Apophis (Asteroid)

Asteroid (99942) Apophis
Eigenschaften des Orbits (Simulation)
Orbittyp	Aten-Typ
Große Halbachse	0,922 AE
Exzentrizität	0,191
Perihel – Aphel	0,746 – 1,098 AE
Neigung der Bahnebene	3,331°
Siderische Umlaufzeit	323d 12 h
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit	31,019 km/s
Physikalische Eigenschaften
Durchmesser	0,27 km
Albedo	0,33
Rotationsperiode	30 h 37 m
Absolute Helligkeit	19,7
Spektralklasse	Q-Typ
Geschichte
Entdecker	R. Tucker, D. J. Tholen, F. Bernardi
Datum der Entdeckung	19. Juni 2004
Andere Bezeichnung	2004 MN4

Mögliche Einschlagsgebiete nach NASA-Berechnungen

(99942) Apophis, vorläufige Bezeichnung 2004 MN₄, ist ein erdnaher Asteroid (Planetoid) des Aten-Typs. Er wird nach dem Berechnungsstand von 2009 die Erde am Freitag, dem 13. April 2029 in einer Entfernung von etwa 30.000 Kilometer passieren.

Entdeckung

Der Asteroid wurde am 19. Juni 2004 von Roy Tucker, David J. Tholen und Fabrizio Bernardi im Rahmen des durch die NASA-finanzierten University of Hawaii Asteroid Survey durch das Kitt-Peak-Nationalobservatorium (Arizona) entdeckt. Er ist ein Erdbahnkreuzer, weswegen er nach dem namensgebenden Asteroiden Aten als Aten-Typ klassifiziert wurde. Seinen Namen verdankt der Planetoid Apophis dem Widersacher des Sonnengottes Ra aus der ägyptischen Mythologie.

Apophis bewegt sich in einem Abstand von 0,746 (Perihel) bis 1,098 (Aphel) astronomischen Einheiten in 323 Tagen und 12 Stunden um die Sonne. Die Bahnexzentrizität beträgt somit 0,191. Seine Bahn ist mit 3,331 Grad nur gering gegen die Ekliptik geneigt. Er rotiert einmal in 30 Stunden und 37 Minuten um seine Achse.

Erdbegegnung

Apophis wird die Erde am Freitag, dem 13. April 2029 in 30.000 Kilometer Entfernung passieren^[1](Andere Angaben lauten auf etwa 6.000 bis 10.000 Kilometer). Zwischenzeitlich bestand eine Wahrscheinlichkeit von 2,7 Prozent, dass der Asteroid an diesem Tag die Erde treffen und dabei massive regionale Verwüstungen verursachen würde.

Apophis ist das erste Objekt, das eine höhere Gefahreneinschätzung als Stufe 1 (mehrere Tage sogar Stufe 4) auf der Turiner Skala erreichte. Inzwischen besitzt er nur noch eine Bewertung von 0. Auf der Palermo-Skala erreichte die Risikobewertung des Einschlags für kurze Zeit den Wert 1,80.

Durch die große Annäherung im Jahr 2029 ist die Bahnberechnung in der Folge mit größeren Fehlern behaftet, ein Einschlag auf der Erde im Jahr 2036 oder 2037 kann daher noch nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Wissenschaftler gehen davon aus, dass die derzeit mit 0,0022 Prozent^[2] bezifferte Wahrscheinlichkeit für einen Einschlag durch weitere Beobachtungen des Asteroiden nach der Annäherung im Jahr 2029 präzisiert werden kann.

Die Berechnungen zur Wahrscheinlichkeit eines Einschlags von Apophis auf der Erde setzen eine sehr hohe Genauigkeit der Ephemeriden voraus.

Fragmentierung bei Erdbegegnung

Für eine Fragmentierung bei der Erdbegegnung 2029, das heißt eine Aufsplitterung von Apophis in mehrere kleinere Objekte, gelten die gleichen Überlegungen wie für die Zerlegung eines Mondes durch Gezeitenkräfte, wenn er sich einem Zentralköper zu stark nähert (siehe Roche-Grenze).

Mögliche Folgen eines Einschlags

Nach Schätzungen der NASA (mit den Daten von Dezember 2004) würde Apophis im Falle eines Einschlags eine Energie von 1480 Megatonnen TNT freisetzen. Zum Vergleich: Die größte von Menschen verursachte Nuklearexplosion (durch die Zar-Bombe) entsprach 48,7 Megatonnen TNT. Die über Hiroshima abgeworfene Atombombe Little Boy hatte eine Sprengkraft von etwa 0,015 Megatonnen. Beim Tunguska-Ereignis 1908 wurde nach Schätzungen eine Energie von 10 bis 20 Megatonnen TNT freigesetzt. Die Energiefreisetzung eines Erdbebens der Stärke 8,0 entspricht etwa 1000 Megatonnen TNT.

Die genauen Folgen eines Einschlags würden von der Zusammensetzung des Asteroiden sowie dem Ort und Winkel des Einschlags abhängen. Bei einem Einschlag auf dem Festland würden zwar regional massive Schäden entstehen; jedoch könnte bereits eine Entfernung von etwa 250 Kilometer vom Einschlagpunkt ausreichend sein, um eine sehr hohe Überlebenswahrscheinlichkeit zu erreichen. Bei einem Einschlag auf Wasser bestünde eine großräumige Gefahr massiver Tsunamis, die beim Einschlagort eine Höhe von mehr als 100 Metern erreichen dürften. Diese würden sich im weiteren Verlauf verringern und an der Küste noch eine Höhe von „nur“ 30 Metern erreichen.

Langfristige globale Auswirkungen sind im Falle eines Einschlags von Apophis ausgeschlossen, da der Durchmesser des Asteroiden mit 270 Metern zu klein ist. Für langfristige globale Auswirkungen müsste er mindestens 1500 Meter betragen.

Annäherung 2029

Annäherung 2036 / 2037

Durch den geringen Abstand, den Apophis im Jahr 2029 beim Erdtransit hat, wird der Asteroid eine Bahnänderung erfahren. Damit könnte er im ungünstigsten Fall sieben Jahre später die Erde treffen. Außerdem könnte der Asteroid beim Transit von 2029 abgebremst oder beschleunigt werden. Dadurch wird Apophis möglicherweise auf eine neue Umlaufbahn geworfen, die die Erde auch in fernerer Zukunft gefährden könnte. Trotzdem wird die Gefahr eines Einschlags bei diesen Annäherungen immer noch als sehr gering beziffert. Die momentane Wahrscheinlichkeit liegt bei 0,0022 Prozent. Die nächste Annäherung mit möglichem Einschlag wurde auf Sonntag, den 13. April 2036 datiert.

Abwehrprojekt „Don Quijote“

Nachdem der deutsche Sender ZDF im Jahr 2006 während einer Sendung über mögliche Einschlagfolgen folgerte, die Einschlagsgebiete würden nicht wie von der NASA berechnet im Nordpazifik liegen, sondern auf einer Linie von Mitteleuropa bis Indien, startete die ESA im selben Jahr ein Pilotprojekt für eine mögliche Abwehr. Das unter dem Namen „Don Quijote“ laufende Projekt^[3] umfasst zwei Raumsonden, den Orbiter „Sancho“ sowie den Impaktor „Hidalgo“. Beide Sonden sollen auf verschiedenen Routen in vier Jahren zum Asteroiden fliegen. Der Impaktor „Hidalgo“ soll den Asteroiden mit seinem Gewicht von vier Tonnen rammen und dadurch seine Bahn ändern. Der Orbiter „Sancho" erfasst während und nach dem Einschlag von „Hidalgo“ genauere Daten über die Zusammensetzung des Asteroiden.

Obwohl dieses Geschoss keinen Atomsprengkopf besitzt, sondern das Objekt allein mit Hilfe seiner kinetischen Energie rammt, kann diese Methode bei Objekten bis zu einem Kilometer Durchmesser Erfolg haben. Durch den Verzicht auf einen Atomsprengkopf wird die Entstehung von EMP-Wellen bei einer Nuklearexplosion unterbunden.

Chronik der Prognosen und Beobachtungen

Der in den Medien verbreitete ursprüngliche NASA-Bericht vom 23. Dezember 2004 nannte eine Einschlagwahrscheinlichkeit von „etwa 1 zu 300“. Die tatsächliche Schätzung der NASA betrug zu diesem Zeitpunkt 1 zu 233 und führte zur Einstufung auf der Stufe 2 der Turiner Skala. Im weiteren Verlauf des Tages wurde die NASA-Schätzung (nach 64 Beobachtungen) auf 1 zu 62 (entsprechend 1,6 Prozent) erhöht. Damit wurde Stufe 4 der Turiner Skala erreicht.

Am 24. Dezember 2004 wurde die Wahrscheinlichkeit zunächst mit 1 zu 42 (2,4 Prozent) und später (nach 101 Beobachtungen) mit 1 zu 45 (2,2 Prozent) angegeben. Zugleich wurde der geschätzte Durchmesser von 440 Metern auf 390 Meter und die Masse von 1,2·10¹¹ Kilogramm auf 8,3·10¹⁰ Kilogramm reduziert.

Am 26. Dezember 2004 wurde die Einschlagwahrscheinlichkeit (nach 169 Beobachtungen) weiterhin mit 1 zu 45 angegeben, der Durchmesser mit 380 Meter und die Masse mit 7,5·10¹⁰ Kilogramm.

Am 27. Dezember 2004 wurde die Einschlagwahrscheinlichkeit (nach 176 Beobachtungen) auf 1 zu 37 (2,7 Prozent) erhöht und die Masse auf 7,9·10¹⁰ Kilogramm reduziert. Im Lauf dieses Tages wurde durch die zusätzliche Auswertung älterer Aufnahmen die Genauigkeit der Bahndaten erheblich verbessert. Dadurch konnte ein Zusammenstoß mit der Erde am 13. April 2029 völlig ausgeschlossen werden.

Am 3. Februar 2005 gab die NASA die Ergebnisse einer mehrtägigen Vermessung durch das Arecibo-Observatorium bekannt. Demnach wird Apophis am 13. April 2029 in einer Entfernung von 30.000 Kilometern mit einer Winkelgeschwindigkeit von 42°/h im Sternbild Krebs passieren und dabei eine Helligkeit von 3,3 mag erreichen. Die Größe wurde auf 320 Meter nach unten korrigiert, die Einstufung auf der Turiner Skala auf Stufe 1 gesenkt. Dies bedeutet, dass die Einschlagwahrscheinlichkeit von Apophis bei Erdbegegnungen nach 2029 vergleichbar damit ist, dass ein beliebiges Objekt vergleichbarer Größe die Erde in den nächsten Jahrzehnten trifft.

Am 14. Dezember 2006 setzte die NASA einen Preis im Wert von 50.000 Dollar für Ideen aus, wie auf Apophis einen Peilsender oder vergleichbare Ortungstechnik platziert werden könnte. Ziel ist es, ein Instrument einsatzbereit zu haben, mit dem die genaue Bahn des Asteroiden bestimmt werden kann.

Literatur

Daniel D. Durda: Der Gefährlichste Asteroid im Sonnensystem. Astronomie heute, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg 9/2007, ISSN 1610-8728. 

Chronologie der NASA-Pressemitteilungen

• 23. Dezember 2004
• 27. Dezember 2004
• 3. Februar 2005

Quellen

1. ↑ [http://www.space.com/spacewatch/050204_2004_mn4.html Closest Flyby of Large Asteroid to be Naked-Eye Visible By Robert Roy Britt, Artikel vom 4. Februar 2005]
2. ↑ http://neo.jpl.nasa.gov/risk/a99942.html
3. ↑ Projektseite der ESA zu Don Quijote

Weblinks

• Aktuelle Risikoeinschätzung
• Simulierte Auswirkungen eines Aufschlags (englisch)
• NASA Daten zu Apophis (englisch)
• NASA Daten (englisch)
• Artikel auf www.astronews.com (englisch)
• Thorsten Dambeck in Neue Zürcher Zeitung NZZ, 9.1.2008, S. B2: „Ein schwer berechenbarer Kleinplanet. Neue Erkenntnisse zu den Begegnungen von Apophis mit der Erde“