Gefahr erkannt, Gefahr gebannt? - Heidelberg University · Alan Harris, DLR Institute of Planetary...

Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected]

Astronomische Beobachtungen von

Kleinkörpern im Sonnensystem

Dr. Alan Harris

Seniorwissenschaftler

DLR Institut für Planetenforschung

Berlin-Adlershof

Gefahr erkannt, Gefahr gebannt?

Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 2

DerDer KollapsKollaps einereiner interstellareninterstellaren GasGas--StaubStaub--WolkeWolkeffüührthrt üüberber eineneinen ZeitraumZeitraum von von einigeneinigen MillionenMillionenJahrenJahren zurzur EntstehungEntstehung eineseines ProtosternsProtosterns. In . In derderumliegendenumliegenden StaubscheibeStaubscheibe entstehenentstehenPlanetesimalePlanetesimale. . KollisionenKollisionen zwischenzwischenPlanetesimalenPlanetesimalen und das und das AufsaugenAufsaugen des des RestmaterialsRestmaterials derder GasGas-- und und StaubscheibeStaubscheibe ffüührenhrennachnach ~10 ~10 -- 100 100 MillionenMillionen JahrenJahren zurzur BildungBildung von von PlanetenPlaneten..

PlanetenenstehungPlanetenenstehung (1)(1)


→→ Die Die AsteroidenAsteroiden und und KometenKometen des des heutigenheutigen SonnensystemsSonnensystems sindsinddie die ÜÜberresteberreste des des BaumaterialsBaumaterials derder PlanetenPlaneten..

PlanetenenstehungPlanetenenstehung (2)(2)


Heavy BombardmentHeavy Bombardment

NachNach derder EntstehungEntstehungund und AbkAbküühlunghlung derderErdeErde habenhaben AsteroidenAsteroidenund und KometenKometenwahrscheinlichwahrscheinlichlebenswichtigelebenswichtigeMaterialienMaterialien wiewie WasserWasserund und organischeorganischeMolekMoleküülele zurzur ErdeErdegebrachtgebracht. .


WoWo befindenbefinden sichsich die die AsteroidenAsteroiden HeuteHeute??

DerDer AsteroidengAsteroidengüürtelrtel istist ungefungefäährhr 2 A2 AEEentferntentfernt und und bestehtbesteht ausaus tausendentausenden von von kleinenkleinen und und grgrößößereneren ObjektenObjekten. . IhreIhreDurchmesserDurchmesser reichenreichen von von wenigenwenigenZentimeternZentimetern bisbis hinhin zuzu etwaetwa 1000 km1000 km..


The Earth The Earth OrbitsOrbitsAmong a Among a SwarmSwarmof Asteroidsof Asteroids


Die Die EntdeckungEntdeckung von von erdnahenerdnahen AsteroidenAsteroiden (1)(1)

•• EinigeEinige SuchprogrammeSuchprogramme werdenwerden durchdurch die die NASA und die US Air Force NASA und die US Air Force finanziertfinanziert ((z.Bz.B. . Catalina Sky Survey, LINEAR, LONEOS, Catalina Sky Survey, LINEAR, LONEOS, SpacewatchSpacewatch).).

•• VerhVerhäältnissmltnissmäßäßigig kleinekleine TeleskopeTeleskope werdenwerdenverwendetverwendet (50 cm (50 cm –– 1 m), die 1 m), die aberaber grogroßßeeGesichtsfelderGesichtsfelder habenhaben und und einein grogroßßeses TeilTeil des des HimmelsHimmels jedejede NachtNacht abscannenabscannen kköönnennnen..

•• Die Die TeleskopeTeleskope sindsind mitmit statestate--ofof--thethe--art art DetektorenDetektoren und und rafinierterrafinierter Software Software ausgestattetausgestattet. . DerDer BetriebBetrieb und und EntdeckungenEntdeckungenvon von AsteroidenAsteroiden erfolgterfolgt weitgehendweitgehendautomatischautomatisch..


Die Die EntdeckungEntdeckung von von erdnahenerdnahen AsteroidenAsteroiden (2)(2)


99942 99942 ApophisApophis

•• EntdecktEntdeckt 19. June 200419. June 2004..•• Der Der nahenahe (30000 km!) (30000 km!) VorbeiflugVorbeiflug an der an der

ErdeErde imim JahreJahre 2029 2029 wirdwird die die UmlaufbahnUmlaufbahn des 320des 320--m m grogroßßenenAsteroidenAsteroiden drastischdrastisch äändernndern undundkköönntennte zuzu einereiner KollisionKollision mit der mit der ErdeErde2036 2036 ffüührenhren. . AllerdingsAllerdings istist die die WahrscheinlichkeitWahrscheinlichkeit ((etwaetwa 1/45000) 1/45000) vielvielgeringergeringer alsals dasdas allgemeineallgemeine""HintergrundsrisikoHintergrundsrisiko""..

•• EineEine KollisionKollision istist nurnur danndann mmööglichglichwennwenn ApophisApophis 2029 2029 durchdurch einein""SchlSchlüüssssellochelloch"" mit mit einemeinemDurchmesserDurchmesser vonvon nurnur 600 m 600 m fliegtfliegt. .


AstronomischeAstronomische FernerkundungFernerkundung vonvonAsteroidenAsteroiden und und KometenKometen

KeckKeck--TeleskopeTeleskope, Mauna Kea, Hawaii, Mauna Kea, HawaiiIRAS, USA/NL/UK, 1983IRAS, USA/NL/UK, 1983

SOFIA, USA/D, 2005 SOFIA, USA/D, 2005 --

Spitzer, USA, 2003 Spitzer, USA, 2003 --

HST, NASA/ESA, 1990 HST, NASA/ESA, 1990 --

NASA Planetary Radar,NASA Planetary Radar,

Goldstone, CaliforniaGoldstone, California


Large and Dark or Small and Bright?Large and Dark or Small and Bright?


Von Von optischenoptischen-- und IRund IR--TeleskopenTeleskopenbekommenbekommen wirwir InformationenInformationen üüberber……

•• GrGrööββee und und AlbedoAlbedo ((ReflektivitReflektivitäätt))-- ausaus photometrischenphotometrischen MessungenMessungen imim VV-- und IRund IR--BereichBereich..

•• ZusammensetzungZusammensetzung-- ausaus SpektroskopieSpektroskopie..

•• Form und Form und RotationsgeschwindigkeitRotationsgeschwindigkeit-- ausaus LichtkurvenmessungenLichtkurvenmessungen..


InfrarotInfrarot--Beobachtungen von erdnahen Asteroiden: Beobachtungen von erdnahen Asteroiden: GrGrößöße, Albedo, thermische Eigenschaften...e, Albedo, thermische Eigenschaften...

KeckKeck--TeleskopeTeleskope, Mauna Kea, , Mauna Kea, HawaiiHawaii

Delbo, Harris, Binzel(DLR/MIT)

Near-Earth Asteroid Diam. (km) Albedo Tax. Class

1627 Ivar 9.12 0.15 S 1866 Sisyphus 8.48 0.15 S 2100 Ra-Shalom 2.78 0.082 Xc4034 1986 PA 0.42 0.52 O 4055 Magellan 2.49 0.31 V 4660 Nereus 0.33 0.55 E 5587 1990 SB 3.57 0.32 Sq 5604 1992 FE 0.55 0.48 V 5751 Zao 2.30 0.36 E 14402 1991 DB 0.60 0.14 C 16834 1997 WU22 1.87 0.22 S 19356 1997 GH3 0.91 0.34 S 25330 1999 KV4 3.21 0.052 B 1999 FK21 0.59 0.32 S 1999 NC43 2.22 0.14 Q 2000 BG19 1.77 0.043 P 2000 PG3 4.60 0.042 D 2001 FY 0.32 0.52 S 2002 BM26 0.84 0.023 P 2002 CT46 0.16 0.32 Sr


...und ...und zurzurüückck zuzu StaubStaub??

DurchmesserDurchmesser

(m)(m)

EinschlagsEinschlags--intervallintervall((JahreJahre))

KraterKrater--DurchmesserDurchmesser

(km)(km)

MMööglichegliche FolgenFolgen

≥≥ 100100 50005000 22 RegionaleRegionale ZerstZerstöörungrung

≥≥ 200200 47,00047,000 44 NationaleNationale KatastropheKatastrophe

≥≥ 10001000 600,000600,000 2020 GlobaleGlobale KatastropheKatastrophe

EinschlagshEinschlagshääufigkeitenufigkeiten von von AsteroidenAsteroiden


Arecibo Planetary Radar Facility,Arecibo Planetary Radar Facility,Puerto Rico. Diameter = 305 m;Puerto Rico. Diameter = 305 m;transmission power = 1 MW.transmission power = 1 MW.

Goldstone Planetary Radar Facility, California.Goldstone Planetary Radar Facility, California.Diameter = 70 m; transmission power = 0.5 MW.Diameter = 70 m; transmission power = 0.5 MW.

Planetary RadarPlanetary Radar


••GenaueGenaue Position (in 3Position (in 3--D).D).••RotationsgeschwindigkeitRotationsgeschwindigkeit, Form und , Form und GrGrööββee..••RauigkeitRauigkeit derder OberflOberflääche.che.••MineralogieMineralogie..

Von RadarVon Radar--TeleskopenTeleskopen bekommenbekommenwirwir InformationenInformationen üüberber diedie……

1999 KW4 1999 KW4 mitmit MondMond

1999 JM81999 JM8


ComputermodellComputermodell des des DoppelasteroidenDoppelasteroiden 1999 KW1999 KW44

Ostro et al., 2006


Do Asteroid Moons Result from Close Encounters of Do Asteroid Moons Result from Close Encounters of Rubble Piles with Planets?Rubble Piles with Planets?

→


Clearwater LakesClearwater Lakes

There are many examples of doublet craters on the Earth, There are many examples of doublet craters on the Earth, Moon and other Solar System bodies.Moon and other Solar System bodies.


Das Das SteinheimerSteinheimer BeckenBecken

VVor 15 or 15 MillionenMillionen JahrenJahren schlugschlug einein ObjektObjekt auf auf derder SchwSchwääbischenbischen Alb Alb einein und und schufschuf eineneinen KraterKrater von 3,5 km von 3,5 km DurchmesserDurchmesser. D. Daas s SteinheimerSteinheimer BeckenBecken istist einereinerderder besterhaltenenbesterhaltenen MeteorkraterMeteorkrater auf auf derder ErdeErde. .


Sind Sind wirwir schonschon in in derder LageLage, den , den KursKurs eineseines AsteroidenAsteroiden zuzu äändernndern??

Don Don QuijoteQuijote:: EineEine ESAESA--Mission Mission zurzur AblenkungAblenkung eineseines AsteroidenAsteroiden

•• Proposal Proposal derder ESA: ESA: ““Test of a mitigation preTest of a mitigation pre--cursor missioncursor mission””..•• 2 x 2 x WeltraumsondenWeltraumsonden: : SanchoSancho (Orbiter), Hidalgo ((Orbiter), Hidalgo (ImpaktorImpaktor).).•• ZieleZiele: : ErkundungErkundung derder Form, Masse, Form, Masse, DichteDichte, , OberflOberfläächeneigenschaftencheneigenschaften des des AsteroidenAsteroiden. Die . Die durchdurch den den EinschlagEinschlag verursachtenverursachten ÄÄnderungennderungen derder Rotation Rotation und und UmlaufbahnUmlaufbahn des des AsteroidenAsteroiden werdenwerden mittelsmittels SanchoSancho gemessengemessen..

•• InstrumenteInstrumente auf auf SanchoSancho: : KameraKamera, Radio Science, IR, Radio Science, IR-- SpektrometerSpektrometer..


The End ?The End ?

Astronomische Beobachtungen von Kleinkörpern im SonnensystemPlanetenenstehung (1)Planetenenstehung (2) Heavy BombardmentWo befinden sich die Asteroiden Heute?The Earth Orbits�Among a Swarm�of AsteroidsDie Entdeckung von erdnahen Asteroiden (1)Die Entdeckung von erdnahen Asteroiden (2)99942 Apophis Astronomische Fernerkundung von� Asteroiden und Kometen� Large and Dark or Small and Bright?� Von optischen- und IR-Teleskopen� bekommen wir Informationen über…Infrarot-Beobachtungen von erdnahen Asteroiden: Größe, Albedo, thermische Eigenschaften... ...und zurück zu Staub?Planetary Radar Von Radar-Teleskopen bekommen� wir Informationen über die…Computermodell des Doppelasteroiden 1999 KW4Do Asteroid Moons Result from Close Encounters of Rubble Piles with Planets?Clearwater LakesDas Steinheimer Becken Sind wir schon in der Lage, den Kurs eines Asteroiden zu ändern?� Don Quijote: Eine ESA-Mission zur Ablenkung eines Asteroide

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