Erdnahe Asteroiden: Kartierung himmlischer Bedrohungen

Eindringlinge in unserer Orbitalumgebung

DERerdnahe Asteroidensind Himmelskörper, deren Umlaufbahn die der Erde kreuzt. Ihre Zahl wird auf mehr als 30.000 geschätzt, doch nur etwa 10.000 von ihnen werden regelmäßig überwacht. Unter ihnen sind diePotenziell gefährliche Asteroiden(PHA) sind solche, deren minimale Schnittentfernung mit der Erde (MOID) weniger als 0,05 AE beträgt und deren Durchmesser größer als 140 m ist. Ein Aufprall auf ein solches Objekt könnte eine Energie von mehr als 100 Megatonnen TNT freisetzen, was dem Äquivalent von mehreren tausend Hiroshima-Bomben entspricht.

Wie werden NEOs entdeckt?

Erkennungsprogramme wiePan-STARRS, LINEAR, Catalina Sky Surveyoder das europäische ProjektNEO-MAPPScannen Sie kontinuierlich den Himmel, um sich schnell bewegende Objekte aus geozentrischer Sicht zu erkennen. Die Analyse basiert auf dem Vergleich aufeinanderfolgender Bilder unter Verwendung von Bewegungserkennungsalgorithmen. Sobald ein NEO identifiziert ist, wird er mehrere Tage lang beobachtet, um seine Umlaufbahn mithilfe der Kepler-Gleichungen und Gravitationsstörungen zu verfeinern.

Erstellen der NEO-Himmelskarte

Bei der Kartierung von NEOs wird ihre Position in Echtzeit auf die Himmelskugel in äquatorialen Koordinaten projiziert (Rektaszension $\alpha$, Deklination $\delta$). Jeder Punkt entspricht der scheinbaren Position eines bestimmten Asteroiden für einen Augenblick $t$, korrigiert um den Parallaxeneffekt und die atmosphärische Brechung. Der Graph entwickelt sich kontinuierlich mit der Erdrotation und der heliozentrischen Verschiebung von Objekten weiter.

Große erdnahe Planeten

Hier ist eine Auswahl erdnaher Asteroiden, die die Erde passiert haben oder voraussichtlich in den kommenden Monaten auftreten werden, sortiert nach dem Datum ihres Durchgangs.

Große erdnahe Planeten

Auswahl erdnaher Asteroiden, die die Erde passiert haben, sortiert nach Durchgangsdatum.

Hinweis: LD = Mondentfernung = 384.400 km. Eine Entfernung von 0,05 LD entspricht etwa 19.220 km, der Höhe bestimmter geostationärer Satelliten.

Das grundlegende Werkzeug ist die DatenbankSBDB (Small Body Database)von JPL. Aus den Orbitalelementen $(a, e, i, \Omega, \omega, M)$ ist es möglich, die Position $(x, y, z)$ eines Objekts in einem baryzentrischen Bezugssystem zu berechnen und in unseren Nachthimmel zu projizieren.

Die Grenzen der aktuellen Überwachung

Objekte, die kleiner als 50 m sind, entgehen oft der Entdeckung, wie zum Beispiel der Tscheljabinsk-Meteor (2013), der etwa 20 m groß war. Ihre geringe absolute Helligkeit ($H > 25$) erschwert ihre Entdeckung, außer bei unmittelbarer Annäherung. Darüber hinaus sind sonnennahe Gebiete (nahe der Elongation Null) vom Boden aus nicht beobachtbar. Missionen wieNEO-Vermesser(geplanter Start) oder das WeltraumobservatoriumWächterwird dazu beitragen, diese blinden Flecken zu schließen.

Warum eine dynamische Karte unerlässlich ist

Die erdnahe Dynamik ist auf lange Sicht chaotisch. Kleine Gravitationsstörungen durch Riesenplaneten können ihre Umlaufbahnen erheblich verändern (einschließlich des Yarkovsky-Effekts). Eine dynamische Karte ermöglicht es, die Einschlagswahrscheinlichkeiten bei jeder neuen astrometrischen Messung neu zu berechnen. Anschließend werden nominelle Umlaufbahnen und Flugbahnwolken (Monte-Carlo-Integration) mit der zukünftigen Position der Erde verglichen.

Erwarten Sie das Unerwartete

Die erdnahe Überwachung ist einer der wenigen Wissenschaftsbereiche, in denen für die Sicherheit des Planeten jeder Tag zählt. Die Erstellung einer präzisen und dynamischen Karte des Himmels ist eine physikalische, mathematische und technologische Notwendigkeit. Es ist nicht die Größe des Objekts, die es gefährlich macht, sondern unsere Fähigkeit, es rechtzeitig zu erkennen. Das Unsichtbare zu kartieren bedeutet, unsere Wachsamkeit in einem sich ständig bewegenden Kosmos sicherzustellen.