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Wie wir Asteroiden finden, bevor sie uns finden

2021

Marco Tantardini verbrachte das Jahr 2010 damit, von Asteroiden zu träumen. Tantardini, ein dickbärtiger, 26-jähriger Italiener, der eine schwarze Lederjacke trug und Motorrad fuhr, sah in seinen späteren Jahren eher wie Hemingway aus als wie ein heruntergeknöpfter Space Wonk. Er hatte Praktika bei The Planetary Society und der NASA gemacht, aber diese waren beendet. Er hatte einen Master-Abschluss in Raumfahrttechnik, aber keinen traditionellen Job gesucht. Stattdessen saß er im Haus seiner Eltern in der italienischen Stadt Cremona in demselben Raum, in dem er seine Hausaufgaben gemacht hatte, und entwarf einen Plan zum Fangen eines Asteroiden. Er nannte die Mission Sisyphus Victorious, und er glaubte, dass dies der nächste große Schritt für die Erforschung der Menschen sein würde.

Anders als der Sisyphus der griechischen Mythologie, der dazu verurteilt wurde, einen Felsbrocken endlos einen Hügel hinaufzuschieben, um zu beobachten, wie er zurückrollt, entwickelte Tantardini eine seiner Meinung nach erfolgreiche Strategie, um einen riesigen Stein durch den Weltraum zu bewegen. Er stellte sich vor, ein Raumschiff auf eine mehrjährige Reise zu schicken, um einen kleinen Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 Metern oder weniger abzufangen. Das Schiff würde es einfangen, möglicherweise mit einem riesigen Netz, und es zu einer stabilen Umlaufbahn in der Nähe der Erde transportieren. Nach vier Tagen Raumfahrt hatten die Astronauten die erste Gelegenheit, einen Asteroiden zu besuchen, zu studieren und möglicherweise sogar zu berühren.

Für sich allein klingt Tantardinis Vision wie ein Quixotic, die unwahrscheinliche Suche nach einem arbeitslosen Träumer. Aber viele erfahrene Wissenschaftler und Ingenieure sind damit beschäftigt, ähnliche Pläne zu entwerfen. Die NASA beabsichtigt, 2016 OSIRIS-REx, eine Robotersonde, auf den Markt zu bringen, die zu einem 500 Meter breiten Asteroiden namens Bennu fährt, Erde und gebrochenes Gestein aufnimmt und die Proben zur Erde zurückbringt. Präsident Obama hat zugesagt, bis 2025 Astronauten zu entsenden, um dasselbe zu tun. Mehrere Teams entwickeln fleißig Schiffe, um Schurkenasteroiden zu entdecken und abzufangen, bevor sie die Erde treffen. Und zwei Gruppen von Unternehmern, die von potenziellen Mineralien im Wert von mehreren Milliarden US-Dollar angezogen werden, haben kürzlich Asteroiden-Start-ups gegründet. K. Ram Shriram, ein Silicon Valley-Investor in der Nachwuchsbranche, sieht das gleiche Potenzial wie in den frühen Tagen von Google.

Doch von allen Plänen könnte die Verlagerung eines Asteroiden die reichsten Belohnungen bringen. Um ein geeignetes Ziel zu finden, müssen Astronomen fleißiger nach Asteroiden suchen, ein Segen für diejenigen, die sich um die Verteidigung der Planeten sorgen. Das Ablegen in der Nähe der Erde würde Wissenschaftlern und Bergleuten gleichermaßen große Vorteile bringen und es ihnen ermöglichen, es aus nächster Nähe zu untersuchen. Als Tantardini mit Sisyphous Victorious zusammenkam, war es genau der richtige Moment, um die Weltraumwissenschaftsgemeinschaft um ein äußerst ehrgeiziges Ziel zu katalysieren. Sogar er war beeindruckt, wie weit es ging. „Wenn Sie versuchen, so etwas zu tun, denken Sie nicht daran, wie unwahrscheinlich es ist, sagt er." Sie glauben einfach an die Idee. "

Tscheljabinsk, eine große Stadt in Westrussland, war vor allem für die Herstellung von Traktoren und professionellen Hockeyspielern bekannt, bis am Morgen des 15. Februar 2013 ein 19 Meter breiter Meteor durch den Himmel kreischte und mit 500 Kilotonnen TNT explodierte . Der Meteor erzeugte einen Feuerball, der um ein Vielfaches heller war als die Sonne, so stark, dass er sogar Sonnenbrände verursachte. Die Schockwelle blies Fenster aus und riss die Bewohner von den Füßen. Dabei wurden mehr als 1.200 verletzt. Das Objekt war das größte, das die Erde seit mehr als einem Jahrhundert getroffen hatte, und Wissenschaftler hatten es nicht kommen sehen. Stattdessen waren sie auf einen noch größeren Asteroiden fixiert, den 45 Meter breiten 2012 DA14, der am selben Tag auf eine Entfernung von 18.000 Meilen von der Erde - 1/10 der Entfernung von unserem Planeten zum Mond - schoss.

Die Ereignisse erinnerten stark daran, dass die Menschheit inmitten eines Schneesturms aus fliegenden Steinen, mineralischen und metallischen Stücken in Form von Kugeln, Kartoffeln und Bowlingkegeln lebt, die sich von einigen Fuß bis zu einer Breite von mehr als 160 Kilometern erstrecken. Wie der herausragende Asteroidenjäger der NASA, Don Yeomans, erklärt, handelt es sich bei diesen Gesteinen um die Überbleibsel, die sich nicht zu Planeten aggregierten, als sich das innere Sonnensystem vor 4, 6 Milliarden Jahren bildete.

Asteroiden, die sich in einem Umkreis von 45 Millionen Kilometern um unseren Planeten befinden, werden als erdnahe Objekte oder NEOs bezeichnet. Es gibt Millionen von ihnen, von denen die meisten ihren Ursprung im Hauptgürtel zwischen den Bahnen von Jupiter und Mars haben. Trotz ihrer gelegentlichen Angewohnheit, vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier auf den Planeten Erde zu schleudern und 1908 800 Quadratmeilen sibirischen Waldes zu nivellieren, wurden bis vor kurzem nur sehr wenige NEOs identifiziert. Astronomen entdeckten den ersten, Eros, im Jahr 1898; 1960 hatten sie nur noch 19 identifiziert. Erst in den späten neunziger Jahren, mit dem Aufkommen der digitalen Bildgebung und der computergestützten Suche, nahm die Erkennung wirklich zu. Die heutigen Suchprogramme ermitteln ungefähr 20 NEOs pro Woche. Die Astronomen jubelten, als im vergangenen Juni der 10.000ste gesichtet wurde.

Wissenschaftler haben festgestellt, dass mehr als 90 Prozent der geschätzten 950 NEOs groß genug sind, um die Zivilisation wie wir sie kennen, mindestens einen Kilometer breit, zu beenden. Leider haben sie nur 40 Prozent der geschätzten 15.000 NEOs in der 140-Meter-Größenklasse im Auge, von denen jedes einen großen Ballungsraum ausnehmen könnte. Von der halben Million oder mehr Asteroiden im Umkreis von 30 Metern und darunter wurden nur 1 Prozent kartiert, und viele könnten eine Stadt verwüsten. Wie Paul Chodas, ein Wissenschaftler im Near-Earth Object Program Office der NASA, oft sagt: "Es fühlt sich an wie eine Schießbude da draußen und wir sind mitten drin."

Selbst in der Zeit der relativ glückseligen astronomischen Ignoranz erkannten die Menschen die Notwendigkeit eines robusten Planetenverteidigungsplans. Die MIT-Studenten entwickelten 1967 eines der ersten Konzepte für ein Klassenprojekt. Sie wurden angewiesen, ein 640 Meter langes Objekt anzuhalten, das sich (hypothetisch) in Richtung Erde bewegte, und formulierten eine Handlung, um es mit einer Folge von sechs Atombomben zu zerstören oder abzulenken. Das Sprengen eines großen Felsens könnte jedoch genauso gut in viele kleine gefährliche Objekte zersplittern, die alle noch auf dem richtigen Kurs für die Erde sind - eine Schrotflintenexplosion anstelle einer einzelnen Kugel.

Bong Wie, Direktor des Asteroid Deflection Research Center der Iowa State University, hat vor kurzem einen differenzierteren Ansatz entwickelt. Sein Plan sieht vor, ein Raumschiff in einen Asteroiden zu zerschlagen, um einen Krater zu bilden, gefolgt von einem zweiten Raumschiff, das eine Atombombe trägt. Simulationen zeigen, dass die Strategie 10- bis 20-mal mehr zerstörerische Auswirkungen und eine bessere Chance hat, den Fels in harmlose Stücke zu zerstören.

Die Schockwelle blies Fenster aus und riss die Bewohner von den Füßen. Der Asteroid war der größte, der die Erde seit mehr als einem Jahrhundert getroffen hatte, und Wissenschaftler hatten ihn nicht kommen sehen.

Andere Experten haben weniger gewalttätige Taktiken vorgeschlagen. David Hyland, Luft- und Raumfahrtingenieur bei Texas A & M, schlägt vor, einen hellen oder dunklen Streifen um einen Asteroiden zu „malen“. Der Streifen würde das Reflexionsvermögen des Objekts verändern, so dass strahlende Wärmephotonen seinen Weg subtil verändern. Forscher von der University of Strathclyde und der University of Glasgow in Schottland modellieren einen Plan, um einen Weltraumfelsen mit mehreren kleinen Fahrzeugen, die sie „Laserbienen“ nennen, zu umgeben. Jedes würde einen Laserstrahl auf die Oberfläche des Asteroiden abfeuern und dabei eine Gasfahne erzeugen würde, wie das Abgas eines Raketenmotors, das Objekt vom Kurs abbringen.

Aber selbst die klügste Verteidigung ist gegen Asteroiden nutzlos, die noch nicht gefunden wurden. "Wir Bürger der Erde fliegen im Wesentlichen mit geschlossenen Augen um das Sonnensystem", sagte der ehemalige NASA-Astronaut Ed Lu im vergangenen Jahr gegenüber dem Kongress. Landteleskope müssen durch den Dunst der Erdatmosphäre spähen und können nur nachts suchen. Weltraumgestützte Geräte dienen häufig dazu, kleine Teile des Universums weit über unser Sonnensystem hinaus abzutasten. Das für die Asteroidenjagd am besten geeignete Instrument, das WISE-Weltraumteleskop, wurde entwickelt, um den gesamten Himmel einschließlich Galaxien und Sterne zu erfassen. Es wurde kürzlich für eine neue dreijährige Mission reaktiviert, um ausschließlich nach NEOs zu suchen. Zwei der vier Infrarotsensoren funktionieren nicht mehr.

Um diese offensichtliche technologische Lücke zu schließen, hat die B612 Foundation (benannt nach dem Asteroidenhaus des kleinen Prinzen im klassischen Buch von Antoine de Saint-Exupéry) in Zusammenarbeit mit Ball Aerospace ein privat finanziertes Observatorium gebaut, von dem sie hofft Die als Sentinel-Weltraumteleskop-Mission bezeichnete Sonde flog in einer Venus-ähnlichen Umlaufbahn, und ihre Infrarotsensoren suchten nach schwachen Wärmesignaturen, die von Asteroiden ausgesandt wurden, die Sonnenenergie ausstrahlen. „Sentinel wird etwa 100-mal effektiver sein als alle anderen Beobachtungssysteme zusammen“, sagt Lu, Mitbegründer von B612.

Bisher hat die Organisation in diesem Jahr nur 20 Millionen US-Dollar von den 450 Millionen US-Dollar aufgebracht, die für den Start und Betrieb erforderlich sind. Während eine halbe Milliarde Dollar kaum Taschengeld ist, weist Lu darauf hin, dass die Kosten mit einem bürgerlichen Mittelklasseprojekt vergleichbar sind. Für den gleichen Betrag, den Texas A & M für die Renovierung seines Fußballstadions ausgibt, könnten Wissenschaftler beispielsweise ein zivilisationsrettendes Auge in den Himmel werfen. "Es gibt viele Leute, die sagen:" Ich kenne niemanden, der in den letzten 100 Jahren von einem Asteroiden getötet wurde, also muss ich mir keine Sorgen machen ", sagt Lu. Aber er vergleicht diese Leute mit Spielern in Las Vegas. "Die Chancen sind, was sie sind, und irgendwann gewinnt das Haus immer."

Während Tantardini an Sisyphus Victorious arbeitete, konnte er aus seinem Fenster den 90 Meter hohen Torrazzo von Cremona sehen, einen gemauerten Glockenturm, der im 14. Jahrhundert errichtet worden war. Im Turm sitzt eine große astronomische Uhr, und für das Vater-Sohn-Team, das sie geschaffen hat, muss der Gedanke, dass Menschen in den Weltraum reisen, unwägbar gewesen sein. An vielen Tagen fühlte sich Sisyphus Victorious für Tantardini ähnlich unerreichbar. Freunde schlugen vor, dass er einfach eine Zeitung aufschreibt, sie auf einer Konferenz präsentiert und weitermacht. Aber er war nicht bereit, seine Idee aufzugeben. "Ich wollte etwas Reales verwirklichen", sagt er.

Tantardini wusste, dass er nicht über das Fachwissen verfügte, um die Mission selbst zu entwickeln, und entschied sich im Sommer 2010, andere Ingenieure für ihn zu gewinnen. Er griff nach Bekannten aus früheren Praktika und verfolgte die Spitzenadministratoren der NASA mit Google und schickte ihnen eine E-Mail mit seinem Pitch. Viele seiner Ouvertüren stießen auf Stille, aber einige Experten waren interessiert genug, um zuzuhören, darunter Martin Lo, Experte für die Flugbahn von Raumfahrzeugen am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, und Louis Friedman, Mitbegründer der Planetary Society.

„Meine erste Reaktion war:‚ Oh, bewege einen Asteroiden, bist du verrückt? ' Sagt Friedman. Die Menschen haben dazu seit mindestens den 1970er Jahren verschiedene Konzepte entwickelt. Sie schlugen vor, Sonnensegel oder felsenspeiende Massentreiber zu verwenden oder sogar eine Kollision zwischen zwei Objekten zu konstruieren, damit sie sich gegenseitig wie eine Kombination aus Schüssen im Pool abheben. Tantardini zeigte sich von einer vielversprechenderen Strategie angezogen: Er erweiterte die von Lo im Jahr 2002 durchgeführten Berechnungen, in denen energiearme Umlaufbahnen beschrieben wurden, die zum Transport eines Asteroiden genutzt werden könnten. Indem Tantardini den Antrieb eines Raumfahrzeugs mit einer Schwerkraftunterstützung von Körpern wie dem Mond kombinierte, konnte ein Asteroid tatsächlich bewegt werden.

Friedman lud ihn fasziniert ein, das Konzept einer Gruppe von Ingenieuren von JPL und Caltech zu beschreiben. Sie wiederum schlugen vor, dass das Keck-Institut für Weltraumforschung (KISS), eine Organisation, die sich der Entwicklung neuer Weltraummissionskonzepte und -technologien widmet, eine Machbarkeitsstudie finanzieren könnte. KISS stimmte zu und Friedman leitete die Bemühungen mit. Tantardini war eines von 30 Mitgliedern im Panel der Studie, darunter Yeomans, Vertreter mehrerer NASA-Missionszentren, Wissenschaftler aus Harvard und Caltech sowie ehemalige Astronauten.

Aufbauend auf früheren Forschungen zur Verlagerung von Asteroiden plante das Team eine Mission, die ein Roboter-Raumschiff auf eine drei- bis fünfjährige Reise zu einem NEO-Ziel schicken sollte. Dann entwickelten sie einen Weg, es einzufangen: Aufblasbare Arme würden eine riesige Tasche mit einem Durchmesser von 15 Metern entfalten, die den Weltraumfelsen verschlucken würde wie eine Pythonschlange, die eine Rennmaus frisst. Kabel zogen die Tasche fest zusammen, und das Raumschiff, das sich jetzt mit dem Asteroiden drehte, feuerte Triebwerke ab, um sich wieder aufzurichten, und machte sich dann auf den Heimweg.

Die vielleicht größte Herausforderung beim Transport eines 1 Million Pfund schweren Asteroiden durch das Sonnensystem besteht darin, einen geeigneten Antrieb zu finden. Zu diesem Zweck wandte sich das Team an John Brophy, einen Raketenwissenschaftler bei JPL und einen weiteren Co-Leader der Studie. Brophy arbeitete seit 2007 an Wegen, einen Asteroiden zu bewegen, und entwickelte Solar-Elektro-Antriebssysteme (SEP), die die Arbeit tatsächlich erledigen konnten. SEP-Systeme werden von Photovoltaik-Modulen angetrieben, die an einem Raumfahrzeug angebracht sind, und verwenden Elektrizität, um Xenongas zu ionisieren, diese Ionen zu beschleunigen und sie mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Kilometern pro Sekunde vom Heck des Motors aus abzufeuern. "Sie erhalten etwa das Zehnfache der Abgasgeschwindigkeiten wie mit einem chemischen Treibmittel", sagt Brophy. Er entwarf das SEP-System für die NASA-Sonde Dawn, die jetzt auf dem Weg zum Zwergplaneten Ceres ist, und entwickelt derzeit ein SEP-System der nächsten Generation, das mindestens 20-mal leistungsstärker ist.

Für den gleichen Betrag, den Texas A & M für die Renovierung seines Fußballstadions ausgibt, könnten Wissenschaftler ein zivilisationsrettendes Auge in den Himmel werfen.

2010 untersuchten Brophy und mehrere NASA-Kollegen, wie ein SEP-angetriebenes Raumschiff einen 10-Tonnen-Asteroiden einfangen und zur Internationalen Raumstation (ISS) bringen könnte. Tantardini hatte vorgeschlagen, den Asteroiden an einem orbital stabilen Lagrange-Punkt in der Nähe des Mondes abzustellen, und das KISS-Team stellte fest, dass ein solches Ziel praktisch Sinn machte. Es würde viel weniger Kraft erfordern, um einen Asteroiden zu einem Lagrange-Punkt oder in eine Umlaufbahn hoch des Mondes zu bewegen, einem noch stabileren Ort, als tief in der Schwerkraft der Erde. Dies bedeutete, dass das Raumschiff ein erheblich größeres Gestein greifen konnte - bis zu 1.000 Tonnen - und größere Objekte leichter zu finden und zu charakterisieren waren.

Die Wissenschaftler haben die KISS-Machbarkeitsstudie im April 2012 abgeschlossen. Inspiriert von dem Bericht beauftragte die NASA ein eigenes Team, die Mission in noch detaillierteren technischen Details zu bearbeiten. Anfang 2013 schaffte es dieser Plan bis ins Weiße Haus: Präsident Obama schlug der NASA in seinem Budget für 2014 105 Millionen US-Dollar vor, um die von der Weltraumbehörde als Asteroid Redirect Mission (ARM) bezeichnete Mission offiziell auszuarbeiten. »Niemand hat daran gezweifelt, dass wir in Zukunft irgendwann einen Asteroiden bewegen könnten«, sagt Brophy. »Die Leute erschrecken am meisten, wenn sie herausfinden, dass Sie es jetzt tun können.«

Nur wenige Menschen sind von der Aussicht auf eine Umsiedlung von Asteroiden so begeistert wie diejenigen, die sie abbauen wollen, eine Idee, die Visionäre seit mehr als einem Jahrhundert in Versuchung führt. Der russische Raketenwissenschaftler Konstantin Tsiolkovsky schrieb 1903, dass der Abbau von Asteroiden für die Eroberung des Kosmos unerlässlich sei. es würde Astronauten ermöglichen, vom Land zu leben und Ressourcen wie Wasserstoff für Treibstoff und Wasser zu ernten.

Asteroiden könnten auch für einen sehr großen Zahltag sorgen. Laut Planetary Resources, einem Asteroiden-Bergbauunternehmen, das 2010 von den Pionieren der kommerziellen Raumfahrt, Peter Diamandis und Eric Anderson, gegründet wurde, könnte ein einzelnes, 500 Meter breites Weltraumgestein das 1, 5-fache der derzeitigen Weltreserven von Metallen der Platingruppe wie Iridium und Palladium enthalten . Ein wasserreicher Asteroid von ähnlicher Größe enthält unterdessen möglicherweise 80-mal mehr Wasser als ein Supertanker. Wenn es in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt würde, könnte es genug Treibstoff liefern, um alle Raketen anzutreiben, die jemals in der Geschichte der Menschheit abgefeuert wurden. Deep Space Industries, ein zweites Asteroiden-Bergbauunternehmen, wurde 2013 gegründet.

Um eine solche fliegende Schatzkiste zu finden, plant Planetary Resources, eine Reihe von immer robusteren Weltraumteleskopen auf den Markt zu bringen. Das erste Modell mit dem Namen Arkyd-100 wird ziemlich bescheiden sein: Die Spiegel sind im Vergleich zum 94-Zoll-Primärspiegel des Hubble-Weltraumteleskops nur 21 cm breit. Chris Lewicki, der Präsident des Unternehmens, glaubt jedoch, dass Arkyd der erste Schritt in Richtung einer neuen industriellen Revolution sein wird. "Das Internet, Automobile, Luftfahrt, Eisenbahnen - der Steinbruch ist das Äquivalent von all dem im 21. Jahrhundert", sagt er.

Aber auch relativ nahe Asteroiden kreisen Millionen von Kilometern entfernt, was sie für den praktischen Einsatz zu weit entfernt macht. NASAs ARM beschreibt eine praktikable und bezahlbare Methode, um solche Objekte viel näher an die Erde heranzuführen, was die Mission für Bergleute sehr interessant macht. Lewicki, der Mitglied des KISS-Studienteams war, lobt das Missionskonzept sowohl für sein Potenzial, den Asteroidenabbau voranzutreiben, als auch für seine Kühnheit. "Die NASA spricht davon, Menschen um Größenordnungen weiter in den Weltraum zu schicken als jemals zuvor", sagt er. "Es wird eine wahre Entdeckung sein, das aufregendste Unterfangen seit dem Apollo-Programm."

Als die NASA eine mögliche Asteroid Redirect Mission ankündigte, überraschten sie viele Menschen. Al Harris, ein pensionierter NASA-Asteroiden-Experte, beklagte sich darüber, dass die Mission in vielerlei Hinsicht "Wunschdenken" sei, dass es ein geeignetes Ziel gebe, das man rechtzeitig finden und tatsächlich fangen könne es, wenn du dorthin gehst und es zurückbringst. «Auf dem Capitol Hill wurde die Mission zu einer politischen Pi .ata. Der Vertreter von Mississippi, Steven Palazzo, nannte es "eine kostspielige und komplexe Ablenkung". andere drohten, die Finanzierung für das weitere Studium zu blockieren. (Es wurde schließlich genehmigt.) Was Kritiker anfangs nicht verstanden, war, dass es als Science-Fiction-isch, wie ARM schien, technisch machbar war. Darüber hinaus war das Ergreifen eines Weltraumsteins ein trojanisches Pferd für etwas noch Größeres: ARM ist wohl der einzige aktuelle Plan, mit dem Menschen zurück in den Weltraum geschickt und auf einen Pfad zum Mond und zum Mars gebracht werden können.

Betrachten Sie die jüngste Geschichte: Im Jahr 2009 berichtete das vom Präsidenten ernannte Augustine Committee, dass sich das US-amerikanische Programm zur bemannten Raumfahrt auf einem „nicht nachhaltigen Weg“ befand. . . Verfolgen von Zielen, die nicht mit den zugewiesenen Ressourcen übereinstimmen. “Im folgenden Jahr gab Präsident Obama bekannt, dass er das NASA-Konstellationsprogramm ausrangiert, das Astronauten zum Mond (und schließlich zum Mars) zurückbringen sollte. Stattdessen nahm er die Empfehlung des Komitees an, kleinere, kostengünstigere Maßnahmen zu ergreifen, die es der NASA ermöglichen würden, die erforderlichen Technologien schrittweise zu entwickeln.

Das erste Ziel, sagte Obama, wäre es, einen Asteroiden bis 2025 zu besuchen. Aber selbst das würde die derzeitigen Möglichkeiten sprengen. Die Fahrzeuge, die die NASA für die Erforschung des menschlichen Weltraums entwickelt - das Weltraum-Startsystem und das Raumschiff Orion - sollen den Menschen ein Stück weit über den Mond hinaus führen und nicht an den Gürtel zwischen Mars und Jupiter. Friedman von der Planetary Society sagt, dass er deswegen so aufgeregt war, als Tantardini mit der Idee der Asteroidenrückholung zu ihm kam, und dass die NASA letztendlich auch so verliebt war. Die Mission war ein Dreh in dem alten Sprichwort über Mohammed: Wenn Menschen nicht zu einem Asteroiden gehen können, muss der Asteroid zu uns kommen. "Es war eine Offenbarung, eine Antwort auf das grundlegende Problem des Programms zur Raumfahrt", sagt Friedman. „Du hast ein Ziel; Es ist interessant, aussagekräftig und wissenschaftlich und kann innerhalb des bestehenden Programms durchgeführt werden. “

Im vergangenen Sommer startete die NASA die Asteroid Initiative, bestehend aus ARM und der Asteroid Grand Challenge (AGC), um NEOs sowohl für wissenschaftliche Studien als auch für die planetare Verteidigung zu identifizieren. Asteroid Data Hunter, die erste im März angekündigte AGC-Wettbewerbsreihe, wird 35.000 US-Dollar an Teilnehmer vergeben, die Algorithmen entwickeln, die die Asteroidenerkennungsfähigkeiten von bodengestützten Teleskopen verbessern.

Das Programm für erdnahe Objekte hat inzwischen ein System zur Koordinierung von Teleskopen auf der Suche nach einem ARM-geeigneten Asteroiden auf der ganzen Welt eingeführt - einem Asteroiden zwischen 4 und 10 Metern, über dessen Umlaufbahn das Erfassen und Umleiten einfacher wäre. Laut Chodas der NASA hat das System sie auf ein Dutzend möglicher Kandidaten aufmerksam gemacht, seit es im März 2013 implementiert wurde. Im neutralen Auftriebslabor des Johnson Space Center trainieren Astronauten bereits in Unterwassertanks, lassen ein Raumschiff zurück und klettern auf die simulierte Oberfläche eines Asteroid.

William Gerstenmaier, der die Erforschung des Menschen bei der NASA leitet, glaubt, dass die Mission das Verhältnis der Menschheit zum Kosmos revolutionieren könnte. "Dies wäre das erste Mal in der Geschichte, dass wir ein Objekt im Raum aufnehmen und bewegen", sagt er. "Wir beginnen, den Raum zu unserem eigenen Vorteil umzugestalten."

Tantardini seinerseits hat sich größtenteils anderen Ideen zugewandt, beispielsweise einem Drohnenprojekt für Verbraucher. Aber er freut sich auf den Start von ARM. „Vor drei Jahren hätten die meisten Leute gesagt, dass es nur ein Traum ist, einen kleinen Asteroiden zu bewegen, aber das Team hat gezeigt, dass dies möglich ist“, sagt Tantardini. "Die Frage ist nicht, ob die Mission stattfinden wird, sondern wann."

Von den Millionen Asteroiden, die routinemäßig über die Erde fliegen, haben Astronomen bisher nur 10.000 entdeckt. Eine Handvoll Teleskope, die sich gerade in der Entwicklung befinden, könnten die Karte um unseren Planeten ausfüllen.

Wer: NASA Jet Propulsion Lab
Ziel: Erkennung von zwei Dritteln erdnaher Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 140 Metern
Status: Der Infrarotsensor hat einen kritischen Designtest bestanden. Wenn die Mission vom NASA-Entdeckungsprogramm 2016 ausgewählt wird, könnte sie 2020 starten.
Plan: Das Infrarot-Teleskop von NEOCam wird die thermischen Emissionen von Asteroiden bei zwei Wellenlängen suchen, während es an einem stabilen Lagrange-Punkt umkreist. Sein 14-Grad-Sichtfeld ist um ein Vielfaches größer als das des NASA-Vorgängers, des WISE-Teleskops.

Wer: Universität von Hawaii
Ziel: Frühzeitige Warnung (ein Tag bis drei Wochen, je nach Ausmaß) vor Asteroideneinschlägen
Status: Wird derzeit in Hawaii gebaut und soll 2016 den regulären Betrieb aufnehmen
Plan: Zwei 20-Zoll-Teleskope mit 110-Megapixel-Kameras scannen den sichtbaren Himmel zweimal pro Nacht. Das System wäre empfindlich genug, um das Äquivalent einer Streichholzflamme in New York von San Francisco aus zu erkennen.

Wer: Planetenressourcen
Ziel: Suchen Sie nach Asteroiden, um deren Position, Zusammensetzung, Größe und Spinrate zu bestimmen
Status: Ein Nanosatellit namens A3 wird im Laufe dieses Jahres gestartet, um verschiedene Schlüsseltechnologien zu testen.
Plan: Der 33-Pfund-Satellit, ungefähr so ​​groß wie ein Minikühlschrank, umkreiste die Erde alle 90 Minuten und beobachtete Asteroiden durch ein optisches Teleskop. Ein Laserkommunikationssystem würde die Bilder zur Erde zurücksenden.

Als ein Meteor im vergangenen Jahr über Russland explodierte, erzeugte er eine Explosion, die 500.000 Tonnen TNT entsprach. Es werden verschiedene Anstrengungen unternommen, um zu verhindern, dass ähnliche Objekte jemals die Erde erreichen.

Wer: The Planetary Society / Universität von Strathclyde / Universität von Glasgow
Ziel: Asteroiden mit einem Durchmesser von 2 bis 400 Metern ablenken
Status: Wenn Labortests und Computermodelle vielversprechend sind, könnte in fünf bis 10 Jahren ein Testflug folgen.
Plan: Kleine Raumschiffe würden einen Asteroiden schwärmen und mithilfe von Lasern einen Punkt auf seiner Oberfläche für Monate oder Jahre zappen. Das verdampfende Gestein würde eine Wolke aus überhitztem Gas bilden, die den Asteroiden auf eine neue Flugbahn treiben würde.

Wer: Iowa State University / NASA
Ziel: Zerstöre Asteroiden mit einem Durchmesser von bis zu 1.000 Metern
Status: Phase 2-Studie endet im September. Eine Testmission könnte innerhalb eines Jahrzehnts starten.
Plan: Ein Abfangfahrzeug würde sich einem Asteroiden nähern und sich in zwei Teile trennen. Der erste Teil stürzte in die Oberfläche, um einen Krater zu erzeugen. Die zweite, die eine 300 bis 1.000 kg schwere Atombombe trug, würde im Krater explodieren und den Asteroiden in kleine Stücke sprengen.

Wer: Johns Hopkins University / Europäische Weltraumorganisation / NASA
Ziel: Auf den Mond mit einem Durchmesser von 150 Metern des binären Asteroiden-Systems Didymos aufprallen, wenn er die Erde passiert
Status: Die NASA und die ESA führen Vorstudien der Phase A durch. Bei vollständiger Finanzierung würden die beiden Raumschiffe 2020 und 2021 starten.
Plan: Ein von Johns Hopkins gebautes Raumschiff würde in den kleineren Asteroiden einschlagen und dessen Umlaufbahn verändern. Ein ESA-Fahrzeug und erdgestützte Teleskope würden die Kollision überwachen, um ihre Wirksamkeit zu beurteilen.

Die NASA hat die menschliche Erforschung eines erdnahen Objekts als nächsten Schritt auf dem Weg der Astronauten zum Mars identifiziert. So könnte die Asteroid Redirect Mission funktionieren.

1) Bereits 2018 wird eine Atlas V-Rakete ein Roboter-Eroberungs-Raumschiff in die erdnahe Umlaufbahn bringen. Das 40kW Solar-Elektro-Antriebssystem des Flugzeugs wird es in eine erdnahe Umlaufbahn bringen. Dort beschleunigt ihn eine Mondgravitationshilfe auf einen Ziel-Asteroiden - einen Stein von 500 Tonnen und 22 Fuß Durchmesser.

2) Nach vier Jahren wird das Handwerk seinen endgültigen Ansatz machen. Wenn es sich innerhalb eines Radius von 50 Metern um das Ziel befindet, gibt es ein aufblasbares Exoskelett frei, das einen zylindrischen Fangbeutel aus hochfestem Stoff entfaltet.

3) Sobald der Fangbeutel den Weltraumfelsen umhüllt (ein Vorgang, der 90 Tage dauern soll), wird das Exoskelett entleert, der Stoff festgeklemmt und in die Nähe des Raumfahrzeugs gezogen. Wenn sich der Asteroid zu schnell dreht, rasten aufblasbare Airbags im Fangbeutel ein.

4) In den nächsten drei bis fünf Jahren wird das Raumschiff den Asteroiden zum Mond schleppen. Es wird einen anderen benutzen
Die Schwerkraft des Mondes trägt dazu bei, eine extrem stabile Umlaufbahn des Mondes zu erreichen. Das Fahrzeug und seine Ladung bleiben dort in Verwahrung.

5) Im Jahr 2025 wird das Orion-Raumschiff von der Erde starten und an das Eroberungsraumschiff andocken. Eine zweiköpfige Besatzung klettert die zwischen den beiden Fahrzeugen installierten Ausleger an der Oberseite des Fangbeutels hinauf, um den Asteroiden zu untersuchen und Proben zu sammeln.

Dieser Artikel erschien ursprünglich in der Mai 2014 Ausgabe von Popular Science.

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