Auf Asteroidenkurs

Ein Gespräch mit Detlef Koschny von der Abteilung für Erdnahe Objekte bei der ESA.

ESA/A. Baker, CC BY-SA 3.0 IGO

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Die Suche nach erdnahen Asteroiden hat eine lange Tradition, mittlerweile helfen auch Amateurastronomen tatkräftig mit. Felicitas Mokler sprach mit Detlef Koschny, Ko-Manager der Abteilung für Erdnahe Objekte der ESA, darüber, wie Forscher versuchen herauszufinden, wann ein Asteroid tatsächlich für die Erde zur Bedrohung wird, wie sie auf internationaler Ebene damit umgehen und welchen Nutzen der Asteroid Day mit sich bringt.

Felicitas Mokler: Herr Koschny, Sie haben einmal einen Kometen entdeckt?!

Detlef Koschny: Also nicht ich direkt, sondern wir haben ihn bei unserer Himmelsdurchmusterung mit dem 1-Meter-Teleskop der ESA auf Teneriffa gemeinsam gefunden. Mit diesem Projekt sind wir eigentlich auf der Suche nach erdnahen Asteroiden und arbeiten dabei sehr eng mit Amateurastronomen zusammen. Matthias Busch von der Sternwarte Heppenheim etwa hat die Software geschrieben, mit der wir das Teleskop steuern und die Daten auswerten. Sie hat den Kometen als sich bewegendes Objekt erkannt, der Amateur Rafal Reszelewski hat ihn dann als erster am Computer gesehen. Ich hatte nur die Idee, in die richtige Richtung zu gucken.

Werden die Beobachtungen automatisiert durchgeführt?

Derzeit haben wir noch Beobachter vor Ort, mit denen wir von zu Hause aus per Skype in Kontakt sind. Der Kollege auf Teneriffa bekommt einen per Software erstellten Plan für das Beobachtungsprogramm, in dem die Kommandos für das Teleskop und die Kameras stehen. Er muss dann die Befehle in den Computer eingeben. Im Prinzip könnte man das auch vollständig ferngesteuert laufen lassen, aber ganz so weit sind wir noch nicht.

Wie spüren Sie in den Aufnahmen einen neuen Kleinkörper im Sonnensystem auf?

Zunächst untersucht die Software, ob sich in zeitlich nahe aufeinanderfolgenden Bildern derselben Himmelsregion etwas bewegt. Gibt es Anzeichen dafür, werden diese als kleine Vorschaubilder ins Internet gestellt. Eine ganze Reihe von Amateurasrtonomen hilft uns dann dabei, visuell zu überprüfen, ob dort wirklich ein Objekt zu sehen ist oder ob es sich nur um ein Artefakt handelt. So hat Rafal den Kometen dann auch als erster in den Bildern gesehen. Er ist kurz darauf bestätigt worden; er trägt den Namen 2014 C1 TOTAS. Die Bezeichnung enthält die Jahreszahl der Entdeckung, C1 steht für Komet Nummer eins, und TOTAS ist der Name der Suchkampagne innerhalb derer er entdeckt wurde.


Detlef Koschny leitet bei der ESA gemeinsam mit einem Kollegen die Abteilung für Erdnahe Objekte im Rahmen des Programms Space Situational Awareness (dt.: Weltraumlageerfassung).
Detlef Koschny

Es gibt ja noch eine ganze Reihe weiterer Asteroidensuchprojekte. Wie werden diese miteinander koordiniert?

Die Koordination läuft über das Minor Planet Center, das MPC, in den USA. Diese Einrichtung ist im Moment die einzige Instanz auf diesem Planeten, die das Recht hat, neue Asteroidenbezeichnungen zu vergeben. Jeder, der Asteroiden beobachtet, ist beim MPC registriert. Dort wissen sie, wie gut die Datenqualität ist, die man liefert – denn das muss man vorher demonstrieren. Wenn man dann etwas beobachtet hat, schickt man die Messwerte per E-Mail dorthin. Dann entscheidet das MPC, ob das Objekt vielleicht schon einmal beobachtet wurde oder nicht. Ein komplexer Algorithmus berechnet dann den Orbit und vergleicht ihn mit bereits bekannten Objekten. Wenn er sich nirgends zuordnen lässt, dann zählt der Asteroid als neues Objekt.

Ist es einfach, so eine Bahn zu bestimmen?

Das ist nicht trivial. Wenn wir ein Objekt das erste Mal sehen, machen wir insgesamt vier Beobachtungen im Abstand von einer Viertelstunde. Damit erhält man vier Punkte für die Position am Himmel, die im Wesentlichen einer geraden Linie folgen. Anhand dieser einen Orbit auszurechnen, wäre noch extrem ungenau. Doch die Linie reicht aus, um das Objekt in der nächsten Nacht wiederzufinden.

Deswegen sind die Folgebeobachtungen so wichtig: Da schaut man nach ein paar Stunden noch einmal nach, dann in der nächsten Nacht … und irgendwann erhält man auf diese Weise einen Bahnbogen, der lang genug ist, um den Orbit einigermaßen genau berechnen zu können. Wenn es soweit ist, beschließt das Minor Planet Center: Jetzt ist der Orbit genau genug bekannt und das neue Objekt erhält seine Bezeichnung.

Wie geht man weiter vor, wenn es sich um ein potenziell erdnahes Objekt handelt?

Wenn sich herausstellt, dass dieses Objekt der Erde gefährlich werden könnte, kommt es auf eine besondere Liste, die Near-Earth Objects Confirmation Page. – Wenn ich abends meine nachfolgenden Beobachtungen plane, schaue ich zuerst auf diese Webseite. Gibt es dort neue Objekte, die mit einer anderen Durchmusterung wie zum Beispiel Pan-STARRS oder dem Catalina Survey gefunden wurden, reicht ein Mausklick aus, und ich sehe, an welcher Himmelsposition sich das Objekt von meinem Teleskop aus befindet. Auf diese Weise können wir gegenseitig Nachbeobachtungen durchführen, das Objekt bestätigen und seine Bahn genauer bestimmen.

Natürlich wollen wir aber nicht nur für die nächsten paar Tage wissen, ob ein Asteroid für die Erde gefährlich wird. In einem speziell dafür ausgestatteten Rechenzentrum namens NEODyS in Pisa berechnen wir die Bahn auf hundert Jahre in die Zukunft. Dabei muss man zum Beispiel auch die Planetenstörungen berücksichtigen. Wenn der Asteroid etwa der Erde nahe kommt, was bei einem erdnahen Objekt häufig der Fall ist, wird seine Bahn abgelenkt. Hinzu kommt, dass so ein naher Vorbeiflug an der Erde ein chaotischer Prozess ist. Das heißt nicht, dass sich das nicht vorherberechnen lässt, sondern dass kleine Fehler bei der Eingabe große Unterschiede im Ergebnis verursachen. Da muss man wirklich wissen, was man tut, und man braucht eine gute Software.

Außerdem besteht immer die Unsicherheit, dass es äußere Einflüsse gibt, deren Auswirkungen wir nicht wirklich kennen. Es gibt zum Beispiel thermische Effekte wie den Yarkowsky-Effekt: Wenn die Sonne den Asteroiden aufwärmt und der Asteroid rotiert, dann strahlt er die Energie im Infraroten wieder ab: Das gibt dem Asteroiden einen Impuls. In welche Richtung der geht, liegt and der Rotationsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Asteroiden. Das wissen wir aber bei den meisten Asteroiden gar nicht; das ist nicht trivial.

Wer sagt den Menschen Bescheid, wenn wirklich mal ein NEO mit Kurs auf die Erde entdeckt wird? Und wie geht es dann weiter?

Würde man tatsächlich einen solchen gefährlichen Asteroiden entdecken, wird es Aufgabe eines internationalen Gremiums, dem International Asteroid Warning Network IAWN, sein, die Vereinten Nationen zu informieren. Diese würden dann, beispielsweise über das UN-System ‚SPIDER‘ [Space-Based Information for Disaster Management and Emergency Response] die nationalen Katastrophenschutzbehörden informieren. Wir haben uns dazu bereits mit zuständigen Stellen in Deutschland und der Schweiz ausgetauscht, um die Kommunikation abzustimmen. In den nächsten Wochen wollen wir den Kommunikationsplan auf europäischer Ebene durchspielen und auf seine Tauglichkeit prüfen. Die ESA hat bereits einen Kommunikationsplan für den Ernstfall entwickelt, NASA und US-Regierung haben das schon länger. Auf internationaler Ebene arbeiten wir derzeit mit IAWN noch einen konkreten Handlungsplan aus. Dieser soll künftig natürlich auch für Länder greifen, die (noch) nicht in einem der Expertengremien vertreten sind.

Und die Folgen eines potenziellen Einschlags, lassen die sich in irgendeiner Form abschätzen?

Wir nennen das Impakt-Effekt: Die lassen sich im Prinzip auch modellieren, und die Wissenschaftler machen das. So haben sie etwa abgeschätzt, dass das Tunguska-Ereignis im Jahr 1908 von einem vierzig bis fünfzig Meter großen Objekt verursacht wurde, möglicherweise war es auch nur dreißig Meter groß. Man sieht also, dass es auch dabei große Ungenauigkeiten gibt. Ein wichtiger Aspekt ist die Beschaffenheit des Asteroiden. Aber die kennen wir in den meisten Fällen nicht. Tunguska war wohl ein gewöhnlicher Asteroid, ein Chondrit. Der eineinhalb Kilometer große Arizona-Krater dagegen wurde von einem Eisenmeteoriten erzeugt, der auch nicht viel größer war, so vierzig, fünfzig Meter. Das geschah vor etwa 50 000 Jahren.

Die Konsequenzen lassen sich also abschätzen. Aber zum Teil haben wir nicht ausreichend Informationen über den Asteroiden, um für einen konkreten Fall sagen zu können, was die möglichen Folgen eines Einschlags sind. Was wir dann machen: Wir überlegen uns, was die Bandbreite der Möglichkeiten ist, und dann muss man natürlich festlegen, wovon man ausgeht, wenn man reagieren will. Angenommen ich entdecke einen 50-Meter-Asteroiden mit Kurs auf die Erde. Und ich weiß nicht, woraus er besteht: Soll ich dann eine Abwehrmission starten oder reicht es, eine größere Region zu evakuieren? Das wissen wir noch nicht. Aber das zu diskutieren, ist genau eine der Zielsetzungen der Arbeitsgruppe Space Mission Planning and Advisory Group, SMPAG, die seit einiger Zeit wie IAWN unter einem Mandat der Vereinten Nationen arbeitet. Sie setzt sich aus Vertretern der nationalen und internationalen Raumfahrtagenturen aus derzeit fast zwanzig Ländern zusammen.

Welche Bedeutung hat der internationale Aktionstag Asteroid Day für Sie? Könnte er vielleicht helfen, die Entwicklung von Testmissionen zur Asteroidenabwehr voranzutreiben, das heißt vor allem eine Finanzierung zu finden?

Der Asteroid Day macht das Thema allgemein mehr publik und damit auch bei den Entscheidungsträgern. Letztlich kommt es bei der Entscheidung für Asteroidenmissionen aber eben doch auf politische oder finanzielle Überlegungen an. Aber durch die vielen gemeinsam geplanten Veranstaltungen reden wir noch mehr miteinander.

Abschließend noch eine etwas persönlichere Frage: Wie sind Sie zur Astronomie gekommen?

Als ich elf oder zwölf Jahre alt war, habe ich in einer Zeitung eine Abbildung des Sternenhimmels des Monats gesehen. Darin stand, dass man die Andromedagalaxie mit einem Fernglas sehen könnte. Das hat mich fasziniert, und ich dachte: Mensch, hätte ich bloß ein Fernglas! Und wie es der Zufall will, macht mein Vater am nächsten Tag den Wohnzimmerschrank auf – der war für gewöhnlich ein Heiligtum und blieb sonst stets verschlossen – und es lag ein Fernglas drin! Ich bin sofort hin und habe mir das Fernglas erbettelt. Zwei Wochen lang habe ich dann versucht, vom Balkon aus den Andromeda-Nebel zu sehen. Das ist mir nicht geglückt, aber mein Interesse an der Astronomie war von da an geweckt. Seit dem bin ich Amateurastronom.

Und die Liebe zu Asteroiden?

Wenn ich ehrlich bin, interessieren mich Asteroiden noch gar nicht so lange. Die Schlüsselperson dafür war André Knöfel. Er hat mich im Jahr 2004, so zur Zeit des Starts von der Kometensonde Rosetta, mit nach Drebach genommen, wo er an einem 50-Zentimeter-Teleskop Asteroiden beobachtete. – Ich schlug vor, den Rosetta-Kometen Tschurjumow-Gerasimenko zu suchen. Der stand damals im Sternbild Löwe. Wir haben dann ein paar Bilder von ihm gemacht – die habe ich heute noch auf meinem Rechner, da bin ich ganz stolz.

Wie üblich bei Asteroidenbeobachtungen machte André immer drei Aufnahmen in Folge. Wir sahen sie uns abwechselnd in rascher Folge an, und ich meinte: Was ist denn das da unten links? Und er meinte: ein Asteroid. Und wie sich später herausstellte, war es ein neuer Asteroid. In derselben Nacht entdeckten wir – zusammen mit Thomas Payer und Gerhard Lehmann – noch drei weitere. Das fand ich sehr faszinierend. – Beruflich war der Schritt zu den Asteroiden dann auch nicht weit, da ich bereits bei Rosetta arbeitete.

Vielen Dank für das Gespräch.



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