Nasa: Neue Software soll Asteroiden-Einschläge besser vorhersagen

Seit 20 Jahren berechnet eine Software der Nasa das Einschlagsrisiko von Asteroiden. Nun gibt es mit Sentry-II eine Neuauflage.

Artikel veröffentlicht am 13. Dezember 2021, 10:33 Uhr, Patrick Klapetz

Dieses Diagramm zeigt die Bahnen von 2.200 potenziell gefährlichen Objekten, wie sie vom Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) des JPL berechnet wurden. (Bild: Nasa, Jpl-Caltech)

Die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa durchforstet seit 2002 mit der Software Sentry das erdnahe Sonnensystem nach potenziell gefährlichen Asteroiden, die irgendwann auch auf der Erde einschlagen könnten. Jedes Jahr werden laut der Behörde circa 3.000 neue erdnahe Asteroiden, kurz NEA (engl. near-Earth asteroid), entdeckt. Mittlerweile kennt man um die 28.000 dieser NEAs.

"Um die Wahrscheinlichkeit von NEA-Einschlägen besser einschätzen zu können", hat man den Algorithmus der Software verbessert und Sentry-II entwickelt. Den Anlass dazu hat unter anderem auch die neue Generation von fortschrittlicheren Teleskopen zur Durchmusterung des Alls gegeben. Die Behörde vermutet, dass die neu entdeckten NEAs in den nächsten Jahren rapide zunehmen werden.

Auf Nachfrage beim Haus der Astronomie in Heidelberg erzählt die Astronomin Carolin Liefke Golem.de, dass das Vera-Rubin-Teleskop eines dieser fortschrittlichen Teleskope sein wird: "Was die Zahl von Objekten angeht, die einfach nebenher entdeckt werden: Das wird deutlich zunehmen. Da wird einiges auf uns zukommen. Von einer Flut von neu entdeckten Asteroiden und Kometen bis hin zu anderen Dingen." Vermutlich im Oktober 2023 soll das Teleskop in Betrieb genommen werden.

Bessere Software, schnellere Berechnung

Um das Einschlagsrisiko auf der Erde abzuschätzen, werden die Umlaufbahnen von jedem bekannten erdnahen Asteroiden genau berechnet. Das geschieht am Center for Near Earth Object Studies (CNEOS), das Teil des Jet Propulsion Laboratory der Nasa ist. Laut dem Entwicklungsleiter von Sentry-II, Javier Roa Vicens, kann die neue Software "in weniger als einer Stunde die Einschlagswahrscheinlichkeit für einen neu entdeckten Asteroiden in den nächsten 100 Jahren" zuverlässig ermitteln.

Darüber hinaus können auch Sonderfälle berücksichtigt werden, die vom ursprünglichen Sentry nicht erfasst wurden. Sentry-II meldet die Objekte dann in der CNEOS-Sentry-Tabelle, in der man erkennen kann, welche Asteroiden der Erde nahe kommen und wie hoch ihr Einschlagsrisiko ist.

Doch auch danach muss die Umlaufbahn der Asteroiden weiterhin beobachtet und berechnet werden, erklärt Liefke Golem.de. Neben der Sonne gibt es weitere Himmelskörper mit einer großen Gravitationskraft in unserem Sonnensystem. Diese könnten die Umlaufbahn der Asteroiden ablenken.

Die fehlerhaften Sonderfälle der alten Software

Laut der Nasa kann die Software diesen Faktor berücksichtigen und somit berechnen, wo sich der Asteroid in der Zukunft befinden wird. Allerdings konnten die nicht gravitativen Kräfte bisher nicht berücksichtigt werden, wie beispielsweise nicht thermische Kräfte, die durch die Sonnenwärme verursacht werden.

Bei einem rotierenden Asteroiden wird die sonnenzugewandte Seite erwärmt, wogegen die abgewandte Seite kalt bleibt. Sobald die erwärmte Seite die Nachtseite des Asteroiden erreicht, kühlt diese ab und Infrarotenergie wird freigesetzt. Diese übt für einen kurzen Moment einen winzigen, aber kontinuierlichen Schub auf den Asteroiden aus - was die Bahnbewegung eines Asteroiden für Jahrzehnte und Jahrhunderte verändert.

Ein weiteres Problem waren fehlerhafte Vorhersagen, wenn die Asteroiden von der Anziehungskraft der Erde und anderen Planeten leicht umgeleitet wurden. Die alte Software sagte dann ein dramatisch zunehmendes Einschlagsrisiko vorher. "Die Sonderfälle, die wir finden, sind zahlenmäßig nur ein winziger Bruchteil aller NEAs, für die wir Einschlagswahrscheinlichkeiten berechnen", so Roa Vicens. Mit Sentry-II will man diese Fehler behoben haben, da der neue Algorithmus Tausende Zufallspunkte in der gesamten Unsicherheitsregion modelliert, um mögliche Einschlagsrisiken genau zu erfassen.