Författaren till en katastrofroman kunde inte ha drömt om det bättre:På en fredag, den trettonde av alla dagar, kommer den potentiellt farliga asteroiden (99942) Apophis att komma mänskligheten extremt nära.
Den 13 april 2029 kommer det bara att vara cirka 30 000 kilometer mellan den kosmiska bergarten och jorden. Det kommer då att vara möjligt att se Apophis med blotta ögat som en ljuspunkt på kvällshimlen, även från Würzburg.
Det som gör asteroiden så farlig är att dess genomsnittliga diameter är imponerande 340 meter. Om den skulle träffa jorden skulle förstörelsen orsakad av ett nedslag på land vara enorm.
"Enbart nedslagskratern skulle troligen ha en diameter på flera kilometer, och kraften från nedslaget skulle kunna ödelägga ett område lika stort som Centraleuropa", uppskattar Jonathan Männel, forskarassistent vid professuren för rymdteknik vid Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) i Bayern, Tyskland.
Men få inte panik:Åtminstone under de kommande 100 åren kommer Apophis att skona jorden, som NASA har beräknat. Sedan asteroiden upptäcktes 2004 och klassificerades som farlig har USA och andra rymdorganisationer hållit ett stenkast över dess omloppsbana och vet nu att den kommer att flyga förbi jorden.
Asteroider är oregelbundet formade föremål som rör sig i omloppsbanor runt solen. Hittills är det känt att cirka 1,3 miljoner asteroider finns i vårt solsystem, och cirka 2500 anses vara potentiellt farliga för jorden.
Potentiellt farliga asteroider (PHA) är jordnära asteroider vars banor är mindre än 20 månavstånd från jordens omloppsbana och vars diameter är över 140 meter (460 fot). Vetenskapen vet inte så mycket om asteroider:hittills har det bara funnits ett 20-tal satellituppdrag som har riktats mot dessa himlakroppar.
Vilken struktur har asteroider? Vad påverkar deras bana? Vad händer med dem när de flyger nära andra föremål och känner deras gravitationskraft? Det finns många frågor att besvara.
Eftersom en asteroid av denna storlek bara kommer så nära jorden vart 1000:e år, finns det en sällsynt möjlighet att studera asteroiden med relativt liten ansträngning. Genom att göra det skulle mänskligheten också kunna få kunskap som skulle kunna användas för att utveckla försvarsåtgärder mot farliga asteroider.
Vilket bidrag kan Tyskland ge till forskningen om Apophis? Ett JMU-team under ledning av flygingenjören professor Hakan Kayal undersöker denna fråga i NEAlight-projektet.
Projektledare Jonathan Männel och forskningsassistenterna Tobias Neumann och Clemens Riegler undersöker tre koncept för tyska små satellituppdrag. Alla tre är baserade på resultaten från SATEX-projektet från 2023, där Würzburg-teamet analyserade potentialen hos små satelliter för interplanetära uppdrag.
Koncept nummer ett:För ett nationellt uppdrag bygger Kayals team en liten satellit som kommer att följa med asteroiden Apophis i två månader på väg till dess närmaste punkt till jorden och stanna med den i några veckor efteråt.
Under denna tid kommer förändringarna i Apophis att dokumenteras fotografiskt och analyseras med hjälp av olika mätningar. Denna strategi innebär ett antal tekniska utmaningar, eftersom den lilla satelliten måste täcka en lång sträcka och fungera i stort sett självständigt.
Koncept nummer två:Tyskland deltar i det planerade europeiska RAMSES-uppdraget. Detta förutser en större satellit, utrustad med små satelliter, teleskop och andra mätinstrument, som kommer att flyga till Apophis och följa med den på dess förbiflygning av jorden under en längre tid. En av de små satelliterna kan vara från Würzburg och studera asteroiden i samband med de andra satelliterna.
För JMU-teamet skulle den tekniska insatsen vara mindre och den vetenskapliga kunskapen större. Huruvida RAMSES-uppdraget slutligen förverkligas beror också på de europeiska ESA-partnernas vilja att medfinansiera projektet.
Koncept nummer tre:En liten satellit byggd vid JMU flyger kort förbi asteroiden när den är närmast jorden och tar bilder. Detta skulle visa att ett sådant uppdrag också är möjligt med billiga små satelliter.
Ansträngningen skulle vara relativt liten, men observationstiden skulle vara kort och den kunskap som erhålls skulle troligen vara ganska liten. Detta uppdrag kan börja några dagar innan Apophis ankomst – med de två första koncepten skulle satelliten behöva skjutas upp ett år tidigare.
I NEAlight-projektet kommer Kayals team att utarbeta kraven för dessa tre uppdragsscenarier i detalj, definiera de grundläggande uppdragsarkitekturerna och utvärdera realiseringsalternativen. Den kommer också att använda de tre koncepten för att överväga realiseringsalternativ för framtida interplanetära små satelliter som flyger till månen eller andra jordnära asteroider (NEA), till exempel.
Projektet lanserades i början av maj 2024 och kommer att pågå under ett år. Den genomförs vid Interdisciplinary Research Centre for Extraterrestrial Studies (IFEX) vid JMU Professorship for Space Technology.
Tillhandahålls av University of Würzburg
