Asteroiden des inneren Sonnensystems

[McWire]

Und die Wahrscheinlichkeit für einen solchen Impakt ist umso größer, je höher die Masse ist

Würde man einen solchen Brocken überhaupt noch als Asteroiden bezeichnen? Wäre das dann nicht entweder ein Komet (wenn er aus Eis ist, wie McWire es am wahrscheinlichsten hält) oder ein Zwergplanet?

Wenn man die Flugbahn um 1 Stunde verzögert, würde er in etwa 50.000 km an der Erde vorbeifliegen. Bei 10% der Mondmasse würde der Gezeiteneffekt alleine schon beträchtlichen Schaden anrichten.

Zur Bezeichnung:
Es wäre weder Asteroid noch Zwergplanet, da man bei der vorgegeben Flugbahn wohl davon ausgehen kann, dass er eine hyperbolische Bahn um die Sonne besitzt. Es wäre im Prinzip ein aperiodischer Komet oder einfach ein kosmischer Irrläufer.

Wie dem auch sei, müsste er in jedem Fall am Gravitationsbereich von Saturn und Jupiter vorbei. Bei der geringen Ausgangsgeschwindigkeit müssten wir ihn vielleicht gar nicht mal großartig beeinflussen um die Kollision zu verhindern, da jede Bahnabweichung durch die Schwerkraft der Planeten verstärkt wird. Auf jeden Fall wird er auf dem Weg zur Sonne durch deren Schwerkraft ordentlich beschleunigt, d.h. um diese 0,...% Geschwindigkeitsänderung zu erreichen, müsste man auf 50 Jahre gerechnet die Beschleunigungskurve nur um einen Bruchteil verändern, damit er die Erde deutlich verfehlt. Und ihn schwerer oder leichter zu machen liegt in unseren technischen Möglichkeiten, nur über die Größenordnung liegt ein deutliches "?".


Mein Lieblingsbuch dazu ist "Sternenfall" von Michael McCollum, wo ein Komet die Erde bedroht. Dort verfügt man allerdings über Antimaterie. Man versucht also den Komet durch Antimaterie so zu beschleunigen, dass er die Erde verfehlt, indem man massive Wasserfontänen erzeugt, die wie eine Schubdüse wirken. Leider klappt es nicht und man sprengt versehentlich einen Teil der porösen Masse ab.
Letztendlich verfügt die Menschheit in diesem Roman über die Kontrolle zweier Asteroiden, die sie bergbautechnisch ausbeuten. Sie bringen also den Komet mit den beiden Asteroiden zur Kollision und schaffen es so, dass der Komet auf den Mond anstelle der Erde prallt. Nette Geschichte und viele Parallelen zu den Diskussionen hier im Offtopic-Forum.

Leider haben wir keine Antimaterie und die Herstellung großer Mengen dauert einfach zu lange, jedenfalls länger als 60 Jahre. Die Kernfusion wird also unsere stärkste Energiequelle darstellen, die wir gegen eine solche Bedrohung anwenden können. Folgendes Vorgehen halte ich daher für theoretisch erfolgversprechend: Man könnte also ein Raumschiff hinschicken, was wohl etwa 20-25 Jahre in Anspruch nehmen würde und könnte versuchen die Bahn dadurch zu verändern, indem man ihm Masse klaut und gleichzeitig beschleunigt. Wenn er größtenteils aus Eis besteht, könnte man dort oben ein paar Fusionskraftwerke hinstellen, wenn man die bis dahin entwickelt hat, und einfach das Wasser aufspalten und den Wasserstoff verfeuern. Die Energie strahlt man in eine günstige Richtung per Laser oder so ab. Das dürfte in 35-40 Jahren die Bahn ordentlich verändern, da dann nicht nur die Massenabnahme sondern auch noch der Impuls der Energieabstrahlung hinzu käme. Auch wenn ich damit schon im Bereich Science-Fiction argumentiere, liegt das alles im Bereich unserer physikalischen Erkenntnis.

Die zweite Variante, die technisch einfacher aber ineffektiver wäre, ist die Installation einen großen Hohlspiegels irgendwo jenseits der Erdbahn und die gezielte Bestrahlung mit Sonnenlicht. Dadurch könnte man die Schweifbildung zeitlich früher abstoßen und so hoffen, dass genügend Masse in den Weltraum gelangt um die Bahn leicht zu ändern.

Gravitationstraktorstrahl und Bahnänderungen durch Projektile dürften bei der angenommenen Masse von 10-30% des Mondes wohl so ziemlich ausscheiden.

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@McWire
Die Erde legt in rund 7 Minuten die 12700km Durchmesser zurück.

Stimmt, ich habe versehentlich mit dem Umfang gerechnet...

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@Perun17
Du hast für den Asteroiden eine Geschwindigkeit von 10.000km/h angegeben.
Soll das die Durchschnittsgeschwindigkeit für die Strecke Plutobahn -> Erde sein oder die Geschwindigkeit in Sonnenferne? Im ersten Fall würde das für die Zeit von 50 Jahren bis zu Kolision passen. Ansonsten würde der Asteroid sich massiv beschleunigen und wäre in (von mir grob geschätzten) 15 bis 20 Jahren da.

Mann kan hier ja vereinfacht mit s = a/2 t² rechnen.

s ~ 50 AE ~ 7,5 Mrd km ~ 7,5*10^12 m.
t ~ 50 Jahre ~ 1577880000 Sekunden.

Damit ergeben sich:
a = 2*s/t² ~ 1,5*10^13 m / 2,4897*10^18 s² ~ 6,025*10^-6 m/s²
v = a*t = 6,025*10^-6 m/s² * 1577880000 s ~ 9.506 m/s

d.h. der Impaktor wird in den jetzt mal angenommenen 50 Jahren um etwa 9,5 km/s gegenüber der Ausgangsgeschwindigkeit beschleunigt.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit entspricht bei einer linearen gleichförmigen Beschleunigung genau der Hälfte davon, also 4,75 km/s. Würde man Pluto abrupt abbremsen, würde er die Erde also mit knapp 10 km/s treffen, also aus dem völlig Stillstand heraus. Das ist wahrlich nicht viel, da langperiodische oder aperiodische Kometen gut und gerne mal 50-70 km/s drauf haben können. Das dürfte die Sache mit dem Ablenken erleichtern. Man kann ja mal ausrechnen, um wie viel man die 6,205 µm/s² verändern müsste, damit der Körper 1 Stunde später ankommt oder eine Stunde früher.

[Bakkad Baran]

ich glaube die variante TRIEBWERK wäre da am sinnvollsten. entweder wie zuvor beschrieben mit kraftwerken die vorhandenes wasser spalten und durch die energie dann z.b. triebwerke antreiben - wenn kein wasser vorhanden ist müssten es nuklearbetriebene triebwerke sein oder nen haufen ionentriebwerke, was auch immer.
diese müssten aber auch verdammt riesig sein um gut schub zu leisten *denk*

die frage ist: ausbremsen oder beschleunigen ?


eine andere frage die sich mir stellt zwecks planeten wie z.b. jupiter und deren schwerkraft.
was wenn dieser asteroid nicht jede planetenbahn kreuzt sondern grade von oben ins system eindringt ? dann dürften keine unserer planeten wirklich einwirkung zeigen, oder ?

ich mein in filmen und dokus wird immer alles so dargestellt als wenn es nur eine ebene gäbe aus deren richtung solche gefahren herkommen. immer horizontal entlang der systemscheibe. aber die gefahr kann auch vertikal oder diagonal auf uns zukommen

[Thomas W. Riker]

ich glaube die variante TRIEBWERK wäre da am sinnvollsten. entweder wie zuvor beschrieben mit kraftwerken die vorhandenes wasser spalten und durch die energie dann z.b. triebwerke antreiben - wenn kein wasser vorhanden ist müssten es nuklearbetriebene triebwerke sein oder nen haufen ionentriebwerke, was auch immer.
diese müssten aber auch verdammt riesig sein um gut schub zu leisten *denk*

die frage ist: ausbremsen oder beschleunigen ?


eine andere frage die sich mir stellt zwecks planeten wie z.b. jupiter und deren schwerkraft.
was wenn dieser asteroid nicht jede planetenbahn kreuzt sondern grade von oben ins system eindringt ? dann dürften keine unserer planeten wirklich einwirkung zeigen, oder ?

ich mein in filmen und dokus wird immer alles so dargestellt als wenn es nur eine ebene gäbe aus deren richtung solche gefahren herkommen. immer horizontal entlang der systemscheibe. aber die gefahr kann auch vertikal oder diagonal auf uns zukommen

2012 DA14 flog ja auch vor rund 2 Wochen mehr oder weniger senkrecht zur Umlaufbahn der Erde um die Sonne an der Erde vorbei. Aus der mehr oder weniger kugelförmigen Oortschen Wolke kann da schon manch Merkwürdiges kommen.
Die Pluto-Bahn ist ja auch stark zu den Umlaufbahnen der acht Planeten geneigt (Grafik in der NASA-HP von New Horizons -> Pluto-Thread).

[McWire]

die frage ist: ausbremsen oder beschleunigen ?

Bei kleinen Objekten ist Abbremsen das sinnvollste Vorgehen. Das mindert im Zweifel die Schadwirkung, wenn der Einschlag trotzdem stattfindet.

Bei so großen Objekten ist es egal. Wenn man sie beschleunigt hat man vielleicht die Chance, dass sie aus dem Sonnensystem gekegelt werden und man so in Zukunft sicher ist.

eine andere frage die sich mir stellt zwecks planeten wie z.b. jupiter und deren schwerkraft.
was wenn dieser asteroid nicht jede planetenbahn kreuzt sondern grade von oben ins system eindringt ? dann dürften keine unserer planeten wirklich einwirkung zeigen, oder ?

Das stimmt. Wir / ich sind hier von dem Fall eine ekliptikalen Bahn ausgegangen. Bei einer Bahn 90° dazu müssen wir ihn schon aus eigener Kraft ablenken.

Was aber in meiner obigen Rechnung nicht berücksichtigt ist und was ich hier gleich auch mal klarstellen will: Die Beschleunigung Richtung Sonne ist alles andere als linear, da die Gravitation ja mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt und somit die Beschleunigung im Nahbereich der Sonne sehr viel größer ist. Um den Effekt zu berechnen, den wir in der Nähe des Neptun auf den Impaktor theoretisch ausüben müssten, damit er die Erde um ein paar Stunden verfehlt, müsste man dies natürlich noch berücksichtigen. Im Prinzip würde sich die Rechnung dadurch noch zu unseren Gunsten verändern, da kleine Bahnänderungen bei Neptun zu großen Abweichungen in Erdnähe führen würden. Im Zweifel reicht unser Nuklearwaffenarsenal dann vielleicht doch aus, wenn wir ihn nur weit genug draußen treffen.

[xanrof]

Ein Körper in dieser Entfernung würde mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% fast aus purem Eis bestehen. Falls er die Größe des Mondes hätte, hätte er also nur knapp 10% der Mondmasse.

Die Rechnung kann ich nicht so ganz nachvollziehen.

Bei Pluto (analog bei den anderen TNOs) geht man allg von einem chondritischen Kern (=Gestein) und einem Mantel aus Wassereis aus. Es gibt zwar verschiedene Modelle, u.a. mit Grenzschichten, aber die Dicke des Eismantels bei Pluto wird meist mit 210 bis 320 km (Durchschnitt 270 km) angegeben.

Daraus ergibt sich fuer den Kern ein Volumen von 2.9e+18 m3 und fuer eine Dichte von 3000 kg/m3 (Silikate) eine Masse von 8.9e+21 kg. Fuer den Eismantel ergibt sich ein Volumen von 3.6e+18 m3 und bei einer Dichte von 1000 kg/m3 (Eis) eine Masse von 3.6e+21 kg. Die Gesamtmasse betraegt rund 1.24e+22 kg.

Der Masse-Anteil des Kerns liegt somit bei 71 masse-%, der Mantel bei 29 masse-%. (Also rund 70:30).

Ein hypothetischer Koerper mit 3500 km Durchmesser als TNO haette wohl eine aehnliche Verteilung, ist aber natuerlich spekuliert.

- - - Aktualisiert - - -

Bei kleinen Objekten ist Abbremsen das sinnvollste Vorgehen. Das mindert im Zweifel die Schadwirkung, wenn der Einschlag trotzdem stattfindet.

Bei so großen Objekten ist es egal. Wenn man sie beschleunigt hat man vielleicht die Chance, dass sie aus dem Sonnensystem gekegelt werden und man so in Zukunft sicher ist.

Wieso?
Sollte die Entscheidung Abbremsen-oder-Beschleunigen nicht nur davon abhaengen, ob der Koerper eher ''vor'' oder eher ''hinter'' der Erde beinahe vorbeifliegt?

[Thomas W. Riker]

Noch mal zu New Horizons.

Wenn man den Asteroid frühzeitig ablenken will, muß man berücksichtigen, dass eine Sonde wie N.H. 5 Jahre und 2 Monate bis zur Uranusbahn braucht.
Nehmen wir mal an, dass der Asteroid bis zur Uranusbahn 20 Jahre bräuchte, dann müsste der Angriff auf den Asteroiden in 35 Jahren beginnen.

Die NH-Mission kostet übrigens "nur" 700 MioUS$ bei einem Gewicht der Sonde von knapp 500kg. Ohne wissenschaftliche Aufgaben käme ein Start durchaus billiger.

[Bynaus]

Ceres hat eine Masse von aufgerundet 1 Trillion Tonnen - um den nur einen einzige läppischen meter zu bewegen bräuchten wir einen Energieaufwand von 500 trillionen joule oder umgerechnet 125 000 Megatonnen

Ähm... was? Eine Ablenkung ist immer eine Beschleunigung: und eine Beschleunigung bewirkt eine Bewegung in Abhänigkeit der Zeit. Sprich, der Asteroid bewegt sich. Was soll es bedeuten, einen Asteroiden um "einen Meter" zu bewegen? Einen Meter in welcher Zeit? Zudem muss man auch fragen, wo genau (auf der Umlaufbahn) diese Ablenkung stattfindet, und wie sie durchgeführt wird. Vielleicht reicht es z.B., dem "Monster-Asteroiden" eine ganze Reihe kleinerer Asteroiden in den Weg zu schicken, die man einfacher bewegen kann - um ihn dann entweder durch deren Gravitation, oder durch deren direkte Einschläge etwas vom Kurs abzubringen.

Natürlich wäre es sicher, gleichzeitig Kolonien zu bauen. Aber ein Bevölkerungsstop ist unsinnig: jeder Mensch, der mit seinen Ideen und seiner Kreativität zur Lösung des anstehenden Problems beitragen kann, ist willkommen. Wenn das Problem nicht gelöst wird, wird eh niemand überleben, egal ob durch den Einschlag oder weil er/sie schon gar nie geboren wurde.

[Prix]

Aber ein Bevölkerungsstop ist unsinnig: jeder Mensch, der mit seinen Ideen und seiner Kreativität zur Lösung des anstehenden Problems beitragen kann, ist willkommen. Wenn das Problem nicht gelöst wird, wird eh niemand überleben, egal ob durch den Einschlag oder weil er/sie schon gar nie geboren wurde.

Da muss ich mal fragen, wie genau hast du dir das vorgestellt?
Gezeugt um zu Arbeiten und zu Sterben, und/oder einer elitären (Ober-) Schicht zur Flucht zu verhelfen?
Ich würde jedem der dazu "JA" gesagt hat den Hals umdrehen!
Da sitzen wir Alle in einem Boot - entweder ALLE oder Keiner.


Einige Beiträge vorher wurde über die Zusammensetzung des anfliegenden Objekts diskutiert.
Wenn Wasser- Eis vorhanden ist, wäre es vorstellbar den Wasserstoff "anzustecken"?
Damit sozusagen eine "Sonne" zu entfachen?
Ähnliches Szenario wie bei - Del Antonio - "Heimkehr der Vorfahren".
Auch sehe ich eine Flucht ins Sonnensystem (andere Monde, Planeten) für ungewiss an.
Den die entstehenden Trümmer diese Kollision, die eventuell auch noch den Mond betreffen/zerstören könnte, würde doch wohl das gesamte (Sonnen-) System zu einem sehr "ungemütlichen" Ort machen!

mfg

Prix

[Thomas W. Riker]

Da muss ich mal fragen, wie genau hast du dir das vorgestellt?
Gezeugt um zu Arbeiten und zu Sterben, und/oder einer elitären (Ober-) Schicht zur Flucht zu verhelfen?
Ich würde jedem der dazu "JA" gesagt hat den Hals umdrehen!
Da sitzen wir Alle in einem Boot - entweder ALLE oder Keiner.
mfg

Prix

Ich würde davon ausgehen, dass es wie in den "Roaring Twenties" oder wie zu Zeit der Pest im Mittelalter zu einem "Tanz auf dem Vulkan" kommt und man die Zeit, die noch übrig bleibt, zur großen Party macht. Mit welcher Begründung sollten Milliarden Menschen dafür arbeiten, dass ein Paar Tausend oder sehr optimistisch geschätzt eine Million Menschen in Kolonien fliehen können.
Sex, Drugs & Rock'n Roll incl. Fresswelle wie in den 1950er Jahren wird meiner Meinung nach die Folge sein.

[Agent Scullie]

ich hab da mal ein einen Fernsehbereicht gesehen, ich meine es war eine n-tv-Doku, da wurde ein solcher Fall betrachtet. Als Lösung wurde angegeben, die Umlaufbahn der Erde um die Sonne zu ändern. Dazu sollte ein zweiter Asteroid, mit einer wesentlich kleineren Masse, mit Hilfe von Raketentriebwerken, die auf ihm installiert werden sollten, auf eine Bahn gelenkt werden, die in nahe an der Erde vorbeiführt, und durch seine Gravitationswirkung die Bahn der Erde verschieben, so dass der erste, große Asteroid nicht mehr trifft.

[Spocky]

Wie groß soll dieser zweite Asteroid bitteschön sein, damit er durch seine Gravitation die Erdumlaufbahn hinreichend verändert? Da halte ich die direkte Ablenkung des Impaktors für wesentlich einfacher.

@ Prix: Du würdest lieber die ganze Menschheit auslöschen als dass einige überleben könnten? Du bist Deutschland!

[Dannyboy]

Wie groß soll dieser zweite Asteroid bitteschön sein, damit er durch seine Gravitation die Erdumlaufbahn hinreichend verändert?

Kommt darauf an, wie viel Zeit man hat.

[Prix]

Kommt darauf an, wie viel Zeit man hat.

Na, das "wissen" wir doch ganz genau! -- 60 Jahre.

Wie wäre es denn mit meinem "Vorschlag" - einfach abfackeln, sprich den (vorhandenen) Wasserstoff anstecken?

mfg

Prix

[Dannyboy]

Womit willst du ihn denn abfackeln?

[xanrof]

Wie wäre es denn mit meinem "Vorschlag" - einfach abfackeln, sprich den (vorhandenen) Wasserstoff anstecken?

Das funktioniert nicht, da der Wasserstoff eben nicht als Wasserstoff-Gas sondern in gebundener Form als Wasserstoff-Oxid -sprich als Wasser bzw. Wassereis- vorliegt. Da muesste man erstmal sehr viel Energie aufwenden, um das Wasser zu trennen und elementaren Wasserstoff und Sauerstoff zu erhalten.

Theoretisch waere es notwendig, mindestens die gleiche Menge Energie aufzuwenden wie man beabsichtigt, durch Oxidation/Verbrennung wieder zu erhalten. In der Praxis waere es sogar noch sehr viel mehr, da es immer auch Verluste gibt.