Kreidezeit und die Ära der Dinosaurier.

Einschläge solch großer Asteroiden (Chikxulub Durchmesserca. 10 km) sind extrem selten, aber auch kleinere Steine ​​können eine Gefahr für das Leben auf der Erde darstellen. Erdnahe Objekte werden als potenziell gefährlich eingestuft, wenn sie unseren Planeten nahe genug umkreisen und groß genug sind, um potenziellen Schaden anzurichten.

Herkömmlicherweise glauben Astronomen, dass Gefahr kannstellen Objekte dar, die sich der Erde in einer Entfernung von weniger als 0,05 AE nähern. oder 7,5 Millionen km. Da die Größe eines entfernten Objekts ziemlich schwer genau abzuschätzen ist, wird als zweites Kriterium ein absoluter Stern mit einer Größe von weniger als 22 (entspricht ungefähr 150 m Objekten) verwendet. Dies ist ein Indikator, der die Helligkeit eines Objekts für einen Beobachter in einem Standardabstand von ihm charakterisiert.

Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen der Erde und MeteoroidenAsteroiden unterschiedlicher Größe: Meteoroiden mit einem Durchmesser von etwa einem Meter fallen alle zwei Wochen und große Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 1 km – einmal alle 1–300 Millionen Jahre. Bild: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Warum war es nicht möglich, den Tscheljabinsker Meteoriten vorherzusagen?

Ein Asteroid, der mit der Erde kollidierteDie Atmosphäre bildete den Meteoriten von Tscheljabinsk, viel weniger als die festgelegte Grenze. Sein Durchmesser betrug nur etwa 10 km. Die Explosion des Aufpralls zerschmetterte jedoch Fenster in mehreren tausend Gebäuden und Glassplitter verletzten mehr als 1.500 Menschen.

Das Ungewöhnliche an diesem Asteroiden ist, dass erbewegte sich in der „blinden Zone“ von Teleskopen – aus Richtung der Sonne. Die Erkundung der Region zwischen den Umlaufbahnen von Erde und Venus ist schwierig, da das helle Licht des Sterns winzige Objekte verdeckt. Günstige Beobachtungsmöglichkeiten ergeben sich nur in der Morgen- und Abenddämmerung, wenn dieser Bereich von der Erde aus noch sichtbar ist und das Licht der Sonne nicht so stark ist.

Künstlerische Darstellung der Beobachtung eines Asteroiden gegen die Sonne. Bild: DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva / Raummaschine

Letztes Jahr unter Verwendung ähnlicher Beobachtungenfanden drei große Objekte, die zwischen Erde und Venus rotierten, und insgesamt sind weniger als 30 davon bekannt. Alle diese Objekte sind viel größer als das Tscheljabinsker Objekt, was bedeutet, dass möglicherweise eine unbekannte Anzahl von Asteroiden im Glanz der Sonne verborgen ist , deren Flugbahnen unbekannt sind und eine Gefahr darstellen können. 

Experte des Weltraumforschungsinstituts der Russischen Akademie der WissenschaftenOleg Ugolnikov deutete in einem Interview mit RIA Novosti an, dass die Technologie es selbst im Jahr 2023, 10 Jahre später, nicht ermöglicht hätte, einen Asteroiden rechtzeitig zu entdecken und die Anwohner zu warnen. Die gute Nachricht ist, dass Objekte dieser Größe statistisch etwa alle 50 bis 100 Jahre auf die Erde fallen, was bedeutet, dass noch Zeit für die Vorbereitung bleibt.

Wie funktioniert das planetare Verteidigungssystem?

Elemente eines Früherkennungssystems für Asteroidenarbeiten in einer Vielzahl von Ländern, aber im Allgemeinen sind sie ungefähr gleich angeordnet. Die Grundlage eines solchen Systems ist ein Netzwerk von bodengestützten Teleskopen, die automatisch den Nachthimmel auf der Suche nach sich bewegenden Objekten vor dem Hintergrund relativ "feststehender" Sterne absuchen. Findet das System ein bisher unbekanntes Objekt, zieht es die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich.

Nach der Entdeckung eines neuen Objekts, ForscherVerwenden Sie zusätzliche Werkzeuge: Teleskope, die nicht damit beschäftigt sind, den gesamten Himmel zu scannen, sondern mit größerer Genauigkeit auf ein bestimmtes Objekt fokussieren können. Mit Hilfe von Beobachtungen geben Astronomen die ungefähre Größe des Objekts und die Flugbahn seiner Bewegung an. Basierend auf diesen Daten wird das potenzielle Risiko bewertet: Kann sich ein solches Objekt auf der Bahn der Erde befinden, die sich auf ihrer Umlaufbahn bewegt, und welche Kraft wird eine solche Kollision zu einer Explosion führen?

Obwohl die Liste der erdnahen Objekte ungleich Null istFast 1.500 Objekte wurden mit Kollisionswahrscheinlichkeit eingeführt, die reale Gefahr geht in den kommenden Jahrzehnten gegen Null. Das maximale Einschlagrisiko verfolgter Asteroiden wird Benn zugeordnet (101955). Aber auch für ihn liegt der Palermo-Score (ein logarithmisches Modell zur Einschätzung des Kollisionsrisikos) bei -1,59. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit 38-mal geringer ist als die Hintergrundgefahr.

Rotation des Asteroiden Bennu basierend auf Bildern der OSIRIS-REx-Mission. Bild: Goddard Space Flight Center der NASA/Universität von Arizona

Wie wird sich die Überwachungstechnologie entwickeln?

Trotz der geringen Wahrscheinlichkeit des nächstenGroßflächige Kollision, verschiedene Länder entwickeln ihre Überwachungssysteme weiter, um Objekte zu öffnen, die sich bisher den Kameras entziehen. Die vielversprechendsten von ihnen beinhalten die Ergänzung von bodengestützten Beobachtungen durch orbitale.

Zum Beispiel erstellt Roskosmos ein neues System"Milky Way", die mit Satelliten den erdnahen Weltraum überwachen wird. Zu seinen Zielen gehören nicht nur Weltraumschrott, wie das bestehende ASPOS OKS, sondern auch potenziell gefährliche Asteroiden und Kometen. Das System soll bis 2035 fertiggestellt sein.

Vermeiden Sie eine Kollision wie in TscheljabinskMeteorit, sollte ein neues Programm der Europäischen Weltraumorganisation – NEOMIR – helfen. Die Forscher planen, das Teleskop zum Lagrange-Punkt (L1) zu schicken, der sich zwischen Erde und Sonne befindet. Da es sich außerhalb der verzerrenden Atmosphäre der Erde befindet, wird das Teleskop in der Lage sein, Asteroiden zu beobachten, die sich der Erde aus Richtung der Sonne nähern können.

Künstlerische Darstellung des Satelliten NEOMIR. Bild: ESA, Pierre Carril

Die Erkennung gefährlicher Objekte ist nur der erste Schritt,Das nächste ist die Kollisionsvermeidung. Eine mögliche Lösung besteht darin, die Umlaufbahn eines solchen Himmelskörpers zu verändern. Zuvor sprach Hi-Tech über das erste Experiment in der Geschichte, bei dem dies erreicht wurde.

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