Next-Generation-Sentry-II-System zur Bewertung des Risikos durch mögliche gefährliche Asteroiden
14 Dec. 2021
Das neue Sentry-II-System der NASA wird langfristige Kollisionsvorhersagen für erdnahe Asteroiden verfeinern.
Der verschlungene zukünftige Pfad des Asteroiden Didymos durch das innere Sonnensystem. Bildnachweis: NASA/JPL
Die NASA verfügt über ein leistungsstarkes neues Werkzeug in ihrem Arsenal zum Schutz der Erde vor gefährlichen Asteroiden. Seit 2002 nutzt die Raumfahrtbehörde das Sentry-System, um den zukünftigen Pfad erdnaher Asteroiden (NEAs) vorherzusagen und ihr Risiko für einen möglichen zukünftigen Einschlag auf der Erde zu bewerten. Dieses System hat jedoch seine Grenzen. Da die Anzahl der bekannten NEAs fast 28.000 erreicht und jährlich um 3.000 neue Asteroiden wächst, wird ein neues System benötigt, um mit der Nachfrage Schritt zu halten.
Das neue System namens Sentry II wird diesem Bedarf gerecht. Sentry II ging im Dezember 2021 online und verwendet einen verbesserten Algorithmus, der alle Faktoren berücksichtigt, die die zukünftige Flugbahn eines Asteroiden beeinflussen. Astronomen erwarten mit dem Sentry-II-System bessere und genauere Prognosen für die weitere Zukunft.
Ursprüngliche Einschränkungen von Sentry
Das NASA-Zentrum für erdnahe Objekte (CNEOS) mit Sitz im Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, arbeitet zusammen mit dem Planetary Defense Coordination Office (PDCO) der Agentur, um Einschlagswahrscheinlichkeiten für das nächste Jahrhundert zu bewerten. Das System konnte die Vorhersagen in weniger als einer Stunde durchführen, eine wichtige Ressource, insbesondere um kleine Asteroiden zu erkennen, die oft mit wenig Vorwarnung entdeckt werden. Ein gutes Beispiel ist der Chelyabinsk-Einschlag, der Russland am Tag nach dem Valentinstag 2013 traf. Der Chelyabinsk-Fels kam von der sonnenzugewandten Seite und wurde vor dem Einschlag nicht entdeckt.
Das ursprüngliche Sentry-System hatte jedoch seine Nachteile. Die Vorhersagen der Asteroidenbahn sind durch die Anzahl der Beobachtungen begrenzt: Je mehr Beobachtungen, desto besser kennen wir den zukünftigen Pfad. Dieser Pfad wird nicht nur mit der Zeit unbestimmter, sondern kleine Einflüsse anderer Planeten im Sonnensystem stören die Bahn eines Asteroiden. Sentry berücksichtigte dies, aber es berücksichtigte nicht den komplexen Effekt der thermischen Erwärmung durch die Sonne, bekannt als Yarkovsky-Effekt, der einen Asteroiden im Laufe der Zeit langsam verschiebt. Kleine Veränderungen summieren sich, und Sentry II wird diese berücksichtigen.
„Die Tatsache, dass Sentry den Yarkovsky-Effekt nicht automatisch handhaben konnte, war eine Einschränkung“, sagt Davide Farnocchia (NASA-JPL) in einer kürzlichen Pressemitteilung. „Jedes Mal, wenn wir auf einen Sonderfall stießen – wie die Asteroiden Apophis, Bennu oder 1950 DA – mussten wir komplexe und zeitaufwändige manuelle Analysen durchführen. Mit Sentry II müssen wir das nicht mehr tun.“
Die bisherige Methode versagte oft – besonders bei nahen Vorbeiflügen an der Erde – und erforderte eine manuelle Analyse der zukünftigen Flugbahn des Asteroiden. Sentry II beseitigt dies durch einen anderen mathematischen Ansatz, der es ermöglicht, sich auf Zonen mit geringer Einschlagswahrscheinlichkeit (sogenannte Schlüsselstellen) zu konzentrieren. Dies sind Bereiche, die einen zukünftigen Einschlag wahrscheinlicher machen würden, wenn ein Asteroid durch diese engen Zonen hindurchflöge.
Sentry II ist von entscheidender Bedeutung, da in den nächsten Jahren neue All-Sky-Überwachungen wie das Vera-C.-Rubin-Teleskop in Betrieb gehen. Es ist mit einer Flut neuer Entdeckungen immer kleinerer Asteroiden zu rechnen, was die Notwendigkeit eines leistungsfähigeren Vorhersagemodells wie Sentry II erforderlich macht.
101955 Bennu und 99942 Apophis sind gute Fallstudien, um die Unsicherheit eines zukünftigen Einschlags einzugrenzen. Apophis, ein 450 Meter großer Asteroid, wurde 2004 entdeckt und sorgte kurzzeitig für Aufregung, als es so aussah, als bestünde am 13. April (ja, Freitag der 13.) 2029 eine geringe Einschlagswahrscheinlichkeit mit der Erde. Bessere Beobachtungen und Vorhersagen schlossen dies jedoch bald aus, obwohl es noch eine geringe Chance für einen Einschlag später in diesem Jahrhundert im Jahr 2068 gab, die aber ebenfalls früher in diesem Jahr ausgeschlossen wurde.Dank der OSIRIS-Rex-Mission kennen wir nun die Umlaufbahn und Eigenschaften von Bennu besser als von jedem anderen Asteroiden im Sonnensystem. Dieser 530 Meter große Weltraumfelsen hat eine geringe (1 zu 2.700) Chance, am 24.
September 2182 die Erde zu treffen, falls er 2135 durch eine gravitative Schlüsselstelle hindurchfliegt.Aber die NASA sucht nicht nur passiv nach Asteroiden. Am 24. November startete die Agentur die Double Asteroid Redirection Test (DART)-Mission, die auf den Doppelasteroiden Didymos zusteuert, wo sie Ende September bis Anfang Oktober 2022 den winzigen Mond Dimorphos des Asteroiden treffen wird. Diese Übung, zusammen mit dem Sentry-II-System, könnte nützlich sein, falls wir jemals einen potenziell gefährlichen Asteroiden aus dem Gefahrenbereich bewegen müssten. 2182, falls es im Jahr 2135 zufällig durch ein gravitationelles Schlüsselloch passiert.
Aber die NASA sucht nicht nur passiv nach Asteroiden. Am 24. November startete die Behörde die Double Asteroid Redirection Test (DART)-Mission, die auf den Doppelasteroiden Didymos zusteuert, wo sie im späten September bis Anfang Oktober 2022 auf den winzigen Mond des Asteroiden, Dimorphos, einschlagen wird. Diese Übung, zusammen mit dem Sentry-II-System, könnte sich als nützlich erweisen, falls wir jemals einen potenziell gefährlichen Asteroiden aus der Gefahrenzone bewegen müssten.
