Planetarische Verteidigungsübung nutzt Asteroid Apophis als gefährlichen Ersatz-Asteroiden

Die Beobachtung des Himmels nach großen Asteroiden, die eine Gefahr für die Erde darstellen könnten, ist ein globales Unterfangen. Um ihre Einsatzbereitschaft zu testen, verwendet die internationale planetare Verteidigungsgemeinschaft manchmal die nahe Annäherung eines echten Asteroiden als Scheinbegegnung mit einem „neuen“ potenziell gefährlichen Asteroiden. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten die globale Verwüstung begrenzen oder sogar verhindern, sollte sich das Szenario in Zukunft tatsächlich bewahrheiten.

Zu diesem Zweck nahmen letztes Jahr mehr als 100 Astronomen aus der ganzen Welt an einer Übung teil, bei der ein großer, bekannter und potenziell gefährlicher Asteroid im Wesentlichen aus der planetaren Verteidigungsüberwachungsdatenbank entfernt wurde, um zu sehen, ob er erneut richtig entdeckt werden kann. Das Objekt wurde während der Übung nicht nur „entdeckt“, sondern seine Wahrscheinlichkeit, die Erde zu treffen, wurde während der Verfolgung ständig neu bewertet, und die Möglichkeit eines Aufpralls wurde ausgeschlossen.

Die vom International Asteroid Warning Network (IAWN) und dem Planetary Defense Coordination Office (PDCO) der NASA koordinierte Übung bestätigte, dass die internationale planetare Verteidigungsgemeinschaft schnell handeln kann, um die von a neue erdnahe Asteroiden-Entdeckung. Die Ergebnisse der Übung sind in einer Studie aufgeführt, die in veröffentlicht wurde Das Planetary Science Journal am Dienstag, 31.5.

Die Übung konzentrierte sich auf den echten Asteroiden Apophis. Für kurze Zeit nach seiner Entdeckung im Jahr 2004 wurde Apophis eine erhebliche Wahrscheinlichkeit zugesprochen, die Erde im Jahr 2029 oder später zu treffen. Aber basierend auf Verfolgungsmessungen, die während mehrerer enger Annäherungen seit der Entdeckung des Asteroiden durchgeführt wurden, haben Astronomen die Umlaufbahn von Apophis verfeinert und wissen nun, dass sie für 100 Jahre oder länger keinerlei Einschlagsgefahr darstellt. Wissenschaftliche Beobachtungen der jüngsten Annäherung von Apophis, die zwischen Dezember 2020 und März 2021 stattfand, wurden von der planetarischen Verteidigungsgemeinschaft für diese Übung verwendet.

„Dieser wissenschaftliche Input aus der realen Welt hat die gesamte Reaktionskette der planetaren Verteidigung einem Stresstest unterzogen, von der anfänglichen Erkennung über die Bestimmung der Umlaufbahn bis hin zur Messung der physikalischen Eigenschaften des Asteroiden und sogar zur Bestimmung, ob und wo er die Erde treffen könnte“, sagte Vishnu Reddy, außerordentlicher Professor an der Universität vom Lunar and Planetary Laboratory in Tucson in Arizona, der die Kampagne leitete.

Verfolgung eines „neuen“ Ziels

Astronomen wussten, dass sich Apophis Anfang Dezember 2020 der Erde nähern würde. Um die Übung jedoch realistischer zu gestalten, gab das Minor Planet Center (MPC) – die international anerkannte Clearingstelle für Positionsmessungen kleiner Himmelskörper – vor, es handele sich um einen unbekannten Asteroiden, indem es dies verhinderte dass neue Beobachtungen von Apophis nicht mit früheren Beobachtungen von Apophis in Verbindung gebracht werden. Als sich der Asteroid näherte, hatten astronomische Untersuchungen keine früheren Aufzeichnungen über Apophis.

Am 4. Dezember 2020, als der Asteroid heller zu werden begann, machte die von der NASA finanzierte Catalina Sky Survey in Arizona die erste Entdeckung und meldete die Astrometrie des Objekts (seine Position am Himmel) an das Minor Planet Center. Da es für diese Übung keine vorherige Aufzeichnung von Apophis gab, wurde der Asteroid als brandneue Entdeckung protokolliert. Weitere Entdeckungen folgten mit dem in Hawaii ansässigen, von der NASA finanzierten Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) und dem Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS).

Als Apophis in das Sichtfeld der NASA-Mission Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) driftete, verknüpfte das MPC seine Beobachtungen mit denen von bodengestützten Vermessungsteleskopen, um die Bewegung des Asteroiden durch den Himmel zu zeigen. Am 23. Dezember gab das MPC die Entdeckung eines „neuen“ erdnahen Asteroiden bekannt. Die Übungsteilnehmer sammelten schnell zusätzliche Messungen, um ihre Umlaufbahn zu beurteilen und festzustellen, ob sie die Erde beeinflussen könnte.

„Obwohl wir wussten, dass Apophis die Erde im Jahr 2029 in Wirklichkeit nicht einschlagen würde, gab es von Anfang an – mit nur wenigen Tagen astrometrischer Daten von Vermessungsteleskopen – große Unsicherheiten in der Umlaufbahn des Objekts, die theoretisch einen Einschlag in diesem Jahr erlaubten. “, sagte Davide Farnocchia, ein Navigationsingenieur am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, der die Berechnungen zur Orbitalbestimmung für das Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) des JPL leitete.

Während der Annäherung des Asteroiden im März 2021 verwendeten JPL-Astronomen das 70 Meter lange Goldstone Solar System Radar der NASA in Kalifornien, um die Geschwindigkeit und Entfernung des Asteroiden abzubilden und genau zu messen. Diese Beobachtungen, kombiniert mit Messungen von anderen Observatorien, ermöglichten es den Astronomen, die Umlaufbahn von Apophis zu verfeinern und einen Einschlag im Jahr 2029 für die Zwecke der Übung auszuschließen. (Über die Übung hinaus konnten sie auch jede Möglichkeit eines Aufpralls für 100 Jahre oder länger ausschließen.)

NEOWISE-Häuser In

NEOWISE, das weit über der Erdatmosphäre kreist, lieferte Infrarotbeobachtungen von Apophis, die vom Boden aus nicht möglich gewesen wären, da Feuchtigkeit in der Erdatmosphäre Licht bei diesen Wellenlängen absorbiert.

„Die aus dem Weltraum gesammelten unabhängigen Infrarotdaten haben den Ergebnissen dieser Übung sehr zugute gekommen“, sagte Akash Satpathy, ein Student, der eine zweite Arbeit mit NEOWISE-Hauptforscherin Amy Mainzer an der University of Arizona leitete und die Ergebnisse unter Einbeziehung ihrer Daten beschrieb die Übung. „NEOWISE war in der Lage, die Wiederentdeckung von Apophis zu bestätigen und gleichzeitig schnell wertvolle Informationen zu sammeln, die für die Bewertung der planetaren Verteidigung verwendet werden könnten, wie z. B. seine Größe, Form und sogar Hinweise auf seine Zusammensetzung und Oberflächeneigenschaften.“

Durch ein besseres Verständnis der Größe des Asteroiden könnten die beteiligten Wissenschaftler des Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley auch die Aufprallenergie abschätzen, die ein Asteroid wie Apophis liefern würde. Und die Teilnehmer simulierten eine Reihe realistischer Einschlagsorte auf der Erdoberfläche, die in einer realen Situation Katastrophenbehörden bei möglichen Evakuierungsbemühungen helfen würden.

„Es war beeindruckend zu sehen, wie die planetarische Verteidigungsgemeinschaft während der jüngsten Annäherung von Apophis zusammenkam“, sagte Michael Kelley, Programmwissenschaftler bei PDCO, in der Planetary Science Division der NASA im NASA-Hauptquartier in Washington, der die Übungsteilnehmer anleitete. „Selbst während einer Pandemie, als viele der Übungsteilnehmer gezwungen waren, aus der Ferne zu arbeiten, konnten wir eine potenzielle Gefahr mit großer Effizienz erkennen, verfolgen und mehr darüber erfahren. Die Übung war ein voller Erfolg.“

Weitere wichtige Arbeitsgruppenleiter für planetare Verteidigungsübungen waren Jessie Dotson von NASA Ames, Nicholas Erasmus vom South African Astronomical Observatory, David Polishook vom Weizmann Institute in Israel, Joseph Masiero vom Caltech-IPAC in Pasadena und Lance Benner vom JPL, einer Abteilung von Caltech.

Der Nachfolger von NEOWISE, der NEO Surveyor der nächsten Generation, soll frühestens 2026 auf den Markt kommen und das Wissen, das NEOWISE über die erdnahen Asteroiden, die unser Sonnensystem bevölkern, gesammelt hat, erheblich erweitern.