Die Double Asteroid Redirection Test Mission (DART) zielt darauf ab zu sehen, ob diese Art von kinetischem Aufprall dazu beitragen kann, einen Asteroiden abzulenken, der eine Bedrohung für die Erde darstellt.
“Wir bewegen einen Asteroiden”, sagte Tom Statler, NASA-Programmwissenschaftler für die DART-Mission. „Wir verändern die Bewegung eines natürlichen Himmelskörpers im Weltraum. Das hat die Menschheit noch nie zuvor getan.“
Hier ist, was Sie über diese Mission wissen müssen.
Das DART-Raumschiff ist etwa so groß wie ein Schulbus. Seit dem Start im November 2021 ist es unterwegs, um sein Asteroidenziel zu erreichen. Das Raumschiff wird am 26. September im Asteroidensystem eintreffen. Der Aufprall wird um 19:14 Uhr ET erwartet.
Wohin geht es?
Das Raumschiff steuert auf ein Doppelasteroidensystem zu, in dem ein winziger “Mond”-Asteroid namens Dimorphos einen größeren Asteroiden, Didymos, umkreist.
Didymos. was auf Griechisch “Zwilling” bedeutet, ist ungefähr 780 Meter (2.560 Fuß) im Durchmesser. Inzwischen misst Dimorphos 525 Fuß (160 Meter) im Durchmesser und sein Name bedeutet „zwei Formen“.
Zum Zeitpunkt des Aufpralls werden Didymos und Dimorphos der Erde relativ nahe sein – innerhalb von 6,8 Millionen Meilen (11 Millionen Kilometer).
Weder Dimorphos noch Didymos sind es Gefahr einer Kollision mit der Erde – vor oder nach der Kollision.
Was wird DART tun?
DART geht in strahlendem Glanz unter. Es wird Dimorphos ins Visier nehmen, auf 13.421 Meilen pro Stunde (21.600 Kilometer pro Stunde) beschleunigen und fast frontal auf den Mond krachen.
Das Raumschiff ist etwa 100 Mal kleiner als Dimorphos, also wird es den Asteroiden nicht auslöschen.
Stattdessen versucht DART, die Geschwindigkeit und den Weg des Asteroiden im Weltraum zu ändern. Das Missionsteam hat diese Kollision mit einem Golfwagen verglichen, der in eine der Großen Pyramiden stürzt – genug Energie, um einen Einschlagskrater zu hinterlassen.
Der Aufprall ändert die Geschwindigkeit von Dimorphos um 1 %, während er Didymos umkreist. Es hört sich nicht nach viel an, aber dadurch wird sich die Umlaufzeit des Mondes verändern.
Der Schubs wird Dimorphos leicht verschieben und ihn stärker an Didymos gravitativ binden – also wird die Kollision den Weg des binären Systems um die Erde nicht verändern oder seine Chancen erhöhen, eine Bedrohung für unseren Planeten zu werden.
Was werden wir zu sehen bekommen?
Das Raumschiff wird seine Sicht auf das Doppel-Asteroiden-System über ein Instrument teilen, das als Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation oder DRACO bekannt ist.
Dieser Imager, der als DARTs Augen dient, wird es dem Raumschiff ermöglichen, das Doppelasteroidensystem zu identifizieren und zu unterscheiden, welches Weltraumobjekt es treffen soll.
Didymos und Dimorphos werden etwa eine Stunde vor dem Aufprall als Lichtstiche erscheinen und im Bild allmählich größer und detaillierter werden.
Dimorphos wurde noch nie zuvor beobachtet, sodass Wissenschaftler endlich seine Form und das Aussehen seiner Oberfläche erfassen können.
Wir sollten in der Lage sein, Dimorphos in exquisiten Details zu sehen, bevor DART dagegen prallt. Angesichts der Zeit, die es dauert, bis Bilder zurück zur Erde gestreamt werden, sind sie acht Sekunden lang sichtbar, bevor ein Signalverlust auftritt und die Mission von DART endet – falls sie erfolgreich war.
Das Raumschiff auch hat einen eigenen Fotojournalisten mit auf die Reise.
Ein aktenkoffergroßer Satellit der italienischen Raumfahrtagentur fuhr per Anhalter mit DART ins All. Der unter dem Namen Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids oder LICIACube bezeichnete Satellit löste sich am 11. September von der Raumsonde. Der Satellit fliegt hinter DART, um aus sicherer Perspektive aufzuzeichnen, was passiert.
Drei Minuten nach dem Aufprall wird LICIACube an Dimorphos vorbeifliegen, um Bilder und Videos der Aufprallwolke aufzunehmen und vielleicht sogar den Einschlagskrater ausspionieren. Der CubeSat wird sich umdrehen, um seine Kameras auf Dimorphos gerichtet zu halten, während er vorbeifliegt.
Die Bilder und Videos sind zwar nicht sofort verfügbar, werden aber in den Tagen und Wochen nach der Kollision zur Erde zurückgesendet.
Wie werden wir wissen, ob die Mission war erfolgreich?
Der LICIACube wird nicht der einzige Beobachter sein. Das James-Webb-Weltraumteleskop, das Hubble-Weltraumteleskop und die Lucy-Mission der NASA werden den Einschlag beobachten. Das Didymos-System könnte heller werden, wenn sein Staub und seine Trümmer in den Weltraum geschleudert werden, sagte Statler, der NASA-Programmwissenschaftler.
Aber bodengestützte Teleskope werden entscheidend sein, um festzustellen, ob DART die Bewegung von Dimorphos erfolgreich verändert hat.
Das Didymos-System wurde 1996 entdeckt, Astronomen haben also viele Beobachtungen des Systems. Nach dem Aufprall werden Observatorien auf der ganzen Welt beobachten, wie Dimorphos vor und hinter Didymos kreuzt.
Dimorphos braucht 11 Stunden und 55 Minuten, um Didymos einmal zu umrunden. Wenn DART erfolgreich ist, könnte sich diese Zeit um 73 Sekunden verkürzen, „aber wir glauben tatsächlich, dass wir sie um etwa 10 Minuten ändern werden“, sagte Edward Reynolds, DART-Projektmanager am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University.
Statler sagte, er wäre überrascht, wenn eine Messung der Periodenänderung in weniger als ein paar Tagen käme, aber noch mehr, wenn es länger als drei Wochen dauern würde.
Was ist, wenn DART den Asteroiden verfehlt und nicht trifft?
„Ich bin sehr zuversichtlich, dass wir am Montag zuschlagen würden, und es wird ein voller Erfolg“, sagte Lindley Johnson, planetarischer Verteidigungsoffizier der NASA.
Aber wenn DART seine sprichwörtliche Dartscheibe verfehlt, wird das Team bereit sein, sicherzustellen, dass das Raumschiff sicher ist und alle seine Informationen heruntergeladen werden, um herauszufinden, warum es Dimorphos nicht getroffen hat.
Das Mission Operations Center des Applied Physics Laboratory wird bei Bedarf eingreifen, obwohl DART in den letzten vier Stunden seiner Reise autonom operiert hat.
Es dauert 38 Sekunden, bis ein Befehl von der Erde zum Raumschiff gelangt, sodass das Team schnell reagieren kann. Das DART-Team hat 21 Notfallpläne einstudiert, sagte Elena Adams, DART-Missionssystemingenieurin im Applied Physics Lab.
Warum müssen wir das testen und warum auf diesem Asteroiden?
Dimorphos wurde für diese Mission ausgewählt, weil seine Größe mit Asteroiden vergleichbar ist, die eine Bedrohung für die Erde darstellen könnten. Ein Asteroid von der Größe von Dimorphos könnte „regionale Verwüstungen“ anrichten, wenn er die Erde trifft.
Das Asteroidensystem sei „das perfekte natürliche Labor“ für den Test, sagte Statler.
Die Mission wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, die Größe und Masse jedes Asteroiden besser zu verstehen, was für das Verständnis erdnaher Objekte von entscheidender Bedeutung ist.
Erdnahe Objekte sind Asteroiden und Kometen mit einer Umlaufbahn, die sie innerhalb von 30 Millionen Meilen (48,3 Millionen Kilometer) von der Erde entfernt platziert. Die Erkennung der Bedrohung durch erdnahe Objekte, die schweren Schaden anrichten könnten, ist ein Hauptaugenmerk der NASA und anderer Weltraumorganisationen auf der ganzen Welt.
Derzeit befinden sich keine Asteroiden auf direktem Einschlagskurs mit der Erde, aber es gibt mehr als 27.000 erdnahe Asteroiden in allen Formen und Größen.
Die von DART gesammelten wertvollen Daten werden zu planetaren Verteidigungsstrategien beitragen, insbesondere zum Verständnis, welche Art von Kraft die Umlaufbahn eines erdnahen Asteroiden verschieben kann, der mit unserem Planeten kollidieren könnte.
Warum sprengen wir den Asteroiden nicht einfach in die Luft, wie in „Armageddon“?
Filme lassen die Bekämpfung von Asteroidenannäherungen wie ein übereiltes Gerangel erscheinen, um den Planeten zu schützen, aber “Das ist nicht die Art, Planetenverteidigung zu betreiben”, sagte Johnson. Einen Asteroiden in die Luft zu jagen könnte gefährlicher sein, weil seine Teile dann auf Kollisionskurs mit der Erde sein könnten.
Die NASA erwägt jedoch andere Methoden, um die Bewegung von Asteroiden zu verändern.
Das DART-Raumschiff gilt als kinetischer Impaktor, der die Geschwindigkeit und den Weg von Dimorphos verändern könnte. Wenn DART erfolgreich ist, könnte es ein Werkzeug zur Ablenkung von Asteroiden sein.
Eine weitere Option ist ein Gravitationstraktor, der auf der gegenseitigen Anziehungskraft zwischen einem Raumschiff und einem Asteroiden beruht, um den Weltraumfelsen aus seiner aufprallenden Flugbahn in eine harmlosere zu ziehen, sagte Johnson.
Eine andere Technik ist die Ionenstrahlablenkung oder das Beschießen eines Asteroiden mit einem Ionentriebwerk für lange Zeiträume, bis die Ionen die Geschwindigkeit und Umlaufbahn des Asteroiden ändern.
Aber beides braucht Zeit.
“Jede Technik, die Sie sich vorstellen können und die die Umlaufgeschwindigkeit des Asteroiden im Orbit verändert, ist eine praktikable Technik”, sagte Johnson.
Ein internationales Forum namens Space Planning Commission hat 18 nationale Weltraumbehörden zusammengebracht, um zu bewerten, was je nach Größe und Flugbahn eines Asteroiden am besten abgelenkt werden könnte.
Wird in Zukunft irgendein anderes Raumschiff an Dimorphos vorbeifliegen?
Das Didymos-System wird nicht allzu lange einsam sein. Um die Nachwirkungen des Aufpralls zu untersuchen, wird die Hera-Mission der Europäischen Weltraumorganisation 2024 starten. Das Raumschiff wird zusammen mit zwei CubeSats zwei Jahre später das Asteroidensystem erreichen.
Hera wird beide Asteroiden untersuchen, die physikalischen Eigenschaften von Dimorphos messen und den DART-Einschlagskrater und die Umlaufbahn des Mondes untersuchen, um eine effektive Verteidigungsstrategie für Planeten zu entwickeln.