NASA-Asteroidenabwehr erfolgreicher als gedacht: Wir haben aus Versehen mehr im All bewegt als nur das getroffene Ziel

Das Ziel im Visier: Die Generalprobe zur Rettung der Menschheit verlief tatsächlich erfolgreicher, als geplant (Bildquelle: NASA).

Im September 2022 legten wir uns erstmals mit einem Asteroiden an: DART gegen Dimorphos, ein ungleiches Duell und doch Generalprobe für die Rettung der Menschheit. Mit 24.000 Stundenkilometern zerschellte die Sonde am Asteroiden, wobei sie in seine Oberfläche einen Krater fräste.

Rasch wussten wir, dass ihr Opfer nicht vergeben war. Im Ernstfall hätte sie ihre Mission erfüllt. Sie schubste den Planetoiden aus seiner Bahn. Doch Jahre später zeigt sich jetzt eine weitere Wahrheit: Wir haben mehr bewegt als nur den einen Gesteinsbrocken.

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Asteroidenbillard

Als die Sonde als Höhepunkt der Double Asteroid Redirection Test-Mission (DART) auf Dimorphos einschlug, blickte die Welt auf die Karambolage. Etliche Teleskope beobachteten das Ereignis, wodurch wir rasch erkannten, dass die Theorien stimmten: Die rund 1,8 Meter messende, 570 Kilogramm wiegende Sonde veränderte die Umlaufbahn des etwa 200-fach massigeren, 160 Meter großen Asteroiden. DART hat seine Rolle als kinetischer Impaktor (Einschlagskörper) erfüllt – ein Meilenstein.

Doch wir schauten ausschließlich auf Dimorphos. Er ist selbst nur ein Mond – der Begleiter eines weit größeren Brockens namens Didymos. Letzterer verfügt etwa über einen Durchmesser von 780 Metern und bringt rund 528 Millionen Tonnen auf die Waage. Er umkreist die Sonne auf einer eigenen Bahn und Dimorphos dreht dabei seine Runden in 1,2 Kilometern Entfernung um ihn. Das System gleicht Sonne, Erde und Mond – nur ist es viel kleiner.

Wie sich jetzt zeigt, hat die absichtliche Kollision von Dart mit Dimorphos auch die Umlaufbahn von Didymos verschoben. Dies berichten Forschende in einer Studie, die in der Zeitschrift Science Advances erschien. Der kleine Schubs riss unerwartet auch den massigen Brocken mit.

Im Folgenden zeigt euch die NASA, wie DART die letzten 30 Sekunden seiner Reise erlebte:

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Ein natürliches Raketentriebwerk

Als Grund für den unerwartet großen Effekt identifizierten die Forschenden einen natürlichen Raketenmotor. Als DART in Dimorphos einschlug, schleuderte die freigesetzte Energie Millionen Tonnen Staub und Gestein weg. Wie bei einer Rakete drückte dieser Schwall an Material den Asteroiden in die entgegengesetzte Richtung fort. Das ausgestoßene Material fliegt in eine Richtung, der Asteroid wird in die entgegengesetzte gedrückt – Isaac Newton lässt grüßen.

Dieser unerwartete Effekt hat die Gesamtwirkung des Einschlags fast vervierfacht. Zum Stoß durch die Kollision kam die Wirkung des Schubs durch die ausgestoßene Masse hinzu. Nur so vermochte DART Dimorphos stärker als gedacht zu beeinflussen und indirekt auch das Gesamtsystem der zwei Asteroiden.

Ein Asteroidenduo auf Abwegen

Wie konnte DART die Bahn des viel größeren Partners verändern, ohne ihn zu berühren? Solch ein Doppel-Effekt mag unintuitiv erscheinen, aber erklärt sich erstaunlich einfach. Gravitation wirkt universell. Sie funktioniert stets in beide Richtungen. Jede Masse beeinflusst andere Massen – je näher beisammen, desto stärker.

Stellen wir uns vor: Beschleunigen oder bremsen wir unseren Erdmond, zieht dieser auch anders an der Erde. Derselbe Effekt tritt auch beim ungleichen Duo »Didymos-Dimorphos« auf. Zerren wir heftig an Dimorphos, muss Didymos reagieren. Wir hätten nur nicht gedacht, mit DART ein solch potentes Geschoss an der Hand zu haben.

Größenvergleich Die Mission als Grafik

Die Grafik links demonstriert die ungefähre Größe von Dimorphos und Didymos. Rechts seht ihr das Asteroidengespann, seine Orbits umeinander sowie die DART-Sonde. Das kleine LICIACube genannte Kameramodul diente vor Ort als Beobachter des Aufpralls und seinen Folgen. DART koppelte LICIA vor seinem finalen Anflug ab. (Bildquelle: NASA).

Die Bahngeschwindigkeit des Gesamtsystems »Didymos-Dimorphos« wurde um 2,5 Mikrometer pro Sekunde verlangsamt. Das heißt: Beide Asteroiden brauchen seither auf ihren 770 Tage dauernden Umläufen um die Sonne 0,15 Sekunden länger.

Sie kommen also an jedem Punkt ihres Orbits 0,15 Sekunden später an. Das klingt wenig, aber wenn wir das über Jahre hinweg addieren, verdeutlicht sich die Wirkung: Im Falle einer angenommenen Kollisionsgefahr mit der Erde, verschöbe sich der Punkt, an dem sich beide Bahnen kreuzen.

Die Erde würde den Punkt entweder vor oder nach dem Asteroidenpärchen passieren, anstatt auf es zu treffen. Wir sind also nicht wehrlos – unsere Verteidigung funktioniert sogar besser, als gedacht.

Letztlich braucht es bei rechtzeitiger Entdeckung potenziell gefährlicher Objekte oft nur eine minimale Bahnänderung, um die Menschheit vor einer Katastrophe zu bewahren – und die bringen wir offensichtlich einfacher als gedacht zustande. Kinetische Impaktoren sind mehr als bloße Träger einer hypothetischen Hoffnung – sie stehen für eine echte Chance.

Abwehren konnten wir einen speziellen Asteroiden nicht, denn da krochen unsere Vorfahren noch durchs Dickicht. Doch inzwischen wissen wir mit hoher Sicherheit, von wo die Geißel der Dinosaurier herkam.

Eintrag ins astronomische Rekordbuch

Dank der wahrhaftigen Tragweite der Mission geht DART zusätzlich zu seiner praktischen Bedeutung in die Geschichte ein: als erster Beleg, dass die Menschheit die Bahn eines natürlichen Himmelskörpers um die Sonne verändert hat. Dimorphos allein genügte für diesen Eintrag nicht – doch sein großer Bruder Didymos schon. Denn er hat eine eigene Bahn um die Sonne, sein Mond folgt ihm nur.