Apophis: Wann der Asteroid direkt an der Erde vorbeizieht
Am 13. April 2029 kommt ein 375-Meter-Brocken der Erde so nah wie kein vergleichbares Objekt, von dem die Menschheit je im Voraus wusste. Milliarden Menschen können das Spektakel mit bloßem Auge verfolgen. Gefahr besteht aber keine.
Es klingt wie ein Katastrophenfilm-Szenario, doch Grund zur Sorge besteht nicht: In weniger als drei Jahren wird der Asteroid Apophis die Erde in einem Abstand von nur rund 32.000 Kilometern passieren.
Das liegt unterhalb der Umlaufbahn geostationärer Satelliten, die in etwa 35.800 Kilometern Höhe über dem Äquator kreisen – und entspricht weniger als einem Zehntel der Distanz zum Mond. Für einen Himmelskörper dieser Größenordnung tritt ein derart knapper Vorbeiflug nach Berechnungen von Fachleuten nur alle 5.000 bis 10.000 Jahre auf, wie das Magazin "Forschung und Wissen" berichtet.
Entdeckt wurde der Brocken schon am 19. Juni 2004 an einem Observatorium in Arizona. Seine Entdecker tauften ihn nach dem ägyptischen Gott des Chaos und der Zerstörung – denn die ersten Bahnberechnungen ergaben eine Einschlagwahrscheinlichkeit von zeitweise 2,7 Prozent. Damit erreichte Apophis laut der Europäischen Weltraumorganisation ESA die höchste Einstufung, die je ein Asteroid auf der sogenannten Torino-Skala erhalten hat.
Einschlag für mindestens 100 Jahre ausgeschlossen
Mittlerweile herrscht vollständige Entwarnung. Radaruntersuchungen, unter anderem durch das Goldstone-Observatorium in Kalifornien und das Green Bank Observatory in West Virginia im März 2021, haben die Flugbahn so präzise vermessen, dass ein Zusammenstoß für mindestens die kommenden 100 Jahre mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Am 26. März 2021 strich die ESA den Asteroiden offiziell von ihrer Risikoliste.
Was bleibt, ist ein Termin von historischer Tragweite. Am 13. April 2029 – einem Freitag, dem 13. – wird Apophis für einige Stunden näher an der Erde stehen als die Satelliten im geostationären Orbit. Dabei handelt es sich laut ESA um die engste Annäherung eines Asteroiden dieser Größe, von der die Menschheit jemals im Voraus erfahren hat.
Zwei Milliarden Menschen können den Asteroiden sehen
Für Beobachterinnen und Beobachter auf der Erdoberfläche bietet sich ein seltenes Schauspiel. Apophis wird bei klarem, dunklem Himmel ohne jedes Hilfsmittel erkennbar sein – als wandernder Lichtpunkt, vergleichbar mit einem mittelhellen Stern, nicht etwa als Feuerball.
Er bewegt sich dabei schnell genug, dass sein Weg vor dem Sternenhintergrund innerhalb von Minuten nachvollziehbar wird. Nach Schätzungen der Raumfahrtbehörden befinden sich rund zwei Milliarden Menschen in Europa, Afrika und Teilen Asiens im Sichtbereich.
Was die Erdanziehung mit dem Brocken anstellt
Wissenschaftlich besonders spannend ist das, was während des Vorbeiflugs mit Apophis selbst geschieht: In dieser geringen Entfernung wirken die Gezeitenkräfte der Erde erheblich auf den Himmelskörper ein. Das bedeutet, dass die erdnahe Seite stärker angezogen wird als die abgewandte, was den Asteroiden regelrecht staucht und dehnt. Da solche Objekte meist keine kompakten Felsblöcke sind, sondern eher lose zusammengesetzte Schutthaufen, rechnen Fachleute mit Beben und Erdrutschen auf der Oberfläche, freigelegtem Material aus tieferen Schichten sowie einer veränderten Rotation.
Darüber hinaus verändert die Begegnung die Umlaufbahn des Asteroiden um die Sonne grundlegend. Wie die ESA darlegt, gehört Apophis derzeit zur sogenannten Aten-Gruppe – Asteroiden, deren Sonnenumlaufbahn kleiner ist als die der Erde. Nach dem Vorbeiflug 2029 wird sein Orbit so stark aufgeweitet, dass er in die Apollo-Gruppe wechselt, deren Mitglieder weitere Bahnen als die Erde beschreiben.
Zudem durchquert Apophis für kurze Zeit den äußeren Strahlungsgürtel unseres Planeten, in dem geladene Teilchen mit hohen Geschwindigkeiten um die Erde rasen, wie das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) erläutert.
Drei Raumsonden begleiten den kosmischen Besucher
Gleich mehrere Weltraummissionen sollen das Jahrtausendereignis aus nächster Nähe dokumentieren. Die ambitionierteste davon ist die ESA-Mission Ramses (Rapid Apophis Mission for Space Safety): Die Sonde soll bereits im Frühjahr 2028 starten und den Asteroiden etwa zwei Monate vor dem Erdvorbeiflug erreichen, um ihn dann über insgesamt sechs Monate zu begleiten. Ausgestattet mit acht wissenschaftlichen Instrumenten und zwei Kleinsatelliten, soll Ramses den inneren Aufbau, die Zusammensetzung, Dichte und Porosität von Apophis untersuchen – und vor allem dokumentieren, wie sich der Brocken unter dem Einfluss der Erdgravitation verändert, beschreibt das MPS.
Die NASA schickt mit Osiris-Apex eine umgewidmete Sonde ins Rennen, die zuvor unter dem Namen Osiris-Rex Proben vom Asteroiden Bennu zur Erde gebracht hatte. Sie soll kurz nach dem Vorbeiflug eintreffen, sich der Oberfläche nähern und mit ihren Triebwerken loses Gestein und Staub aufwirbeln, um Forschenden einen Blick auf das Material knapp unter der Oberfläche zu ermöglichen. Die Kombination beider Missionen erlaubt laut ESA eine vollständige Vorher-Nachher-Perspektive.
Zusätzlich wird die japanische Sonde Destiny Plus der Weltraumagentur Jaxa auf ihrem Weg zum Asteroiden Phaeton an Apophis vorbeifliegen. Ramses und Destiny Plus sollen gemeinsam mit einer japanischen H3-Rakete ins All geschossen werden, so das MPS.
Einen besonderen Beitrag zur Mission Ramses leistet das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. Es schickt das Ramses-Plasma-Spektrometer (RPS) mit auf die Reise – ein Instrument, das die Energie und Verteilung von Ionen und Elektronen in der Umgebung des Asteroiden misst. Wenn Sonnenwindteilchen auf die Oberfläche von Apophis treffen, schlagen sie dort Material heraus und erzeugen eine dünne Plasmawolke. Die Technik liefert also einen indirekten Blick unter die Oberfläche des Asteroiden.
Warum der Vorbeiflug für die planetare Verteidigung so wichtig ist
Hinter dem wissenschaftlichen Interesse steckt auch ein sehr konkretes Ziel: Wer einen Asteroiden eines Tages von einem Kollisionskurs mit der Erde ablenken will, muss verstehen, woraus er besteht und wie er auf äußere Kräfte reagiert. Ein lockerer Schutthaufen verhält sich bei einem Aufprall völlig anders als ein massiver Gesteinsbrocken. Bisher mussten solche Erkenntnisse in aufwendigen Missionen tief im Sonnensystem gewonnen werden. Am 13. April 2029 übernimmt die Erdanziehung den Eingriff, die Sonden müssen lediglich beobachten.
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Die ESA leitet zudem die internationale Space Mission Planning Advisory Group (SMPAG), die als Forum der Weltraumagenturen dient und im Ernstfall die Reaktion auf einen bedrohlichen Asteroiden koordinieren soll. Der Vorbeiflug von Apophis ist damit weit mehr als ein kosmisches Spektakel – er ist ein Testlauf für den Schutz der Erde. (red)