In knapp einem halben Jahrzehnt wird ein 1.000 Fuß breiter Asteroid, benannt nach dem ägyptischen Gott des Chaos und der Zerstörung, Apophis, in einer Entfernung von 30.000 Meilen (48.300 Kilometern) an der Erde vorbeifliegen. Wissenschaftler haben nicht die Absicht, den seltenen Nahvorbeiflug eines Weltraumfelsens dieser Größe ungenutzt zu lassen.
Wenn sich Apophis, offiziell bekannt als (99942) Apophis, am 13. April 2029 – zumindest einem Freitag – der Erde nähert, wird er über unserem Planeten so deutlich hervorstechen, dass er mit bloßem Auge gesehen werden kann. Die Raumsonde OSIRIS-APEX (ehemals OSIRIS-REx) der NASA wird vor Ort sein, um den erdnahen Asteroiden (NEA) persönlich zu treffen. Aber wenn alles gut geht, könnte sich eine Gruppe kleiner Satelliten der NASA-Mission bei ihrem Rendezvous anschließen.
Im Rahmen des vielversprechenden Projekts „NEAlight“ hat ein Team der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) unter der Leitung des Luft- und Raumfahrtingenieurs Hakan Kayal drei Konzepte für solche Raumfahrzeuge vorgestellt. Beide vorgeschlagenen Satelliten zielen darauf ab, die Passage dieses Asteroiden auszunutzen, da die Erde nur alle tausend Jahre ein solches Ereignis erlebt. das Ziel? Um Daten zu sammeln, die Wissenschaftlern helfen können, das Sonnensystem besser zu verstehen und möglicherweise Abwehrmaßnahmen gegen gefährliche Asteroiden zu entwickeln.
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Warum ist Apophis ein geeignetes Ziel für die Erforschung der Planetenverteidigung? Nun, der Asteroid wurde 2004 entdeckt und stieg schnell an die Spitze der Diagramme, die die Gefahr sogenannter potenziell gefährlicher Asteroiden (PHAs) messen, also von Asteroiden mit einem Durchmesser von 460 Fuß (140 Metern) oder mehr, die innerhalb von 20 Mondentfernungen liegen. . Land.
„Die Größe von Apophis und die Nähe seiner Bahn zur Erde sind so groß, dass der Asteroid weiterhin an der Spitze der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) steht.“Liste der Aufprallrisiken„von PHAs und NASA Sentinel-Risikotabelle Seit 17 Jahren. Bis ein enger Vorbeiflug des Asteroiden – eines Weltraumfelsens, der etwa so breit ist wie die Höhe des Empire State Buildings – im März 2021 NASA-Wissenschaftlern die Feststellung ermöglichte, dass Apophis die Erde erst in mindestens 100 Jahren treffen würde.
Obwohl wir jetzt wissen, dass Apophis im nächsten Jahrhundert nicht mit der Erde kollidieren wird, werden seine wissenschaftlichen Auswirkungen im Jahr 2029 immer noch enorm sein, und Weltraumagenturen auf der ganzen Welt werden seinen Weg aufmerksam verfolgen.
Darüber hinaus bietet Apophis als Asteroid, der etwa zur gleichen Zeit entstand, als sich Planeten aus übriggebliebenem Material um die entstehende Sonne bildeten, Forschern auch eine einzigartige Gelegenheit, die chemische Zusammensetzung des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren zu bestimmen.
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Obwohl wir etwa 1,3 Millionen Asteroiden im Sonnensystem kennen, von denen 2.500 als potenziell gefährlich gelten (obwohl voraussichtlich mindestens ein Jahrhundert lang keiner die Erde treffen wird), sind Raumsondenmissionen zur Erforschung von Asteroiden relativ selten.
Bisher wurden nur 20 Missionen eingesetzt, um Asteroiden vor Ort zu untersuchen, darunter das bereits erwähnte OSIRIS-REx, die japanischen Rover Hayabusa1 und Hayabusa2, die Raumsonde Rosetta der Europäischen Weltraumorganisation und die Asteroiden-hüpfende Lucy-Mission, die derzeit dorthin reist Trojanische Asteroiden, die ihre Umlaufbahn mit Jupiter teilen. Daher muss das JMU-Team seine Optionen sorgfältig abwägen, wenn es über ein zukünftiges Raumschiff zur Untersuchung von Asteroiden nachdenkt.
Das erste Konzept des Teams ist ein kleiner Satellit, der sich Apophis für zwei Monate anschließen wird, wenn er sich im April 2029 der Erde nähert. Das Fahrzeug wird noch Wochen danach am Weltraumfelsen „God of Destruction“ haften bleiben, selbst wenn es sich der Erde nähert. Er entfernt sich. Im Verlauf der Mission wird die deutsche Raumsonde Apophis abbilden und Messungen durchführen, um alle Veränderungen zu dokumentieren, die die NEA während ihres Fluges erfährt.
Diese spezielle Mission wird aufgrund ihrer Dauer, der zurückzulegenden Entfernung und der Tatsache, dass das Fahrzeug über lange Zeiträume autonom arbeiten muss, eine schwierige Aufgabe sein. Außerdem muss der Start mindestens ein Jahr erfolgen, bevor Apophis den Ozean der Erde erreicht.
Das zweite Konzept des Teams sieht die Integration in ein größeres Raumschiff namens RAMSES vor, das von der Europäischen Weltraumorganisation geplant wird. Diese Mission wird mit kleineren Satelliten, Messgeräten und Teleskopen ausgestattet. Ramses, benannt nach dem ägyptischen Pharao Ramses dem Großen, wird nach Apophis reisen und bei dem Asteroiden bleiben, während er die Erde passiert.
Wenn das zweite Konzept erfolgreich ist, wird einer der von Ramses transportierten Kleinsatelliten von einem Team der James University of Maryland entworfen. Dieses Projekt erfordert weniger technischen Aufwand als das erste Konzept, verspricht aber größere wissenschaftliche Erkenntnisse.
Eines der grundlegenden Probleme des zweiten Konzepts betrifft jedoch den Start des REMESES-Projekts, nicht wörtlich, sondern im übertragenen Sinne. Ihr Erfolg wird von der Bereitschaft der ESA-Partnerländer abhängen, die Mission zu finanzieren. Auch hier ist eine Vorlaufzeit von mindestens 365 Tagen erforderlich, um den Erfolg dieses Konzepts sicherzustellen.
Das dritte Konzept beinhaltet einen kleinen Satelliten, der nur kurz in die Nähe von Apophis fliegt, wenn der Asteroid seinen erdnächsten Punkt erreicht hat, und dabei Bilder des Asteroiden aufnimmt. Dieses Konzept würde einen deutlich geringeren Aufwand erfordern und das Fahrzeug wäre relativ kostengünstig.
Der Nachteil von Concept 3 besteht jedoch darin, dass die Beobachtungszeit begrenzt sein wird, was auch den Wissensumfang begrenzt, den diese Mission zu unserem Verständnis von Asteroiden hinzufügen wird.
Positiv ist, dass die kleine Mission bereits zwei Tage vor der Ankunft von Apophis gestartet werden könnte. Wenn Concept 3 bei der Beobachtung von Apophis erfolgreich ist, wird es außerdem die Fähigkeit kleiner, kostengünstiger Satelliten zur Untersuchung von Asteroiden demonstrieren, was zu einem erhöhten Interesse an der Weiterentwicklung von In-situ-Asteroiden-Studienmissionen führen könnte.
Das NEAlight-Projekt startete Anfang Mai 2024; Von nun an bis zum 30. April 2025 werden JMU-Wissenschaftler daran arbeiten, die Anforderungen und Besonderheiten der jeweiligen Missionen zu definieren.
Neben dem Besuch von Apophis könnten die drei betrachteten Konzepte auch Optionen für zukünftige Missionen zu anderen Planeten im Sonnensystem, zum Mond oder vielleicht zu anderen interessanten erdnahen Regionen sein.
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