29075 (1950 DA)

Geschichte der Beobachtung

Asteroid (29075) 1950 DA wurde am 23. Februar 1950 entdeckt. Er wurde 17 Tage lang beobachtet und verschwand dann für ein halbes Jahrhundert aus dem Blickfeld. Dann wurde ein Objekt, das am 31. Dezember 2000 entdeckt wurde, als der lange verschollene 1950 DA erkannt. (Man beachte, dass dies am Silvesterabend und auf die Nacht genau 200 Jahre nach der Entdeckung des ersten Asteroiden, Ceres, geschah.)

Radarbeobachtungen wurden vom 3. bis 7. März 2001 in Goldstone und Arecibo gemacht, während sich der Asteroid der Erde auf 7,8 Millionen km näherte (eine Entfernung, die 21 Mal größer ist als die zwischen Erde und Mond). Die Radarechos zeigten ein leicht asymmetrisches Sphäroid mit einem mittleren Durchmesser von 1,1 km. Optische Beobachtungen zeigten, dass sich der Asteroid einmal alle 2,1 Stunden drehte, die zweitschnellste Rotationsrate, die je für einen Asteroiden dieser Größe beobachtet wurde.

Entdeckung einer potentiellen Gefahr

Als hochpräzise Radarmessungen in eine neue Bahnlösung einbezogen wurden, wurde eine potentiell sehr nahe Annäherung an die Erde am 16. März 2880 entdeckt. Eine von Giorgini et al. durchgeführte Analyse, über die in der Ausgabe vom 5. April 2002 der Zeitschrift Science („Asteroid 1950 DA’s Encounter With Earth in 2880: Physical Limits of Collision Probability Prediction“) ermittelte die Einschlagswahrscheinlichkeit als höchstens 1 zu 300 und wahrscheinlich noch unwahrscheinlicher, basierend auf dem, was bisher über den Asteroiden bekannt ist. Im Höchstfall könnte dies ein Risiko darstellen, das 50 % über dem durchschnittlichen Hintergrundrisiko liegt, das von allen anderen Asteroiden aus der heutigen Zeit bis zum Jahr 2880 ausgeht, wie es durch die technische Palermo-Skala (PTS-Wert = +0,17) definiert ist. 1950 DA ist der einzige bekannte Asteroid, dessen Risiko über dem Hintergrundniveau liegen könnte.

Understanding the Risk

Dabei handelt es sich jedoch um Höchstwerte. Die Studie zeigt, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit für 1950 DA am besten im Bereich von 0 bis 0,33% liegt. Die Obergrenze könnte sich erhöhen oder verringern, wenn wir in den kommenden Jahren mehr über den Asteroiden erfahren.

Das Risiko als Intervall auszudrücken ist notwendig, weil nicht genug über die physikalischen Eigenschaften des Asteroiden bekannt ist. Zum Beispiel deuten die Radardaten auf zwei mögliche Richtungen für den Spinpol des Asteroiden hin. Wenn einer der beiden Pole korrekt ist, könnte die Beschleunigung durch Sonnenstrahlung die Beschleunigung durch thermische Emission deutlich aufheben. Die Kollisionswahrscheinlichkeit läge dann nahe dem Maximum von 0,33 %. Liegt der Spinpol stattdessen in der Nähe der anderen möglichen Lösung, wäre die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes gering. Es gibt auch noch andere Faktoren.

Die Situation ist vergleichbar mit dem Wissen, dass man eine Münze hat, die so verzerrt ist, dass eine Seite in 80% der Fälle oben landet – aber man weiß nicht, welche Seite. Man kann nur sagen, dass beim Werfen der Münze die Chance auf Kopf 80 % oder 20 % beträgt.

Ergebnisse der Studie

Ob die Einschlagsgefahr von 1950 DA zu einem späteren Zeitpunkt ausgeschlossen wird oder nicht, die Ergebnisse des Falles haben eine Bedeutung, die über die Einschlagsfrage hinausgeht:

• Physikalische Kenntnisse über Asteroiden sind für langfristige Vorhersagen erforderlich, insbesondere für Objekte, die gravitativ auf Planeten treffen. Unabhängig davon, wie genau die Positions- und Geschwindigkeitsmessungen eines Asteroiden sind, wirken sich seine Eigenschaften und seine Umgebung auf die Flugbahn aus.

• Die Ablenkung von Asteroiden kann einfach und mit geringem technischem Aufwand erfolgen, indem die Oberflächeneigenschaften von Asteroiden verändert werden, sofern genügend Vorwarnzeit vorhanden ist. Die erforderliche Vorwarnzeit für diese Methode kann von Jahren bis zu Jahrhunderten variieren, je nach den Gravitationsbegegnungen entlang des Weges, die den Effekt verstärken können.

• Repetitive Muster von Gravitationswechselwirkungen (sogenannte „Resonanzen“) können dazu beitragen, unsere Fähigkeit zur Vorhersage von Umlaufbahnen in die Zukunft zu erhalten, indem sie das Wachstum der statistischen Unsicherheiten von Umlaufbahnen einschränken.

• Radarmessungen ermöglichen es uns, Flugbahnen 5-10 Mal weiter in die Zukunft vorherzusagen als mit optischen Teleskopen allein,

Das Papier untersuchte die physikalischen Faktoren, die solche langfristigen Vorhersagen einschränken.Es wurde festgestellt, dass der wichtigste Faktor, der die zukünftige langfristige Bewegung beeinflusst, die Art und Weise ist, wie die Wärme vom Asteroiden in den Weltraum abstrahlt. Andere Faktoren, die in dem Papier erörtert werden, sind: der Druck der Sonnenstrahlung, Unsicherheiten bei den Massen der Planeten, die Anziehungskraft tausender anderer Asteroiden, die Form der Sonne, die galaktischen Gezeiten durch andere Sterne, der Sonnenwind und die Ungenauigkeit der Computerhardware.

Der Fall von 1950 DA unterscheidet sich von früheren Gefahrenvorhersagen. In früheren Fällen wurde ein Risiko auf der Grundlage einiger Tage oder Wochen von Daten für ein neu entdecktes Objekt erkannt.

Der Unsicherheitsbereich, der ein Objekt umgibt, ist dann groß und erstreckt sich manchmal über einen erheblichen Teil des inneren Sonnensystems. Zusätzliche Messungen, die einige Tage oder Wochen später durchgeführt werden, verkleinern die Region so, dass die Erde aus ihr herausfällt und das Risiko auf Null sinkt.

Auch wenn andere derzeit unbekannte Asteroiden vor dem Jahr 2880 ein Risiko darstellen könnten, ist die Situation bei 1950 DA einzigartig. Er basiert auf Beobachtungen über einen Zeitraum von 51 Jahren, verfügt über hochpräzise Radardaten und weist eine günstige Bahngeometrie auf. All diese Faktoren zusammen erlauben es uns, weit in die Zukunft vorauszusagen und die physikalischen Grenzen solcher Kollisionswahrscheinlichkeiten zu erforschen.

Vorhersagen, die so weit in die Zukunft reichen, erfordern Kenntnisse über die physikalische Natur des Asteroiden. Wie er sich im Raum dreht, woraus er besteht, seine Masse und die Variationen in der Art, wie er Licht reflektiert, beeinflussen die Art, wie er sich im Laufe der Zeit durch den Raum bewegt. Solch detailliertes Wissen über 1950 DA ist derzeit nicht vorhanden und wird möglicherweise erst in Jahren, Jahrzehnten oder länger verfügbar sein.

Aufgrund der langen Zeitspanne (878 Jahre – 35 Generationen!) haben wir jedoch noch genügend Zeit, unser Wissen zu verbessern. Wenn man schließlich beschließt, dass 1950 DA umgeleitet werden muss, könnten die Hunderte von Jahren der Vorwarnung eine so einfache Methode wie das Bestäuben der Oberfläche des Asteroiden mit Kreide oder Holzkohle oder vielleicht mit weißen Glasperlen oder die Entsendung eines Raumschiffs mit Sonnensegel ermöglichen, das am Ende sein reflektierendes Segel um den Asteroiden zusammenfaltet. Diese Dinge würden das Reflexionsvermögen des Asteroiden verändern und es dem Sonnenlicht ermöglichen, den Asteroiden aus dem Weg zu schieben.

Es gibt keinen Grund zur Besorgnis über 1950 DA. Wahrscheinlich werden die Paraden zum St. Patrick’s Day im Jahr 2880 etwas feierlicher ausfallen als sonst, wenn 1950 DA in der Ferne verschwindet und an der Erde vorbeizieht.

Forscherteam

Das Team, das in Science über 1950 DA berichtet, wurde von Jon Giorgini geleitet und umfasst Dr. Steven Ostro, Dr. Lance Benner, Dr. Paul Chodas, Dr. Steven Chesley, Dr. Myles Standish, Dr. Ray Jurgens, Randy Rose, Dr. Alan Chamberlin, alle vom JPL; Dr. Scott Hudson von der Washington State University, Pullman; Dr. Michael Nolan vom Arecibo-Observatorium; Dr. Arnold Klemola vom Lick-Observatorium; und Dr. Jean-Luc Margot vom California Institute of Technology, Pasadena.

Das Arecibo-Observatorium wird vom National Astronomy and Ionosphere Center der Cornell University, Ithaca, N.Y., betrieben, im Rahmen einer Vereinbarung mit der National Science Foundation. Die Radarbeobachtungen wurden vom Office of Space Science der NASA in Washington, D.C. unterstützt. Das JPL wird für die NASA vom California Institute of Technology verwaltet.

Aktualisierungshinweise

2007-Dez-03 Eine erweiterte Analyse von Apophis wurde zur Veröffentlichung in Icarus angenommen. Sie enthält mehr Details als in der DA Science von 1950 möglich war. Die dynamischen Aspekte von Apophis sind fast identisch mit denen von 1950 DA, aber auf eine kürzere Zeitskala komprimiert (30 Jahre statt 878). Die potenziell gefährliche Begegnung von 1950 DA findet jedoch in der Nähe des Zentrums der Wahrscheinlichkeitsverteilung des dynamischen Standardmodells statt, während die von Apophis am Rande des SDM liegt. 2007-Jul-20 Die Ergebnisse einer neuen Studie (Busch et al.), die die Goldstone- und Arecibo-Radardaten von 2001 mit optischen Lichtkurven kombiniert, werden in der Zeitschrift Icarus vorgestellt. Form, Spinzustand und Oberflächenstruktur von 1950 DA werden geschätzt. Neue Beobachtungen, die die Frage des prograden/retrograden Spins klären sollten, waren nicht schlüssig, daher werden zwei verschiedene Formmodelle vorgestellt. Eines rotiert in prograder Richtung und ist annähernd sphäroidisch mit einem mittleren Durchmesser von 1,16 +/- 0,12 km. Das andere rotiert in retrograder Richtung, ist abgeflacht und etwa 30 % größer. Beide Modelle deuten auf eine chondritische Nickel-Eisen- oder Enstatit-Zusammensetzung hin. 2005-Apr-22 An der kulturellen Grenze hat eine schottische Heavy-Metal-Band die Bezeichnung des Asteroiden, „1950 DA“, als ihren Namen übernommen. „Stampfenden, groovenden Metal“ haben sie sich auf die Fahnen geschrieben. Die Gruppe „Monster Movie“ hat 2004 eine CD („To The Moon“) veröffentlicht, auf der ein Popsong über Asteroideneinschläge mit dem Titel „1950 DA“ enthalten ist. 2005-Mar-02 Die relative Auswirkung der Fehlerquelle und bestimmter bekannter und unbekannter Dynamiken auf die nominelle Position entlang der Bahn, die die Erde schneidet, wird unten gezeigt, normiert in Einheiten des numerischen Integrationsrauschens. Dies ist eine Erweiterung der Tabelle 3 der veröffentlichten Arbeit.

 Parameter Relative Along-track Effect ----------------------------------------------- ----------------------------------- Solar particle wind 0.001 Galilean satellites -0.333 Galactic tide -0.833 Numerical integration error (128-bit vs. 64-bit) -1.000 (9900 km, 12 min) Solar mass loss +1.333 Poynting-Robertson drag -2.333 Solar oblateness Sun-barycenter relativistic shift +81.0 (inc. in nominal) 61 most perturbing "other" asteroids -144 Planetary mass uncertainty Solar radiation pressure -1092 Yarkovsky effect 

Die Zahlen in Klammern geben einen Bereich möglicher Werte an, der auf schlecht bekannte physikalische Parameter zurückzuführen ist. Diese Faktoren zusammen reduzieren die Ausdehnung des Vorhersagefensters von 2880 auf 2860 (-20 Jahre oder -2,3%)

2003-Mai-16 Ergebnisse einer Studie, die den Einschlag eines DA-ähnlichen Objekts von 1950 im nördlichen Atlantik simuliert, wurden veröffentlicht (Ward & Asphaug, UCSD, Juni-Ausgabe des Geophysical Journal International). Dabei wurden dieselbe Aufprallgeschwindigkeit und dieselbe Aufprallregion zugrunde gelegt, aber es wurde ein weniger massereiches (also starreres) Objekt mit geringerer Energiedissipation angenommen, wobei die tatsächliche Masse von 1950 DA unbekannt ist. Es wurde festgestellt, dass sich die Wellen im gesamten Atlantik und in der Karibik ausbreiten. Zwei Stunden nach dem Einschlag erreichten 400-Fuß-Wellen die Strände von Cape Cod bis Cape Hatteras. Vier Stunden nach dem Aufprall sind an der gesamten Ostküste Wellen mit einer Höhe von mindestens 200 Fuß zu verzeichnen. Es dauert 8 Stunden, bis die Wellen Europa erreichen, wo sie mit einer Höhe von etwa 30 bis 50 Fuß an Land kommen.

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2003-Jan-04 In seiner Space Summit Address auf dem 90. indischen Wissenschaftskongress sagte Dr. A.P.J. Abdul Kalam, Präsident von Indien, rief dazu auf, Anstrengungen zu unternehmen, um 1950 DA abzulenken oder zu zerstören. 2003-Jan-04 Neue Positionsmessungen wurden vom Desert Moon Observatory (448) in Las Cruces, New Mexico, gemeldet (MPEC 2003-A22). Dies sind die ersten neuen Messungen von 29075 (1950 DA) seit 2001-Okt-17. Es wurde keine statistisch signifikante Abweichung von der vorhergesagten Flugbahn beobachtet. 2002-Apr-14 Einige häufig gestellte Fragen zum Fall 1950 DA werden in diesem Artikel erörtert. 2002-Apr-05 Formaler Artikel in der Zeitschrift Science veröffentlicht: „Asteroid 1950 DA’s Encounter With Earth in 2880: Physical Limits of Collision Probability Prediction“ (Physikalische Grenzen der Kollisionswahrscheinlichkeitsvorhersage) 2001-Jun-11 Erste Ergebnisse zu 1950 DA wurden erstmals auf der Konferenz „Asteroids 2001: from Piazzi to the 3rd Millennium“ (Asteroiden 2001: von Piazzi bis zum dritten Jahrtausend) in Palermo, Sizilien, vom 11. bis 16. Juni vorgestellt: J.D. Giorgini et al., „Asteroid 1950 DA: Long Term Prediction of its Earth Close Approaches“ Asteroids 2001, Palermo, Italien, Juni 2001 (Die Modifizierung der Oberflächeneigenschaften von Asteroiden zur Nutzung des Yarkovsky-Effekts für die Ablenkung von Asteroiden wird in einem informellen News-Artikel beschrieben, der die Präsentation der 1950 DA auf der Konferenz zusammenfasst).