Im letzten Monat haben sich etwa ein halbes Dutzend ziemlich großer Asteroiden in der Nähe unseres Heimatplaneten bewegt und in einem Fall ohne Vorwarnung erhebliche Verletzungen und Sachschäden verursacht. Dies zeigt die verborgenen lauernden Gefahren, die sich aus der glanzlosen Haltung gegenüber Asteroidenerkennung und Planetenverteidigung ergeben.
Jetzt finanziert die NASA ein experimentelles Asteroidenradar-Detektionsarray namens "KaBOOM", das eines Tages dazu beitragen könnte, den vorzeitigen Ka-Boom der Erde zu vereiteln - und das ich letzte Woche im Kennedy Space Center (KSC) aus erster Hand inspiziert habe ) nach dem SpaceX Falcon 9 Blastoff für die ISS.
"KaBOOM unternimmt evolutionäre Schritte in Richtung einer revolutionären Fähigkeit", sagte Dr. Barry Geldzahler, KaBOOM-Chefwissenschaftler des NASA-Hauptquartiers, in einem exklusiven Interview mit dem Space Magazine.
Im Erfolgsfall wird KaBOOM als Auftakt für eine nationale Radaranlage der USA dienen und dazu beitragen, ein eventuelles planetarisches Verteidigungssystem für erdnahe Objekte (Near Earth Object, NEO) zu schaffen, um den Untergang der Erde zu verhindern.
"Es wird uns ermöglichen, das Ziel zu erreichen, Asteroiden weiter draußen zu verfolgen, als wir es heute können."
Zunächst einige Hintergrundinformationen - Dieses Wochenende sauste ein Weltraumfelsen von der Größe eines Stadtblocks in einer Entfernung von nur dem 2,5-fachen der Entfernung zu unserem Mond an der Erde vorbei. Der Asteroid - 2013 ET genannt - ist bemerkenswert, da er bis einige Tage zuvor am 3. März völlig unentdeckt blieb und einen Durchmesser von etwa 140 Metern hat.
2013 ET folgt kurz nach dem russischen Meteor vom 15. Februar, der ohne vorherige Warnung heftig explodierte und am selben Tag über 1200 Menschen verletzte, als Asteroid 2012 DA 14 knapp 17.000 Meilen über der Oberfläche an der Erde vorbeizog - astronomisch gesehen kaum ein Whisker .
Hätte einer dieser klobigen Asteroiden tatsächlich Städte oder andere besiedelte Gebiete getroffen, wären die Zahl der Todesopfer und die Verwüstung absolut katastrophal gewesen - möglicherweise Hunderte von Milliarden Dollar!
Zusammengenommen ist dieser Ausschlag von unangenehm engen Asteroiden-Vorbeiflügen ein Weckruf für ein deutlich verbessertes Asteroidenerkennungs- und Frühwarnsystem. KaBOOM macht einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu diesen Asteroiden-Warnzielen.
'KaBOOM' - das Akronym steht für 'Ka-Band Objects Observation and Monitoring Project' - ist ein neues Testfeld-Demonstrationsradar-Array, das darauf abzielt, die Techniken zu entwickeln, die zur Verfolgung und Charakterisierung von Near Earth Objects (NEOs) in viel größeren Entfernungen und weit höher erforderlich sind Auflösung als derzeit verfügbar.
„Der Zweck von KaBOOM ist es, ein„ Proof of Concept “zu sein, bei dem drei weit auseinander liegende Antennen mit hoher Frequenz kohärent aufwärtsgerichtet werden. Ka-Band - 30 GHz “, sagte mir KaBOOM-Chefwissenschaftler Geldzahler.
Derzeit besteht das KaBOOM-Array aus drei 12 Meter breiten Radarantennen im Abstand von 60 Metern, deren Installation erst Ende Februar an einem abgelegenen Ort im KSC in der Nähe eines von Alligatoren befallenen Sumpfes abgeschlossen wurde.
Ich besuchte das Array nur wenige Tage nach dem Zusammenbau und der Montage der Reflektoren mit Michael Miller, KaBOOM-Projektmanager des Kennedy Space Center. "Ka Band bietet eine höhere Auflösung bei kürzeren Wellenlängen, um kleinere Weltraumobjekte wie NEOs und Weltraummüll abzubilden."
"Je mehr Sie über die NEOs erfahren, desto mehr können Sie reagieren."
"Dies ist eine kleine Prüfstandsdemonstration, um das Konzept zuerst im X-Band und dann im Ka-Band zu beweisen", erklärte Miller. "Das Experiment wird ungefähr zwei bis drei Jahre dauern."
Miller zeigte, wie beweglich die Antennen der Schüssel sind und wie gewünscht leicht in verschiedene Richtungen geschwenkt werden können.
„Das KaBOOM-Konzept ähnelt dem von normalen phasengesteuerten Arrays, aber in diesem Fall werden die Antennenelemente nicht durch ~ 1 Wellenlänge [1 cm], sondern durch ~ 6000 Wellenlängen voneinander getrennt. Außerdem wollen wir das atmosphärische Funkeln in Echtzeit korrigieren “, sagte Geldzahler.
Warum werden große Antennen benötigt?
„Der Grund, warum wir große Antennen verwenden, besteht darin, leistungsstärkere Radarsignale zu senden, um Asteroiden weiter draußen zu verfolgen und zu charakterisieren, als wir es heute können. Wir wollen ihre Größe, Form, Spin und Oberflächenporosität bestimmen; ist es eine lose Ansammlung von Kieselsteinen? aus massivem Eisen? usw."
Solche physikalischen Charakterisierungsdaten wären für die Bestimmung der Kräfte, die zur Umsetzung einer Asteroiden-Ablenkungsstrategie erforderlich sind, für den Fall, dass ein dringender Bedarf besteht, von unschätzbarem Wert.
Wie vergleicht und verbessert KaBOOM bestehende NEO-Radargeräte in Bezug auf Entfernung und Auflösung?
„Derzeit können wir an der 70-Meter-Antenne Goldstone der NASA in Kalifornien ein Objekt verfolgen, das etwa 0,1 AE entfernt ist [1 astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne, 93 Millionen Meilen, also 0,1 AE ~ 9 Millionen Meilen]. . Wir möchten Objekte in einer Entfernung von 0,5 AU oder mehr verfolgen, vielleicht 1 AU. “
„Außerdem beträgt die mit Goldstone erreichbare Auflösung höchstens 400 cm in Richtung entlang der Sichtlinie zum Objekt. Bei Ka Band sollten wir das auf 5 cm reduzieren können - das ist 80-mal besser! "
„Am Ende wollen wir ein hochauflösendes Radarsystem mit hoher Leistung“, erklärte Geldzahler.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber Goldstone besteht darin, dass das Ka-Radararray rund um die Uhr für die Verfolgung und Charakterisierung von NEOs und Orbitalabfällen vorgesehen ist, erklärte Miller.
Goldstone ist nur in etwa 2 bis 3% der Fälle verfügbar, da es stark an zahlreichen anderen Anwendungen beteiligt ist, einschließlich Weltraum-Planetenmissionen wie Curiosity, Cassini, Deep Impact, Voyager usw.
"Zeit ist kostbar" in Goldstone - das mit rund 100 Raumfahrzeugen pro Tag kommuniziert, sagt Miller.
„Wenn / wenn der Proof of Concept erfolgreich ist, können wir uns eine Reihe von viel mehr Elementen vorstellen, die es uns ermöglichen, das Ziel zu erreichen, Asteroiden weiter als heute zu verfolgen“, erläuterte Geldzahler.
Ein hochauflösendes Radarsystem mit hoher Leistung kann die NEO-Umlaufbahnen etwa 100.000-mal genauer bestimmen als dies optisch möglich ist.
Also - was sind die Auswirkungen auf die Planetenverteidigung?
"Wenn wir Asteroiden verfolgen können, die bis zu 0,5 AE anstatt 0,1 AE entfernt sind, können wir viel mehr verfolgen, als wir heute verfolgen können."
"Dies gibt uns eine bessere Chance, potenziell gefährliche Asteroiden zu finden."
"Wenn wir herausfinden würden, dass ein NEO die Erde treffen könnte, suchen die NASA und andere nach Wegen, um die potenzielle Gefahr zu mindern", sagte Geldzahler.
Kabooms „Erstes Licht“ ist für Ende März 2013 geplant.
Mehr in Teil 2
