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Solarbetriebene Laser-Raumsonde könnte verhindern, dass Apophis im Jahr 2036 die Erde trifft
Im Jahr 2004 erregte der die Erde durchquerende Asteroid Apophis großes Interesse, als Astronomen ankündigten, dass er 2029 mit einer Wahrscheinlichkeit von 2,7 Prozent die Erde treffen würde.
Die Aufregung ließ nach, als detailliertere Beobachtungen zeigten, dass Apophis die Erde im Jahr 2029 tatsächlich verfehlen würde. Und doch könnte Apophis noch 2036 oder 2037 treffen – wir können es einfach nicht wissen, bis die Zeit etwas länger ist.
Eine wichtige Frage ist also, was zu tun ist, wenn Astronomen Apophis auf uns zukommen sehen – was können wir tun, um dieses 46 Millionen Tonnen schwere Objekt wegzuschieben?
Letztes Jahr haben wir uns einen chinesischen Plan angesehen, den Asteroiden abzulenken, indem wir ein Raumschiff mit einem Sonnensegel darauf schlagen.
Heute enthüllen Massimiliano Vasile und Christie Maddock von der University of Strathclyde in Schottland einen Plan, den Asteroiden mit solarbetriebenen Lasern zu sprengen, seine Oberfläche abzutragen und von uns wegzulenken. [Unsere] Arbeit demonstriert, wie mit relativ kleinen, leicht zu kontrollierenden Raumfahrzeugen signifikante Ablenkungen erzielt werden können, heißt es.
Laserablation ist keine neue Idee. Die Grundidee ist, dass das von der Oberfläche des Asteroiden verdampfte Material ihn wie Raketenabgase schiebt und Schub erzeugt. Bisher dachten Weltraumwissenschaftler immer, dass ein Auftrag dieser Größe einen Laser der Megawattklasse erfordert, der von einem Kernreaktor angetrieben werden müsste.
Das bringt viele Herausforderungen mit sich, nicht zuletzt die sichere Einführung eines solchen Gerätes und den anschließenden Umgang mit der enormen Hitzeentwicklung.
Vasile und Maddock sagen jedoch, dass anstelle eines einzigen großen Lasers eine bessere Option darin besteht, viele kleine Laser zu verwenden – Laser der Kilowattklasse, die jeweils von der Sonne angetrieben werden könnten.
Die Vorteile sind vielfältig, heißt es. Erstens ist das Problem der Wärmeableitung im Weltraum ein ernstes Problem und skaliert nicht linear mit der Masse. Kleine Raumfahrzeuge sind einfacher und billiger zu kühlen, da ein geringerer Prozentsatz ihrer Masse für Kühler und zugehörige Ausrüstung verwendet werden muss.
Als nächstes haben solarbetriebene Laser den offensichtlichen Vorteil, dass sie keinen Brennstoff benötigen und viel einfacher und sicherer zu starten sind als Nukleargeräte.
Und schließlich bietet die Tatsache, dass viele kleine Raumfahrzeuge den Asteroiden abtragen, einen größeren Spielraum für Redundanz. Wenn einer schief geht, gibt es mehrere andere, um die Lücke zu schließen.
Das soll nicht heißen, dass eine solche Mission einfach zu bewerkstelligen wäre. Ein erhebliches Problem bei allen Ablationssystemen besteht darin, dass das verdampfte Gestein des Asteroiden die Optik des Raumfahrzeugs überziehen und deren Effizienz ruinieren kann.
Dies gilt besonders für Raumschiffe, die in der Nähe des Asteroiden umkreisen müssen, wie beispielsweise solche, die Spiegel verwenden könnten, um die Sonnenstrahlen auf die Oberfläche zu fokussieren, wie einige Astronomen vorgeschlagen haben.
Aber Laserstrahlen können kollimiert und so aus viel größerer Entfernung gerichtet werden. Das reduziert das Risiko durch abgetragenes Material erheblich.
Dann gibt es das Problem der Asteroiden mit stark exzentrischen Umlaufbahnen, die zu weit von der Sonne entfernt sind, als dass ein Großteil ihrer Umlaufbahn für Sonnenenergie viel genutzt werden könnte. In diesem Fall sagen Vasile und Maddock, dass die Solarenergie-Raumsonde bei ausreichender Vorlaufzeit immer noch einen ausreichend großen Kick liefern könnte, um einen solchen Asteroiden von uns wegzulenken.
Vasile und Maddock unternehmen keinen Versuch, die Kosten einer solchen Mission zu berechnen oder mit den Kosten anderer Pläne zu vergleichen. Es steht jedoch außer Frage, dass der Preis für die Verhinderung des Aufpralls eines Asteroiden von Apophis-Größe auf die Erde im Vergleich zu den Kosten für die Bewältigung der Folgen des Einschlags selbst verblasst.
Diese Ideen mögen heute wie Science-Fiction klingen, aber die Frage ist nicht, ob wir einen solchen Plan jemals in die Tat umsetzen müssen, sondern wann. Wenn sich herausstellt, dass Apophis im Jahr 2036 auf unserem Weg ist, wird es sich als äußerst nützlich erweisen, die Details bereits skizziert zu haben.
Ref: arxiv.org/abs/1206.1336 : Design einer Formation von solargepumpten Lasern für die Asteroidenablenkung