Es ist zu einer Art Actionfilm-Klischee geworden: Ein Asteroid schleudert auf die Erde zu, sein Einschlag wird ein Massensterben verursachen, und die einzige Hoffnung für die Menschheit ist eine bunt zusammengewürfelte Gruppe von Astronauten und durchschnittlichen Joes, die zu dem Asteroiden fliegen und ihn in Stücke reißen Atomwaffen verwenden. Die Idee wurde von Hollywood so oft untersucht, dass es so aussieht, als ob dies tatsächlich etwas ist, was Weltraumagenturen geplant haben.
Und in Wahrheit sind sie es, auch wenn die Ausführung etwas raffinierter sein mag. Jahrzehntelang haben Weltraumbehörden verschiedene Methoden erwogen, um Asteroiden zu zerstören, die die Erde bedrohen. Aber nach a neue Studie Unter der Leitung von Forschern der John Hopkins University könnten ankommende Asteroiden schwieriger zu zerbrechen sein, als wir dachten.
Die Studie, die kürzlich online erschienen ist und auf die Veröffentlichung in der 15. März-Ausgabe der Ikarus ,wurde von Charles El Mir geleitet – einem frischgebackenen Doktoranden der Fakultät für Maschinenbau der JHU. Er wurde von K.T. Ramesh (der Direktor des Hopkins Extreme Materials Institute ) und Derek Richardson, Professor für Astronomie an der University of Maryland.
Ein Bild für Bild, das zeigt, wie sich die Asteroidenfragmente durch die Schwerkraft in den Stunden nach dem Einschlag wieder ansammeln. Bildnachweis: Charles El Mir/Johns Hopkins University
Für ihre Studie stützte sich das Team auf ein neues Verständnis des Bruchs von Gesteinen in Kombination mit einer neuen Methode der Computermodellierung, um Asteroidenkollisionen zu simulieren. Wie El Mir in einem kürzlich erschienenen JHU Pressemitteilung , was sie fanden, war ziemlich überraschend:
„Früher dachten wir, je größer das Objekt, desto leichter würde es brechen, weil größere Objekte eher Fehler haben. Unsere Ergebnisse zeigen jedoch, dass Asteroiden stärker sind als wir früher dachten und mehr Energie benötigen, um vollständig zerstört zu werden.“
Eines der Probleme, zu wissen, wie ein Asteroid auf jeden Versuch, ihn zu sprengen, reagieren würde, hat mit der Größe zu tun. Während Wissenschaftler verstehen, wie sich Gesteine auf kleineren Maßstäben (wie handgroßen Steinen oder Felsbrocken) verhalten, stellen stadtgroße Objekte wie ein erdnaher Asteroid (NEA) ganz andere Herausforderungen.
In den frühen 2000er Jahren hatte ein anderes Forscherteam ein Computermodell erstellt, um zu bestimmen, welche Art von Einschlägen notwendig waren, um einen Asteroiden zu zerstören. Basierend auf Faktoren wie Masse, Temperatur und Zusammensetzung stellten sie fest, dass ein Asteroid mit einem Durchmesser von 1 km (0,62 Meilen) einen Asteroiden mit einem Durchmesser von 25 km (15,5 Meilen) mit einer Geschwindigkeit von nicht weniger als 500 km/h treffen müsste. s (310 mps), um es zu zerstören.
Für ihre Studie haben El Mir und seine Kollegen das gleiche Szenario in ein neues Computermodell namens Tonge-Ramesh-Modell eingegeben, das teilweise nach dem Co-Autor K.T. Ramesh, der geholfen hat, es zu erstellen. Dieses Modell ist in der Lage, detailliertere, kleinräumigere Prozesse zu berücksichtigen, die während einer Asteroidenkollision auftreten – wie zum Beispiel die begrenzte Geschwindigkeit von Rissen in den Asteroiden
Die anschließende Simulation erfolgte in zwei Phasen – einer kurzzeitigen Fragmentierungsphase, die die ersten Sekunden nach dem Aufprall umfasst, gefolgt von einer langfristigen Resorptionsphase, in der die Schwerkraft die Fragmente im Laufe von Stunden wieder zusammenzieht. Sie fanden heraus, dass der erste Einschlag einen Krater bildete und Millionen von Rissen bildeten und sich durch den Asteroiden ausbreiteten.
Anders als bisher angenommen führte der Einschlag jedoch nicht zur Zerstörung des Asteroiden. Stattdessen reichten die ausgebreiteten Risse bis zum Kern, der dann in der zweiten Phase der Simulation eine starke Anziehungskraft auf die Fragmente ausübte. Am Ende gelang es dem Asteroiden, seine Integrität zu bewahren und die Fragmente, die sich lösten, wurden lediglich über den beschädigten Kern verteilt. Als El Mir erklärt :
„Es mag wie Science-Fiction klingen, aber ein Großteil der Forschung beschäftigt sich mit Asteroidenkollisionen. Wenn zum Beispiel ein Asteroid auf die Erde kommt, ist es dann besser, ihn in kleine Stücke zu zerbrechen oder ihn in eine andere Richtung zu schubsen? Und wenn letzteres, mit wie viel Kraft sollten wir darauf schlagen, um es wegzubewegen, ohne dass es zerbricht? Dies sind aktuelle Fragen, die derzeit geprüft werden.“
Diese Studie könnte einen großen Beitrag dazu leisten, zukünftige Strategien zur Eindämmung von Asteroideneinwirkungen zu informieren. Indem sie wissen, welche Arten von Impaktoren und Kräften nicht ausreichen, um einen Asteroiden aufzubrechen, können Missionsplaner mit genauen Parametern arbeiten. Dieses Wissen könnte auch beim Asteroiden-Bergbau weitreichende Anwendungen haben, da Bohrer genau wissen, wie Asteroiden unterschiedlicher Größe auf Bohrungen und Extraktionen reagieren.
Und als Ramesh angegeben , werden diese Informationen alle möglichen praktischen Anwendungen haben, die nicht früh genug kommen können:
„Wir werden ziemlich oft von kleinen Asteroiden getroffen, wie zum Beispiel beim Tscheljabinsk-Ereignis vor einigen Jahren. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis diese wissenschaftlichen Fragen zu einer Definition unserer Reaktion auf eine große Bedrohung werden. Wir müssen eine gute Vorstellung davon haben, was wir zu diesem Zeitpunkt tun sollen – und wissenschaftliche Bemühungen wie diese sind entscheidend, um uns bei diesen Entscheidungen zu helfen.“
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Menschheit nicht dem Untergang geweiht ist, falls ein Asteroid auf die Erde zurast, sondern nur besser informiert. Und das trägt wesentlich dazu bei, dass wir auch in Zukunft vor größeren Auswirkungen sicher bleiben. Als zusätzlichen Bonus können sie jetzt, wenn Hollywood beschließt, einen weiteren Katastrophenfilm mit einem Asteroiden zu drehen, die Physik richtig machen!
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