Könnten wir angesichts der aktuellen Technologie mit einer Asteroidenbedrohung fertig werden?

Wenn wir morgen ein beträchtliches erdnahes Objekt (Tunguska-ähnliche Masse oder größer) entdecken würden, das sich in naher Zukunft auf einem eindeutigen Kollisionskurs mit der Erde befindet, könnten wir mit unserem derzeitigen Stand der Technik damit umgehen?

Theoretische Asteroidenvermeidungs- oder -ablenkungsprotokolle sind interessant zu analysieren, aber ich bin neugierig auf eine Situation, in der wir im Stil von Chelyanbinsk überrascht werden und plötzlich ein bisher unbekanntes großes Objekt entdecken, das genau auf uns gerichtet ist. Was könnten wir, wenn überhaupt, mit den heute verfügbaren Technologie- und Raumfahrtprogrammen tun?

Der Chelyabinsk-Bolide ist nicht wirklich das beste Beispiel, da er uns völlig unvorbereitet erwischte. Wir waren alle damit beschäftigt, an diesem Tag einen ganz anderen Asteroiden bei einem Vorbeiflug in unmittelbarer Nähe zu beobachten (367943 Duende). Wir könnten also offensichtlich nichts dagegen tun, wenn selbst die russische Luftverteidigung nicht die Zeit hätte, etwas in die Luft zu jagen. Darüber hinaus hängt es von vielen Parametern ab, von Größe, Masse, Aufprallgeschwindigkeit, Aufprallwinkel, Zusammensetzung / Kompaktheit, seiner Spinrate und vor allem der Zeit vor dem Aufprall, um etwas dagegen zu tun und seine Flugbahn mit beliebiger Präzision zu bestimmen.
Bei der praktischen Asteroidenabwehr geht es ausschließlich um Früherkennung. Früherkennung ermöglicht Zeit zum Handeln sowie effektives Handeln mit minimalem Energieaufwand. Unser größter blinder Fleck sind jene Objekte (wie Chelyanbinsk), die sich (sozusagen) mit der Sonne im Rücken nähern.
Vielleicht finden Sie auch das Earth Impact Effects Program der Purdue University interessant. Ich kann nicht für seine Genauigkeit bürgen, aber mit verschiedenen Parametern ( Beispiel ) zu spielen und zu beobachten, welche Auswirkungen ein hypothetischer Meteor haben würde, ist irgendwie cool.

Antworten (3)

Zu diesem Zeitpunkt scheint es zweifelhaft, ob wir einen Asteroiden abfangen und ablenken könnten, der groß genug ist, um eine Ablenkung zu rechtfertigen. Das ist einfach eine Frage des Impulses, ein großer Asteroid hat viel Impuls und die mickrigen kleinen Raumschiffe, mit denen wir derzeit einen Asteroiden abfangen können, können nur sehr wenig Impuls übertragen. Die einzige Möglichkeit, diese Formel grundlegend zu ändern, ist der Einsatz von Atomwaffen.

Im Wikipedia-Artikel heißt es:

Wenn das Objekt sehr groß ist, aber immer noch ein lose zusammengehaltener Trümmerhaufen ist, besteht eine Lösung darin, eine Reihe von Kernsprengkörpern neben dem Asteroiden zur Detonation zu bringen, weit genug entfernt, um das möglicherweise lose zusammengehaltene Objekt nicht zu zerbrechen. Vorausgesetzt, diese Abstandsstrategie wurde weit genug im Voraus durchgeführt, würde die Kraft einer beliebigen Anzahl von Nuklearexplosionen ausreichen, um die Flugbahn des Objekts zu ändern, um einen Aufprall zu vermeiden. In den 2020er Jahren kam die NASA zu dem Schluss, dass eine Mission mit nuklearem Abstand NEOs mit einem Durchmesser von 100–500 Metern (330–1.640 Fuß) zwei Jahre vor dem geschätzten Erdeinschlag und größere NEOs mit einer Vorwarnung von fünf Jahren ablenken kann.[38]

Eine 2007 durchgeführte NASA-Analyse von Ablenkungsalternativen stellte fest:[39]

Nukleare Abstandsexplosionen werden als 10- bis 100-mal wirksamer eingeschätzt als die in dieser Studie analysierten nichtnuklearen Alternativen. Andere Techniken, die den Einsatz von nuklearen Sprengstoffen an der Oberfläche oder unter der Oberfläche beinhalten, können effizienter sein, aber sie gehen ein erhöhtes Risiko ein, das Ziel-NEO zu zerbrechen. Sie tragen auch höhere Entwicklungs- und Betriebsrisiken.

Eine nukleare Pattsituation (Detonation eines Atomsprengkopfes in der Nähe des Asteroiden) scheint machbar zu sein, würde aber eine Vorwarnung von mindestens 2 Jahren erfordern.

Es gibt einen Weg, mit einem anfliegenden Asteroiden fertig zu werden, der nicht durch die Frage ausgeschlossen wird, für die wir definitiv die Technologie haben - evakuieren Sie das Gebiet und lassen Sie ihn uns treffen. Diese Asteroiden sind zwar zerstörerisch, aber nicht so zerstörerisch. Das Tunguska-Ereignis war trotz seines Booms nur wie eine große Atombombe. Menschen haben größere Atombomben auf der Erdoberfläche gezündet, am bekanntesten der Atomtest von Castle Bravo und die Tzar-Bombe. Wir können überleben, wenn wir von einem Asteroiden getroffen werden. Der größte Teil der Erdoberfläche ist dünn oder unbesiedelt, und ein Asteroideneinschlag würde den Menschen kaum gefährden.

Selbst viel, viel größere Asteroideneinschläge hinterlassen im Fossilienbestand keine Beweise für das Artensterben. Zum Beispiel der Manson-Krater in den USA:

Die meisten Forscher sind sich einig, dass der Manson-Krater von Iowa mit einem Durchmesser von 35 km, eine mögliche Quelle für geschockten Quarz in den KT-Grenzabschnitten, zu klein und unbedeutend war, um ein Massensterben verursacht zu haben. Quelle

Es wird angenommen, dass der Impaktor in diesem Fall ein Steinmeteorit mit einem Durchmesser von 2 km war, viel größer als der Impaktor des Tunguska-Ereignisses, und er ist immer noch klein und unbedeutend, wenn es darum geht, das Aussterben zu verursachen. Das soll jetzt nicht heißen, dass eine so große Auswirkung nicht unglaublich zerstörerisch wäre, aber sie wäre sicherlich überlebensfähig, es ist nicht so, dass es zwingend erforderlich wäre, sie zu vermeiden.

Dies macht die Evakuierung zu einer legitimen Strategie, die Auswirkungen werden nur am Ground Zero oder dort, wo sie Tsunamis auslöst, extrem tödlich sein, wenn sie im Ozean landen.

Mit Vorwarnung – auch nur Wochen oder Tage – wäre Zeit, Menschen umzusiedeln, die am Nullpunkt stehen würden. Die durch Sekundäreffekte wie Ejekta, Tsunamis, Erdbeben und Vulkanausbrüche gefährdeten Gebiete könnten ebenfalls evakuiert werden, oder zumindest die Rettungsdienste könnten in erhöhter Alarmbereitschaft sein.

Beachten Sie, dass, wenn der Asteroid zerbrochen und nicht abgelenkt wird, während er noch etwas von der Erde entfernt ist, er viel, viel mehr Schaden anrichten würde. Das ist das MIRV-Gefechtskopfprinzip, viele kleinere Explosionen, die über eine große Fläche verteilt sind, verursachen viel mehr Schaden als eine große Explosion. Daher ist das Abfangen nicht ohne Risiko, und es könnte sicherer sein, den Treffer einzustecken, als das Risiko einzugehen, einen „Trümmerhaufen“-Asteroiden mit einer nuklearen Explosion zu zerstören. Wenn der Asteroid jedoch auf eine Großstadt abzielt, könnte eine Mission zur Ablenkung durchaus billiger sein als die Kosten für die Bewältigung einer Naturkatastrophe dieser Größenordnung. Beispielsweise belaufen sich die Aufräum-/Wiederaufbaukosten für große Erdbeben, die eine Großstadt dem Erdboden gleichmachen, auf mehrere 10 Milliarden, während Weltraummissionen oft nur in die 100 Millionen oder einige Milliarden gehen. Im Falle eines großen Impaktors

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Früherkennung die beste Form der Vorbereitung ist, die wir haben, da sie Zeit für eine geordnete Evakuierung des Gefahrenbereichs gibt und die zuständigen Rettungsdienste einsatzbereit sein können.

Warum 2 Jahre? Die Dnepr-Starts sind nur ein Beispiel für Interkontinentalraketen, die bereits Nutzlast in die Umlaufbahn bringen. Und könnte das Militär nicht innerhalb weniger Wochen eine Nuklearwaffen-Nutzlast auf irgendeiner Trägerrakete improvisieren, die bereits für einen anderen Zweck vorbereitet und eingeplant ist? Ich bin mir nicht sicher, ob es effektiv wäre, aber ich bin sicher, dass es versucht würde.
Es gibt einen großen Unterschied zwischen dem Start eines Sprengkopfs in den Weltraum und dem Start auf einer Flugbahn, um einen anfliegenden Asteroiden abzulenken. Ein Großteil dieser zwei Jahre wird Reisezeit sein - Sie möchten den Asteroiden wahrscheinlich mindestens ein Jahr vor seiner Ankunft auf der Erde treffen, da selbst eine Atombombe ihn nicht stark ablenken wird, sodass Sie den Sprengkopf wahrscheinlich mindestens 2 starten müssen Jahre im Voraus. Möglicherweise müssen Sie auch auf ein Startfenster warten (die Erde bewegt sich in ihrer Umlaufbahn mit 30 km / s, sodass Sie möchten, dass sich die Erde zum Zeitpunkt des Starts „in Richtung“ des Asteroiden bewegt). Das ist viel Zeit, selbst wenn Sie eine Rakete zur Hand haben.
+1. Ich denke auch, dass die Deep Impact- Mission gezeigt hat, dass das Ablenken eines Kometen möglicherweise komplexer ist als erwartet. Eine Flugbahnänderung wurde erwartet, trat aber nicht ein. Könnten Sie auch darüber sprechen?
Ich bin mit dem Evakuierungsplan nicht einverstanden. Es ist schwer vorherzusagen, wie ein von Menschenhand gebauter Sitz aerobraken wird. Aber ein natürlicher Astroid ... kleine Abweichungen würden bedeuten, dass er Minuten zu früh oder zu spät landen könnte. Angesichts der Tatsache, dass es sich wahrscheinlich mit km / s fortbewegt ... Das könnte möglicherweise bedeuten, dass es Hunderte von Kilometern entfernt ist ...
@Aron Ich denke, das kommt darauf an. Von Menschenhand geschaffene Sats müssen flach hineinkommen, da dies das geringste Delta-V von LEO erfordert, es würde viel Treibstoff erfordern, um einen direkten Abstieg zu machen. Es minimiert auch Gee-Kräfte auf Menschen. Natürliche Meteore unterliegen keinen solchen Einschränkungen und könnten direkt einfallen, viel weniger Atmosphäre passieren und mit einer viel höheren Geschwindigkeit (mehr Impuls). Ich denke also, dass zumindest einige Meteore ziemlich vorhersehbar wären. Dennoch wäre „Können wir vorhersagen, wo ein Meteor einschlagen würde“ eine interessante Frage für sich.

Es ist möglich, dass wir mit einem Asteroiden fertig werden, der groß genug ist, um Maßnahmen zu rechtfertigen, aber nur, wenn wir viele Jahre lang gewarnt wurden.

Wir können keinen großen Asteroiden oder Kometen zerstören, das ist jetzt Science-Fiction, das Beste, was wir tun können, ist ihn abzulenken. Die Technologie, die wir jetzt haben, ist nur in der Lage, sehr kleine Kursänderungen an großen Objekten zu verursachen, aber eine kleine Änderung reicht immer noch aus, wenn sie früh genug geschieht, da sich selbst kleine Änderungen summieren.

Der Schlüssel hier wäre eine sehr frühe Erkennung, die das Hauptproblem darstellt. Technologisch können wir beim Aufspüren gefährlicher Weltraumobjekte viel besser sein, als wir es sind, aber meiner Meinung nach mangelt es an Investitionen, was bedeutet, dass wir das, was wir haben, nicht optimal nutzen. Auch die Technik könnte mit Investitionen wesentlich verbessert werden.

Es gibt auch kein einsatzbereites Ablenksystem, wenn wir einen Asteroiden entdecken würden, der eine Bedrohung darstellt, würde es Monate oder Jahre kostbarer Zeit dauern, einen zu entwerfen, zu bauen und zu starten.

Alles zusammen ergibt, dass es möglich ist, dass wir mit der heutigen Technologie einen Asteroiden entdecken und ablenken könnten, aber unwahrscheinlich, dass dies tatsächlich passieren würde. Wir müssten Glück haben. Mit Investitionen in die Entwicklung der Technologie und etwas, das schnell fertig wäre, könnten wir unsere Chancen erheblich verbessern, und Glück hätte weniger damit zu tun.

Ihre Frage schränkt es nicht annähernd gut genug ein.

Wir könnten mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit innerhalb weniger Tage einen Felsen von Tunguska-Größe abfangen. Ein solcher Stein ist klein genug, dass rohe Gewalt im letzten Moment die Arbeit erledigt, einen Abstandszünder an einer Interkontinentalrakete anbringt und sie in den Pfad des Felsens schleudert - Sie brauchen gerade genug Abstand, damit der Sprengkopf hochgeht, bevor er zerquetscht wird durch den Aufprall. Das Gestein wird gesprengt, die Fragmente brennen, die größte Bedrohung ist das EMP aus dem Sprengkopf. (Was dies eigentlich zu keiner guten Idee machen könnte.) Beachten Sie, dass es nur in den Weg des Felsens gelangen muss, es muss nicht mit den Geschwindigkeiten mithalten – daher die Notwendigkeit eines Abstandszünders, da es geschlagen wird mehrere Meilen pro Sekunde. Sicher, die Fragmente werden immer noch ziemlich nahe beieinander herunterkommen, aber denken Sie daran, Tscheljabinsk hat es nicht getan

Den Felsen auseinanderzusprengen ist nur eine Lösung für kleine Dinge, bei denen die Fragmente brennen werden, ohne Verwüstung zu verursachen. Einen größeren Stein auseinanderzusprengen ist schlimmer als gar nichts zu tun – einen großen Stein in 8 gleiche Teile zu sprengen verdoppelt ungefähr den verursachten Schaden.

Auch hier gibt es einen politischen Faktor. Was wir erreichen könnten und was wir erreichen würden, ist nicht unbedingt dasselbe. Politiker lieben es, Abstriche zu machen. Angenommen, wir werden es mit Atomwaffen beiseite schieben. Die Blaster sagen, wir brauchen 30 Bomben im Ziel. Die Raketenwerfer sagen, dass es eine 80-prozentige Chance gibt, dass ein Booster richtig funktioniert und seinen Gefechtskopf genau an der richtigen Stelle abfeuert. Wie viele Booster werden fliegen? Es würde mich wundern, wenn mehr als 40 Raketen fliegen, obwohl dies nicht die Gewissheit der Ablenkung gibt.

Raketenwerfer ... dieses Wort verdient es, viel öfter verwendet zu werden. So viel sexyer als "Raketenwissenschaftler".
Interkontinentalraketen werden hier nicht helfen - sie sind ballistische Raketen, während Sie etwas brauchen, das die Erdumlaufbahn verlassen kann.
@MartinSchröder Beachten Sie, dass das untere Ende der Frage ein Ereignis auf Tunguska-Ebene war. Der Höhepunkt einer ballistischen Rakete reicht in diesem Fall aus, um die Arbeit zu erledigen. Geschwindigkeit spielt keine Rolle, außer für Genauigkeitszwecke - die Tatsache, dass der Sprengkopf zurückfallen würde, wenn er den Stein nicht ausschalten würde, hat keinen Einfluss darauf, ob er den Stein ausschalten kann.