© UDE/ERICA

Einschläge auf Asteroiden

Wie ein Trampolin

  • von Jennifer Meina
  • 21.04.2022

Riesige Krater, zerstörerische Kräfte – Asteroideneinschläge stehen meist für eine Katastrophe. Doch auch die Asteroiden selbst werden von Gesteinen im All getroffen. Welche Auswirkung das hat, erforschen derzeit Astrophysiker:innen der UDE im Projekt ERICA*. Erste Erkenntnisse gibt es bereits, und ein neuer GraviTower soll noch mehr Antworten liefern.

Von der Entstehungsgeschichte der Asteroiden bis zur Frage, wie Raumsonden auf den Kleinplaneten landen können – die Hintergründe für das Projekt sind vielfältig. Ein konkreter Punkt, war die Entdeckung eines Teams der japanischen Raumfahrtagentur, dass Gestein und Geröll auf dem Asteroiden Itokawa „sortiert“ sind, wie Projektleiter Dr. Jonathan Kollmer verrät: Die kleinen Steine liegen alle beieinander, und die großen Felsen sind woanders versammelt. „Es gab weltweit unterschiedliche Hypothesen, warum das so ist – und wir als Experten für Experimente in der Schwerelosigkeit testen sie.“

Dafür wird die Oberfläche eines Asteroiden mit Gesteinen nachgebaut. Das Experiment fliegt innerhalb des Fallturms in einem Schlitten, in dem für kurze Zeit Schwerelosigkeit herrscht in dem er die Bewegung eines freien Falls nachvollzieht und die dabei auftretenden aerodynamische Kräfte ausgleicht. Während des Fallens lösen die Wissenschaftler:innen einen Einschlag auf die Gesteinsoberfläche aus. Je nach Masse und Geschwindigkeit prallt das Material entweder ab, oder es entsteht ein Krater. „Wir messen dann, wie schnell das Material unter welchen Bedingungen abprallt oder wieviel Gestein ausgeworfen wird.“

Eine bisherige Erkenntnis: Das Abprallverhalten ist bei langsamen Einschlägen ganz anders als erwartet. Der Grund: Die Oberflächenkräfte auf Asteroiden sind für kleine Steinchen fast so groß wie die Schwerkraft, die dort herrscht. „Dadurch wirkt der Boden für bestimmte Einschläge quasi elastisch, ein bisschen wie ein Trampolin“, so der Astrophysiker. Eine wichtige Erkenntnis, um etwa kontrollierte Landungen auf Asteroiden zu planen.

Bisher waren ein bis zwei Experimente dieser Art pro Tag möglich. Im neuen GraviTower der Universität Bremen – dem kleinen Bruder des Fallturms, den man bisher nutzte – können sie alle zehn Minuten stattfinden. Das UDE-Team war das erste, das hier im März ihre Experimente durchführen konnten. „So können wir viel mehr Daten in kurzer Zeit gewinnen und viele verschiedene Einschlaggeschwindigkeiten und Materialgrößen untersuchen“, so Kollmer weiter. Beobachtet werden die Experimente mittels einer Kamera. Aber: Im großen Turm hat man 9,4 Sekunden Schwerelosigkeit, im kleineren nur 2,5 Sekunden. Für die Zukunft planen die Forschenden deshalb eine Mischung: „Die schnellen Einschläge schauen wir uns am kleinen und die langsamen am großen Fallturm an.“

*ERICA steht für Experiments on Rebounding Impacts and Charging on Asteroids. Das Projekt läuft seit knapp drei Jahren – eine Verlängerung für weitere drei Jahre wurde vor Kurzem beantragt. Finanziert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Im Bild:
2,5 Sekunden Zeit haben die Wissenschaftler:innen der UDE, um im neuen GraviTower der Universität Bremen zu beobachten, wie sich Einschläge auf Asteroiden verhalten. Je nach Masse und Geschwindigkeit prallt das Material entweder ab, oder es entsteht ein Krater.

Weitere Informationen:
Ein Video zum Experiment finden Sie hier: https://www.youtube.com/watch?v=giUxt1zATW4

Dr. Jonathan Kollmer, Fakultät für Physik, Tel. 0230/37 9-2844, jonathan.kollmer@uni-due.de

Redaktion: Jennifer Meina, Tel. 0203/37 9-1205, jennifer.meina@uni-due.de

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