Planetarischer Schutz: Können wir die Zerstörung verhindern?

Zum ersten Mal hat die Menschheit begonnen, aktiv gegen die Gefahr eines großen Meteoriteneinschlags vorzugehen

Neue Teleskope und europäische Missionen werden vorbereitet, um gefährliche Gesteinsbrocken aufzuspüren und gegebenenfalls abzulenken

Die Geschichte unserer Welt ist von Tausenden von Narben durch kosmische Einschläge geprägt, die stille Zeugen dafür sind, wie verwundbar die Erde und das Leben auf ihr gegenüber den „Launen” des Universums sind. Erinnern wir uns zum Beispiel an den schrecklichen Zusammenstoß mit einem Stein von mehr als 10 km Größe, der vor 66 Millionen Jahren zum Aussterben der Dinosaurier und dreier Viertel der damaligen Lebensformen führte. Oder an das viel jüngere und bis heute rätselhafte Ereignis in Tunguska, das 1908 mehr als 2000 km² sibirischer Tundra zerstörte und deutlich zeigte, dass es keiner riesigen Gesteinsbrocken bedarf, um der Erde Schaden zuzufügen.

Heute jedoch beginnen wir, nicht mehr passive Zuschauer zu sein, die unfähig sind, sich vor Bedrohungen aus dem Weltall zu schützen. Wir sind aufgewacht und versuchen zum ersten Mal, unsere Gleichgültigkeit in einen aktiven Kampf umzuwandeln, der auf einer Reihe von global koordinierten Plänen und Strategien basiert, die wir als „planetare Verteidigung” bezeichnen. Dieser Mentalitätswandel ist zweifellos eine der bedeutendsten technologischen, politischen und sozialen Errungenschaften unserer Zeit.

So ist es uns in nur wenigen Jahren gelungen, ein globales Netzwerk von „Augen am Himmel” aufzubauen und Technologien zu entwickeln, die noch vor kurzem reine Science-Fiction waren. Diese Entwicklung ist jedoch nicht nur eine wissenschaftliche Errungenschaft, sondern auch ein Beweis für die Bedeutung der globalen Zusammenarbeit. Der Schutz unseres Planeten vor Bedrohungen aus dem Weltraum ist faktisch zu einer Frage der internationalen Sicherheit geworden, einer Aufgabe, die kein Land allein bewältigen kann.

Bei einem kürzlichen Treffen mit europäischen Experten für planetarischen Schutz diskutierte die Europäische Weltraumorganisation mit Medienvertretern den aktuellen Stand und die Aussichten dieses „irdischen Schutzschildes“, der sich derzeit im Aufbau befindet.

„Test“ mit scharfer Munition

Das vergangene Jahr bot uns eine hervorragende Gelegenheit, unsere neuen Warn- und Reaktionssysteme für Weltraumgefahren zu testen. Ende 2024 trat der Asteroid 2024 YR4 auf den Plan. Mit einer geschätzten Größe von 40 bis 100 Metern wurde dieses Objekt ursprünglich auf Stufe 3 der Turiner Skala für Gefahren eingestuft, was auf eine reale Kollisionswahrscheinlichkeit hindeutete, die „erhebliche Aufmerksamkeit” seitens der Astronomen erforderte. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit der Erde erreichte im Februar 2025 einen Höchstwert von 3,1 %, was ausreichte, um das internationale Planetenschutzsystem zu aktivieren.

„Genau zu diesem Zeitpunkt”, erklärt Juan Luis Cano, Koordinator des Informationsdienstes der Abteilung für planetarischen Schutz der ESA, „wurden die Protokolle IAWN (International Asteroid Warning Network) und SMPAG (Space Mission Planning Advisory Group) aktiviert, , die beide zu den Vereinten Nationen gehören und beide einwandfrei funktionierten.“

IAWN, ein 2014 gegründetes globales virtuelles Netzwerk, koordiniert die Erkennung, Überwachung und Charakterisierung von erdnahen Objekten (NEO) und fungiert als Zentrum für den Informationsaustausch zwischen den Ländern. Sein Ziel ist es, „bestehende bodengestützte Beobachtungsanlagen zu unterstützen, zu erhalten und zu verbessern“, „die Fähigkeit zur schnellen Suche am gesamten Himmel zu entwickeln“ und „bodengestützte Anlagen für die globale Überwachung größerer Bereiche des Himmels zu bauen“. Die Organisation ist dafür verantwortlich, die Bevölkerung zu warnen, wenn Objekte auf Kollisionskurs sind, die Auswirkungen auf die Erdoberfläche haben könnten, wobei die Warnschwelle bei einer Kollisionswahrscheinlichkeit von 1 % für Objekte mit einer Größe von mehr als 10 Metern liegt. Im Fall von 2024 YR4 koordinierte die IAWN aktiv die Beobachtungen.

Zusätzlich zur IAWN besteht die ebenfalls 2014 gegründete SMPAG aus Weltraumagenturen und Ämtern von 19 Mitgliedsländern und ist für die Vorbereitung einer koordinierten internationalen Reaktion auf die Gefahr einer Kollision mit einem NEO zuständig, was sie durch den Austausch von Informationen, die Entwicklung von Optionen für gemeinsame Forschungsarbeiten und die Planung von Maßnahmen zur Minderung der Gefahr tut. Ihr Ziel ist es, „die Zusammenarbeit zwischen ihren Mitgliedern zu fördern und einen Konsens über Empfehlungen für Maßnahmen zum Schutz des Planeten zu erzielen”. Die SMPAG-Protokolle legen fest, dass die Planung des Schutzes der Erde beginnen muss, wenn die Wahrscheinlichkeit einer Kollision für Objekte mit einer Größe von mehr als 20 Metern, die mindestens 20 Jahre vor der Kollision entdeckt wurden, mehr als 10 % beträgt. Die Planung von Weltraummissionen sollte beginnen, wenn Objekte größer als 50 Meter sind, 50 oder mehr Jahre im Voraus entdeckt werden und darüber hinaus eine Kollisionswahrscheinlichkeit von mehr als 1 % aufweisen.

Im Fall von 2024 YR4 sank die Wahrscheinlichkeit eines direkten Zusammenstoßes mit der Erde im Jahr 2032 drastisch von 2,8 % auf 1,4 %, dann innerhalb weniger Tage auf 0,16 % und schließlich auf verschwindend geringe 0,001 %. Dieser rasante Rückgang stand laut ESA-Experten in direktem Zusammenhang mit der Erfassung zusätzlicher Beobachtungsdaten, die es ermöglichten, die Bahnberechnungen zu präzisieren, die Unsicherheit in Rekordzeit zu verringern und in diesem Fall auch das wahrgenommene Risiko zu senken, wodurch mögliche Unruhen oder Panik vermieden werden konnten. Infolgedessen wurde der Asteroid von Stufe 3 auf Stufe 0 der Turiner Skala herabgestuft, woraufhin das IAWN seine damit verbundenen Aktivitäten einstellte.

Insgesamt ist der Vorfall mit 2024 YR4 für Juan Luis Cano ein „Beweis für die Wirksamkeit dieser Protokolle” sowie für die Bedeutung der internationalen Zusammenarbeit. Tatsächlich war dies ein echter „Stresstest” für die globale Infrastruktur des planetarischen Schutzes. Der Test war erfolgreich und stärkte das Vertrauen in diese Systeme im Hinblick auf zukünftige Bedrohungen. Denn oft wird der wahre Erfolg des planetarischen Schutzes an Ereignissen gemessen, die nicht eingetreten sind.

Eine neue Generation bricht an

Es versteht sich von selbst, dass die Früherkennung der Grundstein jeder Strategie zum Schutz des Planeten ist. Ohne zu wissen, was uns erwartet, können wir uns nicht darauf vorbereiten, es zu vermeiden. Aus diesem Grund verändert eine neue leistungsstarke Generation von Teleskopen unsere Beobachtungsmöglichkeiten radikal und übertrifft die Möglichkeiten herkömmlicher bodengestützter Systeme, die häufig unter dem Einfluss von Wetterbedingungen, Tageslicht und blinden Flecken in der Nähe der Sonne leiden, bei weitem.

Ein hervorragendes Beispiel, erklärt Kano, ist das europäische Teleskop FlyEye (Fliegenauge), das derzeit in Matera, Italien, getestet wird und einen qualitativen Sprung in der Fähigkeit darstellt, sehr schwache Objekte zu verfolgen. Erinnern wir uns an das Auge einer Fliege, das aus einer Vielzahl von Linsen besteht, die ihr einen unübertroffenen Panoramablick ermöglichen. Genau das war die Inspiration für die Entwicklung des FlyEye-Teleskops der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), das am 24. April 2024 sein „erstes Licht” sah.

Die revolutionäre optische Konstruktion dieses Instruments teilt das einfallende Licht in 16 unabhängige Kanäle auf, von denen jeder über eine eigene Linse und Kamera verfügt, sodass es in einer Nacht mit erstaunlicher Effizienz große Bereiche des Himmels scannen kann. Im Wesentlichen handelt es sich um ein Frühwarnsystem, das speziell für die schnelle Erkennung von schwach leuchtenden und potenziell gefährlichen Asteroiden entwickelt wurde. Laut Kano befindet sich FlyEye derzeit in Matera, Italien, in der Testphase und wird 2026 auf den Berg Mufara in Sizilien verlegt. Dort wird es jede Nacht den Himmel nach neuen Asteroiden absuchen. Es wird Ende 2026 oder Anfang 2027 in Betrieb genommen.

Entdeckung von Millionen von Asteroiden

Die Gesamtzahl der bekannten Asteroiden beläuft sich bereits auf etwa eineinhalb Millionen, von denen etwa 40.000 NEOs (Near-Earth Objects, erdnahe Objekte) sind. Wissenschaftler sind jedoch mehr als überzeugt, dass dies nur die Spitze des Eisbergs ist. Millionen von Asteroiden (darunter Hunderttausende von NEOs) könnten tatsächlich „da draußen“ versteckt sein und noch von niemandem gesehen worden sein. Ihre Entdeckung ist die Hauptaufgabe von FlyEye sowie von drei weiteren zukünftigen Teleskopen desselben Typs, die in verschiedenen Teilen der Welt installiert werden sollen, um den Himmel 24 Stunden am Tag beobachten zu können.

Bis dahin wird Fly Eye nicht alleine arbeiten. Tatsächlich wird das europäische Teleskop eng mit dem Teleskop Vera C. Rubin zusammenarbeiten, das auf der anderen Seite des Atlantiks in Chile installiert ist.

Mit seiner riesigen 3200-Megapixel-Kamera, der größten der Welt, ist Rubin bereit, die bislang vollständigste Liste der Objekte im Sonnensystem zu erstellen. Es genügt zu sagen, dass es allein in den ersten sieben Beobachtungsnächten bereits mehr als 2100 bisher unbekannte Asteroiden entdeckt hat, darunter sieben neue Objekte, die sich der Erde nähern. Es wird erwartet, dass Rubin, wenn es vollständig betriebsbereit ist, Millionen neuer Asteroiden und etwa 100.000 neue NEOs entdecken wird.

Laut Juan Luis Cano wird die strategische Synergie zwischen den beiden Observatorien „die Anzahl der pro Monat entdeckten Objekte um das Drei- bis Fünffache erhöhen”, was zu einer viel vollständigeren und genaueren Karte potenzieller Bedrohungen führen wird. Diese Zusammenarbeit unterstreicht die Bedeutung der internationalen Zusammenarbeit bei der Lösung einer Aufgabe, die naturgemäß über nationale Grenzen hinausgeht.

Die Rückkehr von Apophis

Eines der am meisten erwarteten astronomischen Ereignisse (und eine neue Bewährungsprobe für planetare Schutzsysteme) wird der Vorbeiflug des berühmten Asteroiden Apophis am 13. April 2029 sein. Er wurde 2004 entdeckt und wurde aufgrund seiner orbitalen Nähe und Größe (183 Meter) zu einem Symbol für die Bedrohung durch Asteroiden. Und obwohl die letzten Messungen eine direkte Kollision mit der Erde ausgeschlossen haben, bleibt Apophis weiterhin ein Objekt von großem wissenschaftlichem Interesse und ein ideales natürliches Laboratorium für die „Schmierung” der Schutzsysteme des Planeten.

Im Jahr 2029 wird Apophis nur 32.000 km von der Erde entfernt vorbeifliegen, was weniger ist als die Umlaufbahn geostationärer Satelliten. Ein solches Ereignis kommt nur einmal in tausend Jahren vor, und es wird das erste Mal sein, dass der Vorbeiflug eines Asteroiden dieser Größe mit bloßem Auge von Europa aus beobachtet werden kann. Laut Michael Koppers, dem für die Missionen Hera und Comet Interceptor der Europäischen Weltraumorganisation verantwortlichen Wissenschaftler, „werden mehr als 2 Milliarden Menschen den Asteroiden mit bloßem Auge sehen können“. Die Erwartungen sind so groß, dass die Vereinten Nationen das Jahr 2029 zum „Internationalen Jahr der Asteroidenaufklärung und des planetarischen Schutzes“ erklärt haben und damit die Bedeutung dieses Fachgebiets für die globale Sicherheit anerkannt haben.

Aber nicht nur das. Um kein Detail zu übersehen, entwickelt die Europäische Weltraumorganisation die Mission RAMSES (Rapid Apophis Mission for Space Safety), deren Start für April 2028 geplant ist und deren Ankunft bei Apophis für Februar 2029 vorgesehen ist, unmittelbar vor seiner maximalen Annäherung an die Erde. Laut Fuentes „wird RAMSES mit voller Geschwindigkeit gebaut, um es 2028 zu starten und den Beobachtungspunkt zwei Monate vor der Ankunft von Apophis zu erreichen“.

Das Raumschiff wird mehrere kleine „CubeSats“ an Bord haben, von denen einer sogar versuchen könnte, auf Apophis zu landen, um hochauflösende Bilder zu machen und seine seismische Aktivität zu messen, während der Asteroid an der Erde vorbeifliegt. Durch die Untersuchung von Apophis, auch ohne die Gefahr einer direkten Kollision, wird RAMSES Daten sammeln, die auf jeden Asteroiden mit ähnlichen Eigenschaften anwendbar sind. Diese Arbeit wird unsere Fähigkeit, zukünftige Bedrohungen vorherzusagen und darauf zu reagieren, erheblich verbessern.

Lehren aus DART und Hera

Weltraummissionen waren zweifellos ein Wendepunkt in unserer Fähigkeit, Asteroiden abzulenken. Die NASA-Mission DART (Double Asteroid Redirection Test), die 2022 auf Dimorphos traf, hat die Wirksamkeit der kinetischen Kollisionsmethode zur Änderung der Umlaufbahn eines Asteroiden überzeugend demonstriert. Dimorphos ist mit einem Durchmesser von 150 Metern ein typischer Vertreter der Asteroiden, die am ehesten einer Ablenkung bedürfen. Nach dem Aufprall von DART konnte ein kleiner CubeSat, der die Mission begleitete, die Folgen des Aufpralls bereits nach fünf Minuten beobachten und den Erfolg der Operation bestätigen.

Zusätzlich zu den Ergebnissen von DART hat die ESA-Mission Hera, die zwar aus budgetären Gründen etwas verspätet ist und deren Ankunft für 2026 geplant ist, das Hauptziel, die Ergebnisse des Aufpralls detailliert zu untersuchen. Nach ihrer Ankunft wird Hera die Masse und Form von Didymos (dem 800 Meter großen Hauptasteroiden) und Dimorphos messen und anschließend eine genauere Analyse durchführen. Zwei CubeSats werden mit ihren Radargeräten und Spektrometern unabhängige Beobachtungen durchführen und sogar auf jedem Asteroiden landen. Hera wird ihrerseits in einer Entfernung von weniger als einem Kilometer vorbeifliegen.

Die von Hera gesammelten Daten werden entscheidend sein, um die Ergebnisse auf andere Asteroiden zu übertragen, wodurch die Ablenkungsstrategien verbessert und die Zerstörungsgrenzen dieser Himmelskörper besser verstanden werden können. Tatsächlich war der Aufprall von DART so stark, dass er sich der Zerstörungsgrenze des Asteroiden näherte, was eine wichtige Information für zukünftige Missionen ist. Laut Fuentes waren beide Missionen, DART und Hera, „ein Wendepunkt in der planetarischen Verteidigung”.

Stille Feinde

Der Weltraum um uns herum ist keineswegs leer. Wie bereits erwähnt, kennen wir etwa 40.000 Objekte, die sich der Erde nähern (NEO), aber wir sind fast sicher, dass es viel mehr sind. Unter den NEO gibt es eine Kategorie, die besonders besorgniserregend ist: potenziell gefährliche Asteroiden (PHA), die anhand von zwei Kriterien definiert werden: Die minimale Entfernung der Umlaufbahn zur Erde beträgt weniger als 0,05 Astronomische Einheiten (etwa 7,5 Millionen Kilometer oder 19,5 Mondentfernungen) und die absolute Helligkeit beträgt 22,0 oder mehr, was einer Größe von mehr als 140 Metern entspricht.

Die Gefahr eines Asteroiden liegt im Wesentlichen nicht nur in seiner Umlaufbahn, sondern auch in seiner Größe. Die beim Aufprall freigesetzte Energie hängt von seinem Durchmesser, seiner Dichte, seiner Geschwindigkeit und seinem Aufprallwinkel ab. Bei einer Größe von einem Kilometer und mehr haben wir es also mit „Planetenkillern” zu tun, die eine globale Katastrophe und sogar das Aussterben von Arten verursachen können. Es wird angenommen, dass etwa 90 % von ihnen bereits entdeckt und durch verschiedene Beobachtungsprogramme katalogisiert wurden. Aufgrund ihrer Größe können sie entdeckt werden, wenn sie noch sehr weit entfernt sind und ihre Ankunft noch Jahrzehnte entfernt ist.

Viel besorgniserregender sind Asteroiden mit einem Durchmesser von 100 bis 500 Metern, von denen die meisten noch unbekannt sind. Es handelt sich um Gesteinsbrocken, die zwar nicht die Welt zerstören, aber bei einer Kollision Regionen (oder sogar Kontinente) schädigen können.

Schließlich gibt es noch „kleine” Asteroiden mit einem Durchmesser von 20 bis 50 Metern, die noch schwerer zu erkennen sind und durchaus in der Lage sind, auf lokaler Ebene erhebliche Schäden anzurichten. So wurde beispielsweise das Ereignis in Tscheljabinsk im Jahr 2013 durch einen Stein mit einem Durchmesser von nur 18 Metern verursacht, führte jedoch dazu, dass im Umkreis von mehreren Kilometern Fensterscheiben zerbrachen und etwa 1000 Menschen verletzt wurden.

Methoden zum Schutz des Planeten

Um solchen Gefahren entgegenzuwirken und Asteroiden abzulenken, wurden viele verschiedene Systeme vorgeschlagen, von der Lackierung des Besuchers in weißer Farbe (damit das Sonnenlicht reflektiert wird und ihn „schiebt” und allmählich ablenkt) bis zum Einsatz von Raumschiffen, die ihn so lange schleppen würden, bis er keine Gefahr mehr darstellt. Die Hauptbemühungen konzentrieren sich jedoch auf drei Methoden, die wahrscheinlich am realistischsten sind und jeweils ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen haben. Der bereits bewährte kinetische Aufprall, der von DART demonstriert wurde, besteht darin, ein Raumschiff mit einem Asteroiden kollidieren zu lassen, um dessen Flugbahn zu ändern. Dies ist eine effektive Technik für Abweichungen, die keine radikalen Änderungen erfordern.

Für schnelle Änderungen werden Sprengstoffe verwendet, eine Option der „letzten Instanz”, die bei größeren Asteroiden oder solchen, die mit weniger Vorlauf entdeckt werden, angewendet werden kann, wenn eine minimale Änderung der Flugbahn möglicherweise nicht ausreicht. Bei dieser Methode wird ein nukleares Gerät in sicherer Entfernung vom Asteroiden gezündet, nicht um ihn zu zerstören, sondern um einen Teil seiner Oberfläche zu verdampfen. Das ausgestoßene Material wirkt wie ein Triebwerk und drückt den Asteroiden aus seiner Bahn. Die Anwendung dieser Methode erfordert jedoch ein tiefgreifendes Vorverständnis der Zusammensetzung des Asteroiden, um dessen Zersplitterung in viele Projektile zu vermeiden, was die ursprüngliche Gefahr nur noch vergrößern würde. Diese Notwendigkeit steht in direktem Widerspruch zu der mehr als wahrscheinlichen Dringlichkeit der Anwendung einer solch schnellen und gefährlichen Methode.

Eine weitere vielversprechende und nicht-destruktive Methode ist die sogenannte „Ionenstrahlweide”, die vor etwa fünfzehn Jahren von der Polytechnischen Universität Madrid vorgeschlagen wurde. Bei dieser Methode wird ein Raumschiff entsandt, das sich parallel zum Asteroiden positioniert und einen Ionenstrahl projiziert, der ihn sanft anschiebt und von seinem Kurs abbringt. Laut Juan Luis Cano bietet diese Methode „eine hervorragende Kontrolle und führt nicht zur Zerstörung des Asteroiden (was ein entscheidender Vorteil ist, wenn es sich um ein zerbrechliches „Aggregat” handelt), erfordert jedoch für eine effektive Umsetzung einen erheblichen Zeitaufwand von etwa zehn bis zwanzig Jahren. Dadurch eignet sie sich nur für große Asteroiden, die im Voraus entdeckt werden können, denn paradoxerweise gilt: Je kleiner die Asteroiden sind, desto weniger Zeit haben wir, sie zu entdecken.

Man kann also sagen, dass der Schutz des Planeten kein abstraktes Konzept mehr ist, sondern Realität geworden ist. Wir sind von der einfachen Beobachtung zu koordinierten Maßnahmen übergegangen, und unsere Teleskope werden immer präziser und zahlreicher.

Dadurch wird die Zahl der entdeckten Objekte, die sich der Erde nähern, in naher Zukunft stark ansteigen. Laut Fuentes wird dies eine viel sorgfältigere Bewertung als derzeit erforderlich machen, um festzustellen, welche davon tatsächlich eine Gefahr darstellen und welche nicht. „Das bedeutet“, erklärt der Wissenschaftler, „dass man im Voraus eine Sonde zur Untersuchung des Asteroiden vorbereiten und die Mission zu seiner Ablenkung sorgfältiger planen muss.“ Genau das wird die für 2029 geplante Mission „Comet Interceptor“ tun, die am Lagrange-Punkt 1 (L1) positioniert wird, um auf den Vorbeiflug eines Kometen oder Asteroiden zu warten und ihm dann sofort zu folgen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schutz unseres Planeten ein Wettlauf gegen die Zeit und gegen kosmische Zufälle ist, eine Disziplin, die ständige technologische Innovationen, internationale Koordination und vor allem ein tiefes Bewusstsein für die Fragilität unserer Existenz in diesem Winkel des Universums erfordert. Natürlich sind wir nach wie vor Gefahren ausgesetzt, aber zum ersten Mal in unserer Geschichte verfügen wir über die Fähigkeit, die Technologie und den Willen, diese zu vermeiden.