collision course

1

Kollisionskurs

Hinweise für Lehrerinnen und Lehrer

Wissen und Verstehen

Kometen haben keine kreisförmigen Umlaufbahnen.

Kometen sind zu manchen Zeiten sehr viel näher an der Sonne als zu ande-

ren. Wenn sie sonnennah sind, kann man sie sehen.

Je weiter ein umlaufender Körper sich von der Sonne entfernt befindet, desto

länger benötigt er für einen kompletten Umlauf.

Einführung

Bei diesem Schüler-Forschungsthema lernen SchülerInnen, dass die Erde vor sehr

langer Zeit mehrfach von massiven Körpern aus dem All getroffen wurde. Die

SchülerInnen erhalten Informationen über Mutmaßungen zu Kometen- oder Asteroi-

den-Einschlägen in der Zukunft und über die enormen Folgen für das Leben auf dem

Planeten. Sie werden gebeten, das Risiko eines solchen Geschehens zu ermitteln

und Experimente durchzuführen, die Ihnen ermöglichen, den Sachschaden, den ein

massiver Körper auf der Erde anrichten würde, abzuschätzen. Außerdem sollen sie

erarbeiten, welche Beschlüsse (wenn überhaupt) gefasst werden sollten, um erdna-

he Objekte zu erkennen und zu verfolgen und so eine frühzeitige Warnung einer be-

vorstehenden Kollision herauszugeben zu können.

Übersicht zur Durchführung des Forschungsauftrages

Forschungsbericht

M96002

Forschungsbericht

M96003

Forschungsaufsätze 1-7

Forschungsbericht

M96004

Forschung

Forschungsaufsatz 9

Forschungsbericht

M96005

2

Bezüge zur Inquiry Based Science Education

Verwenden von wissenschaftlichen Ideen und Modellen, um Phänomene zu

erklären und diese kreativ weiter zu entwickeln. Hieraus Theorien aufstellen

und prüfen.

Belege aus Beobachtungen und Experimenten kritisch analysieren und evalu-

ieren.

Verwenden eines Spektrums wissenschaftlicher Methoden und Techniken zur

Weiterentwicklung und Prüfung von Ideen und Erklärungen.

Risiko einschätzen und sicher im Labor arbeiten.

Planen und Durchführen von praktischen und forschenden Aktivitäten.

Daten aus einem weiten Spektrum von Primär- und Sekundärquellen gewin-

nen, aufzeichnen und analysieren sowie deren Befunde verwenden, um Be-

weise für wissenschaftliche Erklärungen zu liefern.

Verwenden angemessener Methoden, wie IKT1, um wissenschaftliche Infor-

mationen zu kommunizieren und sich an Diskussionen über wissenschaftliche

Problemstellungen zu beteiligen.

Einarbeiten in Themen der Astronomie und der Raumforschung, um einen

Einblick in die Natur der beobachtbaren Bewegungsabläufe des Sonnenmon-

des, der Sterne und anderer Himmelskörper zu gewähren.

Dieses Projekt ermöglicht SchülerInnen außerdem:

zu forschen, zu experimentieren, sowie Argumente zu entwickeln und zu dis-

kutieren,

lebensechte Beispiele als Grundlage zu nutzen, um mehr über Wissenschaft

herauszufinden.

Vorkenntnisse

Vor Beginn dieses Forschungsauftrages sollten die SchülerInnen bereits einige

Kenntnisse über das Sonnensystem, dessen Planeten und des Asteroidengürtels

verfügen. Sie sollten außerdem etwas über Kometen und Meteoriten wissen.

1 Informations- und Kommunikationstechnologien

3

Die Aktivitäten durchführen

A. Die SchülerInnen könnten während dieses Forschungsthemas in unterschiedli-

chen Gruppierungen arbeiten. Vorschläge hierfür sind:

Erste Instruktionen Ganze Klasse; Lehrkraft führt kurz in das Thema ein

und setzt den Kontext für die Aktivität fest.

Einführende Berichte des Sternenzentrums Einzeln oder paarweise

Hintergrundinformationen ausgewählt aus

1 - 7 Einzeln oder paarweise

Forschungsbericht M96004 (Aufsatz 8) und Nachforschung

Paare, Dreier- oder Vierergruppen (anhängig von der verfügbaren Ausrüstung)

Ergebnisanalyse Paare, Dreier- oder Vierergruppen oder einzeln (mögli-

che Hausaufgabe)

Aufsätze 9 & 10 Einzeln oder Paare

Kommunikation Sammeln der Berichte – einzeln oder Gruppen und

Klassengespräch (optional)

B. Zeitplan

Für diesen Forschungsauftrag sind mindestens drei Schulstunden einzuplanen. Er

kann jedoch ebenso im Kontext einer außerunterrichtlichen Arbeitsgemeinschaft

zum Thema Wissenschaft oder Astronomie genutzt werden.

C. Aktivitäten

Die Lehrkraft sollte den SchülerInnen das Schülerarbeitsblatt aushändigen, welches

eine Zusammenfassung dessen gibt, was sie leisten sollen, während sie sich durch

den Forschungsauftrag arbeiten. Die Checkliste erlaubt es jedem/r SchülerIn ihren

Fortschritt zu kontrollieren.

Die SchülerInnen erhalten im Anschluss den Forschungsbericht M96002 und

M96003 des Sternenzentrums. Diese Aufsätze legen den Forschungshintergrund

fest, umreißen das Thema, welches sie studieren sollen und listen die Aktivitäten,

und ähnliches auf. Der zweite Aufsatz (M96003) teilt den Forschungsauftrag in vier

Abschnitte ein.

Abschnitt 1 - Hintergrundinformationen

Sieben Informationsblätter werden in Form fiktiver Magazinartikel dargestellt:

Aufsatz 1 – Der Weltuntergangszusammenstoß liefert Informationen darüber, wel-

che wahrscheinlichen Folgen der Einschlag eines massiven Meteoriten auf die Erde

hätte.

4

Aufsatz 2 - Meteoriten 5 Autos 0 handelt von fünf Zwischenfällen von Meteoriten,

die Autos treffen.

Aufsatz 3 - Den Peekskill Meteoriten verfolgen gibt einen Einblick, wie Astronomen

die Umlaufbahn eines bestimmten Meteoriten berechneten, der die Erde 1992 traf.

Aufsatz 4/4a – Die größten Treffer der Erde erklären, wie moderne Bildgebungsver-

fahren die Lage massiver Meteoriteneinschläge aus vorgeschichtlichen Zeiten auf-

deckten.

Aufsatz 5 - Meteorit! Die Anfänge liefert Informationen über die Natur und Zusam-

mensetzung von Meteoriten.

Aufsatz 6 – Um die Sonne rocken. Alles über Asteroiden.

Aufsatz 7 – Woher kommen Kometen? erklärt die Herkunft von Kometen.

Die SchülerInnen müssen nicht alle Aufsätze lesen, sollten jedoch mindestens die

Aufsätze 1, 4, 6 und 7 lesen und sich Notizen dazu machen. Manche Aufsätze könn-

ten als Hausaufgabe verwendet werden.

Abschnitt 2 - Risikobewertung

In diesem Abschnitt wird den SchülerInnen die praktische Forschung überlassen.

Aufsatz 8 (Forschungsbericht M960004) gibt Anweisungen dazu, wie die Auswir-

kung großer Meteoriteneinschläge auf die Erde simuliert wird. Dazu werden Murmeln,

Kugellager, Golfbällen, etc. aus unterschiedlichen Höhen in eine mit Pulver gefüllte

Schale fallen gelassen. Anschließend werden die Kratergröße und die Länge der

Einschlagsstrahlen gemessen.

Die Ergebnisse des Experiments, zusammen mit den Informationen aus Aufsatz 1,

sollten es den SchülerInnen ermöglichen, die Auswirkung zu beschreiben, die ein

großer Einschlag auf die Erde hätte.

Aufsatz 10 (Forschungsbericht M960005) beinhaltet eine Tabelle und eine Grafik,

die die Wahrscheinlichkeiten einer Kollision mit massiven Körpern aus dem All be-

schreiben. Diese sollten von den SchülerInnen zum Verfassen ihres Berichts genutzt

werden.

Abschnitt 3 - Aufspüren

Aufsatz 9 liefert Informationen über Meteoriteneinschläge der oberen Atmosphäre,

welche durch Satelliten des US-Verteidigungsministeriums zwischen 1992 und 2007

detektiert wurden.

Aufsatz 10 erklärt, dass ein Programm namens ‘Weltraumwache’ den Himmel auf

erdnahe Körper überprüft.

Abschnitt 4 - Empfehlungen

5

Hier sollten die SchülerInnen sich entscheiden, welche Maßnahmen, wenn über-

haupt, ergriffen werden sollten, um uns frühzeitige Warnungen vor Einschlägen

durch Kometen und Asteroiden zu ermöglichen. Sind die Vorkehrungen gegen einen

Einschlag hoch genug, dass wir es uns erlauben können, das Problem zu ignorieren?

Sollten wir sichergehen, dass es ein umfassendes Überwachungsprogramm des

Weltraums gibt, um erdnahe Körper zu entdecken und zu verfolgen? Wenn dem so

ist, wie verhindern wir deren Zusammenstoß mit der Erde? Dies sind Fragen, welche

die SchülerInnen beim Schreiben ihrer Berichte berücksichtigen sollten.

Anmerkung: Einige bekannte Filme* haben dieses Szenario aufgenommen. Es könn-

te sich lohnen zu sehen, welche Empfehlungen Hollywood gibt, um mit dem Problem

umzugehen.

* 'Deep Impact' (1998) handelt von einem Kometen auf Kollisionskurs.

'Armageddon' (1998) befasst sich mit einem Asteroiden (“so groß wie Texas”) auf Kolli-

sionskurs mit der Erde.

D. Details zur Nachforschung

Forschungsbericht M960004 beinhaltet eine Auflistung möglicher Nachforschungen

von Auswirkungen des Einschlags eines massiven Körpers auf die Erdoberfläche.

Die benötigten Geräte, um Einschlagskrater herzustellen und auszumessen werden

bereitgestellt, die SchülerInnen müssen jedoch entscheiden, wie sie vorgehen.

Sie könnten sich in unterschiedliche Gruppen aufteilen, um die Auswirkung einer der

vier unter der Überschrift ‚Forschungsoptionen‘ aufgelisteten Variablen zu erforschen.

Um sicherzugehen, dass ihre Tests angemessen sind, sollten die SchülerInnen (ein-

zeln oder in Gruppen) zu jedem Beispiel einen Plan verfassen, der aufzeigt, wie sie

die Untersuchung durchführen werden.

Wenn Pulver als Einschlagsoberfläche verwendet wird, ist es wichtig, vorher zu prü-

fen, dass dieses eine ausreichende Tiefe aufweist – für alle Höhen, von welchen die

unterschiedlichen Einschlagskörper fallen gelassen werden sollen.

Beim Messen der Kraterdurchmesser ist es besser, den Außenrand zu messen, als

den inneren Durchmesser.

Die praktische Arbeit mit Einschlagsstrahlen benötigt wahrscheinlich große Mengen

an Pulver, welches nur ein paar Mal verwendet werden kann, bevor die Farbe das

Pulvers zu sehr entfärbt. Es ist deshalb ratsam, die SchülerInnen für diese Experi-

mente in größere Gruppen einzuteilen. Einschlagsstrahlen sind die Trümmerspuren,

welche in ‚Sternenform‘ um einen Einschlagskrater fallen.

Die Überschrift ‘Forschungsinterpretationen’ zeigt eine Auflistung von Fragen, wel-

che durch das Ergebnis der Experimentarbeit beantwortet werden sollten.

6

Die SchülerInnen werden daraufhin gebeten, ihre Ergebnisse zu evaluieren, indem

sie die beiden unter der Überschrift ‚Forschungsdiskussion‘ aufgelistete n Punkte be-

rücksichtigen.

Anmerkung: Technische Details befinden sich im Forschungsbericht M960004.

E. Sicherheitsfragen

Bitte wenden Sie Ihre persönliche Gefahreneinschätzung an, die Sie auch sonst bei

der Durchführung praktischer Arbeiten zugrunde legen.

Bitte berücksichtigen Sie, dass Bälle an harten Oberflächen abprallen können (be-

sonders Kugellager und Golfbälle) und dass möglicherweise Puderstaub eingeatmet

wird.

Tragen Sie einen Augenschutz und halten Sie mit dem Gesicht Abstand zum Ein-

schlagsbereich, evtl. könnte eine Fernauslöse-Technik entwickelt werden.

Weitere Forschungsmöglichkeiten

Die SchülerInnen könnten Hintergrundforschung zu vergangenen Erdeinschlägen

und deren Auswirkungen betreiben und eine Vorführung / eine Ausstellung entwer-

fen.

7

Kollisionskurs

Arbeitsblatt für SchülerInnen

Aufbau

Sie werden Wissenswertes über die massiven Kometen aus dem Weltraum erfahren,

die vor langer Zeit auf die Erde stießen. Zudem werden Sie Informationen erhalten,

die Ihnen helfen sollen, das Risiko eines erneuten Einschlags einzuschätzen. Sie

werden Experimente durchführen, die es Ihnen ermöglichen, den Schaden abzu-

schätzen, der durch solch einen Einschlag verursacht werden würde. Sie werden

gebeten, Empfehlungen abzugeben, welche Pläne gemacht werden sollten, um na-

he massive Körper im Weltraum zu entdecken und zu verfolgen, sowie eine frühzei-

tige Gefahrenwarnung zu geben.

Lerninhalte dieser Aktivität:

Kometen haben keine kreisförmigen Umlaufbahnen.

Kometen sind zu manchen Zeiten sehr viel näher an der Sonne als zu ande-

ren. Wenn sie sonnennah sind, kann man sie sehen.

Je weiter ein umlaufender Körper sich von der Sonne entfernt befindet, desto

länger benötigt er für einen kompletten Umlauf.

Ergebnisprüfliste

Sie werden einen Forschungsbericht zum Thema Einschläge von Weltraumkörpern

auf die Erde verfassen und sollen Ratschläge für Maßnahmen zur Abwendung einer

möglichen globalen Katastrophe erarbeiten. Sie werden anhand von drei For-

schungsberichten und einer Reihe Hintergrundaufsätzen durch den Auftrag geleitet.

Während Sie sich durch die Aktivitäten arbeiten, sollten Sie folgendes verfassen:

Forschungsberichte M96002 und M96003

eine Grundstruktur zum Schreiben Ihres Berichts einen Entwurf der Forschungsanfrage

1. Forschungsaufsätze 1 - 7

kurze Notizen zu den Informationen aus den Aufsätzen

2. Forschungsbericht M96004

Forschungsplan

Forschungsergebnisse und Analyse

3. Ausarbeitung 9

kurze Notizen zu Meteoritenexplosionen in großen Höhen

4. Forschungsbericht M96005

kurze Notizen zur Weltraumwachen-Untersuchung

8

Forschungsbericht: M96002

Betreff: Kollisionskurs

Von: Direktor des Sternenzentrums

1994 stürzte der Komet Shoemaker-Levy mit einer Gewalt auf den Planeten Jupiter, die die Erde zer-

stört hätte. Die Kollision warf die unausweichliche Frage auf: Könnte dies hier auf der Erde auch ge-

schehen?

Am 15. Februar 2013 explodierte ein Asteroid mit einem Durchmesser von 17 bis 20 m im Südosten

von Tscheljabinsk, Russland. Er setzte während seines Sturzes eine Energie von 500 Kilotonnen Trini-

trotoluol (TNT) frei2. Das entspricht einer Energie, die das 30-fache der Sprengkraft der in Hiroshima

gezündeten Atombombe übersteigt. Mehr als 1000 Verletzte mussten behandelt werden, Fenster

zerbarsten kilometerweit und Dächer stürzten ein – und das, obwohl der Komet fast seine gesamte

Energie im Bereich von 40 km bis 20 km Höhe bereits abgesondert hatte.

Sie werden gebeten, die Problematik der Kollisionen von Weltraumobjekten mit der Erde zu befor-

schen und Vorschläge zu machen, welche Gegenmaßnahmen getroffen werden könnten, um ein glo-

bales Desaster zu verhindern.

Ihr Forschungsbericht sollte einen durchdachten Rundumblick auf das Thema bieten und folgende

Bereiche abdecken:

Belege für vergangene und neuere Einschläge auf die Erde

Welche bestimmten Objekte stürzen auf die Erde und woher kommen sie?

Auswirkungen von Einschlägen auf die Erde

Ergebnisse Ihrer eigenen praktischen Untersuchungen von Kraterbildung

eine Risikoeinschätzung von Kollisionen mit der Erde

Methoden zur Aufspürung von Einschlagsobjekten im Weltall

Methoden der Zerstörung oder Ablenkung von möglichen Einschlagsobjekten bevor

sie eintreffen

Empfehlungen für Maßnahmen, die getroffen werden sollten, sofern es diese gibt.

Um Ihnen bei der Forschung zu helfen, finden Sie im Anhang einige Dokumente aus den Datenban-

ken des Sternenzentrums. Es befindet sich unter den Dokumenten auch eine konkrete Untersuchung,

die sie auffordert, eigene Ergebnisse im Bereich Kollisionen zu produzieren. Der Forschungsplan

M96003 wird Sie durch diese Aufgaben leiten.

Genießen Sie die Erforschung dieses explosiven Aspektes unseres Sonnensystems.

Der Direktor

2 1 Kilotonne Trinitrotoluol entspricht 4,185 x 1012 Joule

Sternenzentrum

9




Forschungsanfrage

Das Ziel dieser Forschungsanfrage ist es, dass Sie einen Bericht über die Wahrscheinlichkeit von Ein-

schlägen auf die Erde verfassen, der konkrete Vorschläge für Maßnahmen enthält.

Die angehängten Berichte wurden aus der Datenbank des Sternenzentrums kopiert und wurden so

strukturiert, dass Sie erkennen, welche Dokumente für welchen Bereich von Bedeutung sind.

Forschungsplan – Vorbereitung des Berichts.

Bereich 1 – Hintergrund-

Informationen

Belege für Kollisionen mit der Erde in der Vergangenheit

(Dokumente 1 - 4) Einschlagsereignisse in jüngster Zeit (Dokumente 2 - 4)

Die Beschaffenheit von Einschlagsobjekten, was sind sie, woher kommen sie (Dokumente 3 – 7)

Bereich 2 - Risikoabschätzung Konkrete Untersuchung von Kraterbildung (Dokument 8)

Auswirkungen von Einschlägen auf die Erde (Dokument 1) Häufigkeit und Kraft von Einschlagsereignissen (Dokumente 9 - 10)

Bereich 3 - Detektion Detektion von möglichen Einschlagsobjekten – Ausrüstung, Metho-den, Reichweiten (Dokument 9)

Schutz – mögliche Wege der Zerstörung von Einschlagsobjekten be-vor sie die Erde treffen (Dokumente 9 - 10)

Bereich 4 - Empfehlungen Ob Maßnahmen getroffen werden sollten, um frühzeitig vor Einschlä-

gen zu warnen, und wenn, welche Maßnahmen, Kostenabschätzun-gen, Quellen der Finanzierung? (Dokument 10)

Sternenzentrum

10

Paper 1 Sky Watch Magazine

Der Weltuntergangs-

zusammenstoß

von Helen Clark

Helen Clark diskutiert die Möglichkeiten

der Wiederholung des Massen-Aussterbens von vor 65 Millionen Jahren: Könnte ein

Komet erneut mit der Erde kollidieren?

Zerstört ein Weltraumbrocken die Erde?

Er kommt schreiend vom Himmel wie eine Höllen-

rakete. Er ist wuchtiger als ein Berg und mit mehr

Energie bepackt als das gesamte nukleare Arsenal

der Welt. Er trifft 100-mal schneller auf die Atmo-

sphäre als eine Gewehrkugel mit Maximalge-

schwindigkeit. Eine Sekunde später kracht er mit

einer Sprengkraft von ca. 100 Millionen Tonnen

TNT in den Boden.

Nach Astronomen ist genau dies ein Szenario, das

uns bevorsteht, wenn ein Weltraumbrocken von

10 Kilometer Durchmesser mit der Erde kollidieren

würde. Das ist die Größe des Kometen, von dem

man annimmt, dass er vor 65 Millionen Jahren die

Erde getroffen und dadurch die Dinosaurier sowie

zwei Drittel allen Lebens auf der Erde beendet hat.

Verdampft

Die Schockwelle würde vom Kollisionszentrum mit

einer Geschwindigkeit von 30 000 Kilometer pro

Stunde nach außen wandern und zunächst einmal in

einem Radius von 200 Kilometer alles plattmachen.

Durch die Hitze des Einschlags wird der Weltraum-

brocken komplett zerstört und ein heißer Strahl

verdampften Gesteins schießt in die Atmosphäre.

Hoch oben in der Luft kühlt das verdampfte Gestein

ab, kondensiert und fällt in Form Millionen kleiner

Steine wieder zurück auf die Erde. Hier erhitzen sie

sich binnen einer Stunde wieder und ihr Glühen

färbt den Himmel rosa.

Flammen und Säure

Dampf zischt von grünen Blättern während die

Pflanzen „kochen“. Bäume und Gebäude gehen in

Flammen auf: Ein Gebiet von Tausenden von Qua-

dratkilometern ist in Brand gesteckt. Andere Aus-

wirkungen hingegen sind langfristig und betreffen

den ganzen Globus.

Dokument 1

23 Juli 2009

Der Stickstoff und der Sauerstoff reagieren zu Sal-

petersäure, und verseuchen die Luft mit einer Lö-

sung, so säurehaltig wie das Innere einer Autobatte-

rie. Schlimmer noch als die ursprüngliche Explosion

sprengen Milliarden von Tonnen an Schutt in die

Luft. Der Staub wird um die Erde getragen und

verdunkelt unseren Planeten für Jahrhunderte. In die

Dunkelheit gestürzt, kühlt unser Planet aus und

gefriert in andauernder Nacht. Was wird vom Leben

auf der Erde noch übrig bleiben – Jahrhunderte

danach – wenn der Staub sich gelegt hat?

Möglichkeiten

Viele Astronomen glauben, dass eine solche Kolli-

sion nicht nur wahrscheinlich ist, sondern früher

oder später sprichwörtlich unausweichlich. Tausen-

de von kleinen Meteoriten treffen die Erde jedes

Jahr und größere Weltraumbrocken passieren in

regelmäßigen Abständen die Erde: Es ist nur eine

Frage der Zeit, bis uns ein größerer trifft. Am 23.

März 1989 verfehlte uns ein Asteroid mit einem

Durchmesser von rund einem Kilometer nur um eine

Million Kilometer – und niemand hatte ihn kommen

sehen. Wenn er nur 6 Stunden früher aufgetaucht

wäre, hätte er unsere gesamte Zivilisation auslö-

schen können. Im Jahr 2126 wird der Komet Swift-

Tuttle die Erde dicht passieren und nur eine kleine

Änderung im vorherberechneten Kurs ist notwendig,

um ihn mit der Erde kollidieren zu lassen.

1994 krachte der Komet Shoemaker-Levy in den

Planeten Jupiter mit einer Gewalt, welche die Erde

zerstört hätte. Am 19. Juli 2009 stürzte wieder ein

Objekt in den Jupiter. Niemand weiß, woraus er

bestand, noch kannte man seine Umlaufbahn vor

dem Zusammenprall – aber vermutlich hatte er einen

Durchmesser von einem halben bis zu einem ganzen

Kilometer. Diese neue Einschlagskerbe auf dem

Jupiter hat beträchtliches öffentliches Interesse er-

weckt und führte auch zu einigen Vorschlägen, dass

wir mehr Ressourcen in den Schutz der Erde inves-

tieren sollten.

Handeln

Der Einschlag eines Kometen oder Asteroiden könn-

te alles und jeden auf der Erde töten. Aber wir haben

heutzutage die Technologien, jeden bedrohlichen

Felsbrocken aufzuspüren und möglicherweise zu

zerstören.

Die Regierung muss jetzt handeln: Wir haben die

Technologien. Zunächst müssen Untersuchungen in

Auftrag gegeben werden, um das tatsächliche Risiko

11

durch Weltraumobjekte abzuschätzen. Danach soll-

ten zum Zweck des Aufspürens Spezialteleskope

eingerichtet werden. Des Weiteren sollte jeder große

Weltraumbrocken abgelenkt oder durch von der

Erde oder einem Spaceshuttle abgeschossene Rake-

ten zerstört werden.

Wir sollten jetzt handeln, sonst könnten wir, genau

wie die Dinosaurier, schon bald ausgelöscht werden.

12

Sky Watch Magazine

Dokument 2

23 Juli 2009

Meteorite 5, Autos 0

von Geoffrey Smith

Geoffrey Smith beschreibt die Auswirkun-gen, welche auf die Erde gestürzte Meteo-

rite für 4 unglückliche Autofahrer hatte.

Unglück? Oder großes Glück?

Am 25. September 2009 zerstörte ein golfballgro-

ßer Stein eine Windschutzscheibe und dellte ein

Garagentor ein.

Entweder ist die Erde übervölkert mit Autos oder

Meteoriten sind einfach nur sauer. Ganze vier Mal

im späten 20. Jahrhundert und zwei Mal in nur

zwei Jahren wählten Weltraumbrocken Autos als

Ziele. Niemand wurde ernsthaft verletzt– ein ex-

tremes Glück für die Insassen und die unfreiwilli-

gen Zuschauer.

Asteroidenbruchstück

Ein Meteorit flog in Richtung Norden, die Ostküste

der USA entlang - eine Feuerspur für Millionen

sichtbar. Ein großer Teil des Asteroidenfragmentes

verbrannte, als dieser die Atmosphäre traf. Ein

Bruchstück überlebte und ging bei Peekshill, New

York nieder, mitten auf den 1980er Chevrolet von

Michelle Knapps. Das Auto stand in ihrer Einfahrt

als der Meteor ein Loch durch den Kofferraum

ihres Chevy Malibus und ein 10cm tiefen Krater in

den Asphalt schlug. Michelle war sehr wütend über

den Schaden an ihrem Chevy, bis ein Museum ihr

$60.000 für den Meteoriten bot und ein lokaler TV-

Sender $25.000 für Ihr einzigartiges Auto gab!

Himmelsmurmeln in Marbella

Am 21. Juni 1994 fuhren José Martin und seine

Frau Vicenta von Madrid nach Marbella, als ein

Stein von 1,4 kg durch die Windschutzscheibe

krachte. Er traf das Lenkrad, brach Josés Finger,

flog zwischen den Köpfen der beiden hindurch und

landete auf dem Rücksitz. Später wurden über 50kg

an Meteoritenbruchstücken in der Nähe des Ein-

schlagsortes gefunden.

Japanische Überraschung

Um Mitternacht des 18. Februar 1995 sahen viele

Menschen einen Feuerball über dem Himmel. Am

nächsten Morgen hatte Schulrektor Keiichi Sasata-

ni keine Schwierigkeiten, den verantwortlichen

Meteoriten zu finden. Er lag im durchlöcherten

Kofferraum seines Wagens!

Wo alles begann

Am 29. September 1938 stürzte ein 1,9 kg Stein in

Illinois, USA auf einen Pontiac Coupé. Dieser erste

Auto zerschmetternde Meteorit wurde damals im

Sky Watch Magazin porträtiert (Juni 1939, Seite

11).

Wie stehen die Chancen?

Meteorite treffen permanent auf die Erde, obschon

die meisten sehr viel kleiner sind als diejenigen, die

die Autos in dieser Geschichte demolierten. Die

Chancen, dass ein Meteor von der Größe einer

Faust ein Auto trifft sind sehr sehr klein – fast zu

klein, um sie zu berechnen. Die Wahrscheinlichkei-

ten solcher Treffer innerhalb weniger Jahre sind

kleiner, als ein doppelter Lotteriegewinn. Einige

Menschen sind eben Glückspilze – oder auch nicht!

13

Dokument 3

Science Now September 2009 65

Ortung des Peekskill-Meteoriten Am Abend des 9. Oktobers 1992 sahen Tausende von Amerikanern einen Feuerball, heller als der Vollmond, über den Himmel fahren. Einige schafften es, die Spur des Meteoriten zu filmen oder zu fotografieren (Abb. 1). Diese Aufnahmen erlaubten es uns, die Umlaufbahn des ur-sprünglichen Asteroiden zu berechnen.

Abbildung 1 Abbildung 2

Die meisten Asteroiden verbrannten beim Sturz durch die Atmosphäre, ein 12 kg Bruchstück überlebte, um daraufhin auf ein Auto in Peekskill, New York zu stürzen (Abb. 2).

Aus den Fotografien erhoben wir die folgenden Daten:

Eintrittsgeschwindigkeit: 14.7 km/sek (33 000 mph) Erster Video Clip: 46,4 km Höhe Zersplitterung beginnt in einer Höhe von 41 km Letzte messbare Geschwindigkeit: 5 km/sek (11 000 mph)

Aus den fotografischen Aufnahmen der Meteoritenspur errechneten wir die Umlaufbahn des Ursprungsasteroiden:

Mittlere Distanz von der Sonne: 225 000 000 km Umlaufzeit: 1,82 Jahre Neigung der Umlaufbahn: 5 Grad Exzentrizität: 0,41

Peter Brown und weitere Forscher an

der Universität von West-Ontario haben

die Umlaufbahn des Peekskill-

Meteoriten berechnet. Dies ist erst das

vierte Mal, dass etwas Derartiges ge-

macht wurde.

14

Dokument 3(Fortsetzung)


Abbildung 3 – Die Darstellung der vier Meteoriten, deren Umlaufbahnen vor der Kollision mit der Erde berechnet wurden:

15

Dokument 4

Natural Research 56 März 2008

Die größten Treffer der Erde

Grace McDonald des Scott Colleges beschreibt, wie neue bildgebende Verfahren Beweise ent-

hüllen, die nahelegen, dass die Erde auch einiges an Meteoriteneinschlägen erlitten hat, auch wenn ihre Oberfläche nicht mit Kratern überzogen ist.

Mit Ferngläsern kann man die Krater auf dem Mond erkennen. Weltraumsonden ermöglich-ten es uns, Krater auf dem Merkur, dem Mars

und den Monden der anderen Planeten zu sehen. Radaraufnahmen haben die Wolken der Venus durchdrungen und uns auch dort

Krater gezeigt. Einschlagskrater von Meteori-ten und Kometen liegen überall auf den Plane-ten und ihren Monden verstreut. Aber wo sind

die Krater der Erde?

Die meisten der Krater auf den Planeten sind

sehr alt. Die Hauptkraterperiode endete vor 4 Milliarden Jahren, als die Planeten ungefähr eine halbe Milliarde Jahre alt waren. Die meis-

ten der Asteroiden und Kometen, die Planeten formten, waren bis dahin schon wie weggefegt. Wir sehen die Krater auf anderen Planeten,

weil auf ihnen in den letzten vier Milliarden Jahren zu wenig passiert ist, um sie wieder zuzudecken.

Auf der Erde jedoch haben die Prozesse der Erosion und der Plattenverschiebung viele Krater wieder abgedeckt. Tektonische Aktivi-

täten – insbesondere durch Vulkane – haben Gesteinsschichten über die Krater gelegt. An-dere Einschlagsstellen wurden durch Wind

und Wasser abgetragen.

Einige Einschlagskrater kann man immer noch

klar sehen. Unter denen die am besten erhal-ten sind, ist der Meteorkrater in Arizona, USA

und der Wolf Creek in Australien. Sie wurden erst aus der Luft als Einschlagskrater identifi-ziert. Mittlerweile werden andere, wie Mani-

couragan in Kanada, über Satellitenbilder aus-findig gemacht.

Heute machen neue Techniken Krater sichtbar, die so bedeckt sind, dass sie durch Kameras gar nicht gesehen werden können. Computer-

bildbearbeitung wird auf Satellitenbilder ange-wandt. Durch die Überzeichnung der Höhenli-nien tauchen dann Einschlagskrater auf.

Geologen können tiefe Bohrungen vornehmen, um Gestein zu finden, welches durch den Ein-

schlag verändert wurde. Beispiele sind rekris-tallisierte Steine, die beim Einschlag ge-schmolzen waren, und zerbrochenes Gestein,

wie z. B. Shock Quartz.

Eine andere Methode arbeitet damit, die örtli-

che Gravitation und die magnetischen Felder zu messen. Diese Technik wurde eingesetzt, um einen großen Krater mit 180 km Durch-

messer an der Yucatan Küste von Mexico zu finden. Dieser Krater, genannt Chicxulub, könnte der Ort des Einschlages sein, der die Dinosaurier auslöschte.

Geologen haben bis heute 139 Krater entdeckt, die von Kometen- oder Meteoritenkollisionen

mit der Erde stammen.

Tabelle 1: Einschlags-Krater

Krater Ort Alter (in Millionen Jahren)

Manicouagan Quebec, Canada 212

Kar-Kal Tajikistan 10

Wolf Creek Australia 0.3

Lonar India 0.05

Meteor crater Arizona, USA 0.05

16

Dokument 4a

Natural Research 56 März 2013

Das Ende der Welt?

Am Freitagmorgen loderte ein Meteorit am Himmel über Russlands Chelyabinsk-

Region und löste eine atombombenartige Druckwelle aus, die mehr als tausend

Menschen verletzte, Fenster platzen ließ und manchen Russen das Gefühl vermittel-

te, dies sei das Ende der Welt.

Am 15. Februar 2013 drang ein Asteroid über Russland in die Erdatmosphäre ein. Mit einer geschätz-ten Geschwindigkeit von 18 km/s (40 000 mph), wurde der Meteorit zu einem blendenden Feuerball

über dem südwestlichen Uralgebiet. Er explodierte über Chelyabinsk Oblast , etwa 15 bis 25 km (9,6 bis 16 Meilen) über der Erde, bildete dabei kleine Meteoritenteilchen und eine starke Druckwelle. Die Atmosphäre nahm den Großteil der freigewordenen Energie auf, welche beinahe 500 Kilotonnen TNT entsprach, 20-30 Mal stärker als jede Atombombe, die in Hiroshima und Nagasaki explodierte.

Etwa 1500 Menschen wurden verletzt, zwei schwer. Alle Verletzungen waren vielmehr durch die indi-rekten Auswirkungen verursacht worden als durch den Meteoriten selbst, hauptsächlich durch Fens-terglas, das durch die Druckwelle zersplittert war. Mehr als 4300 Gebäude in sechs Städten der Re-

gion wurden durch die Explosion beschädigt. Der Meteorit verursachte ein grelles Licht und Augen-zeugen konnten die intensive Hitze des Feuerballs spüren.

Mit einem geschätzten Gesamtgewicht von 11 000 Tonnen ist der Chlyabinskmeteorit der größte Körper, der seit dem Tunguskaereignis im Jahre 1908 in die Erdatmosphäre eindrang und der einzig

bekannte Meteorit, der eine große Anzahl Verletzungen zur Folge hatte. Wobei es in Folge des gro-ßen Madridmeteoriten am 10.Februar 1896 ebenfalls einige Verletzungen gab, die allerdings durch die aufkommende Panik verursacht wurden.

Ein neu entdeckter Asteroid wird knapp innerhalb der Mondumlaufbahn vorüberziehen, mit der höchs-

ten Annäherung am 4. März 2013 um 07:35 Uhr UTC. Der Asteroid namens 2013ED hat mit etwa einer Weite von 10-17 Metern etwa die Größe des Allfelsens, der über Russland explodierte (der rus-sische Meteorit wurde auf eine Weite von 15 Metern geschätzt zum Zeitpunkt des Eindringens in die

Erdatmosphäre). 2013EC wird sich der Erde auf bis zu 396 000 Kilometer (246 000 Meilen) annähern, es besteht jedoch keine Gefahr, dass dieser Asteroid die Erde treffen könnte.

17

Dokument 5

Science Now August 2001 32

Gesteinsbrocken aus dem All stürzen öfter auf die Erde. Jim Barringer hat sie sich mal ange-

schaut.

Meteorit! Die Anfänge …… Unsere Sonne wurde vor 5 000 000 000 aus einer Gaswolke, hauptsächlich bestehend aus Wasserstoff mit etwas Helium und einer kleinen Menge anderer Elemente, geboren. Um den neuen Stern herum begann eine Scheibe aus Gas, Eis und Staub die

Planeten zu bilden. Weltraumbrocken, reich an Eisen von toten Sternen, stürzten zusammen, um neue Wolken zu bilden –

kleine steinerne Planeten nahe der Sonne, große Gasplaneten weiter entfernt.

Weltraumbrocken

Die Planeten wurden durch zusammenprallende Weltraumbrocken gebildet. Einige Weltraumbrocken jedoch – die Asteroi-

den – blieben frei und umkreisten die Sonne zwischen den Umlaufbahnen der anderen Planeten. Die meisten umkreisen die Sonne zwischen Mars und Jupiter, andere jedoch haben Umlaufbahnen, die sie in das Innere des Sonnensystems und auf die

Erde zu führen. Manchmal brechen einige Bruchstücke wie Sandkörner ab und hinterlassen eine Spur aus Partikeln im Welt-

all. Wenn die Erde sich in diese partiell hinein bewegt, verbrennen sie in unserer Atmosphäre als Meteore – „Sternschnup-

pen“.

Einschlag

Manchmal kommen Asteroiden – oder Bruchstücke von Asteroiden – auf die Erde zu. Wie bei den Meteoren lässt die Rei-

bung mit der Atmosphäre sie aufglühen, während sie auf die Erde zufallen. Die äußeren Schichten verdampfen in einem Feuerball, aber wenn der Weltraumbrocken groß genug ist, überleben Bruchstücke und treffen auf den Erdboden – und

wieder trifft ein Meteorit die Erde! Vor ungefähr 40.000 Jahren traf ein Meteorit von ungefähr 10 Meter Durchmesser auf

Arizona. Sein Krater ist immer noch in der Wüste zu sehen, einen Kilometer im Durchmesser und 100 m tief.

Stein und Eisen

Es gibt drei Hauptkategorien von Meteoriten: Aus Stein, aus Eisen und aus Stein & Eisen. Meteorite aus Stein sind die häu-

figsten, aber auch die am schwierigsten zu findenden, da sie sich von den Steinen auf der Erde nicht unterscheiden. Sie

bestehen aus Silikaten (Silizium), das gewöhnlichste gesteinsbildende Mineral auf der Erde, einige enthalten große Mengen

an Kohlenstoffverbindungen. Die seltensten Meteorite aus Stein und Eisen enthalten in Metall eingebettete Steinkristalle, während die Eisenmeteoriten meist in Form reinen Eisens und Nickels vorliegen. Einige Meteorite scheinen Teile des Mon-

des und des Mars‘ zu sein. Vor langer Zeit wurden der Mond und der Mars selbst von Meteoriten getroffen. Bruchstücke des

Mars‘ und des Mondes wurden in den Weltraum geschleudert und fielen schließlich selbst als Meteorite auf die Erde.

Glückliche Flucht vor Killerasteroiden

Es ist nicht bekannt, dass jemand bislang von einem Meteor getötet wurde, auch wenn es Berichte aus China gibt, dass es in

der Vergangenheit möglicherweise doch schon vorgekommen sei. Dennoch trägt die Erde, wie alle steinernen Planeten, die Narben von vielen Meteoriteneinschlägen. Manchmal sind die Krater einfach zu entdecken, besonders aus der Luft. Jedoch

sind die meisten Krater durch die Erosion oder durch die tektonische Plattenverschiebung der Erde überdeckt worden. Jetzt

zeigen neue wissenschaftliche Techniken versteckte Krater. Es gibt gute Belege für einen riesigen Krater, mit vielleicht 100

km Durchmesser, auf der Yucatan Halbinsel in Mexico. Viele Wissenschaftler glauben, dass dieser Einschlag das Ende der

Dinosaurier herbeiführte – vor 65 Millionen Jahren. Der Einschlag war so gewaltig, dass Milliarden Tonnen an Material in den Himmel geschleudert wurden. Das Klima wandelte sich unter den Staubwolken und die Dinosaurier konnten diesen

Wandel nicht überleben. Wie lange wird es wohl dauern, bis ein weiterer riesiger Weltraumbrocken eine ähnliche globale

Katastrophe hervorruft?

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Dokument 6

Sky and Space Mai 2003

Rocken im Sonnensystem Paula Crowder wirft einen Blick auf Asteroiden – den Relikten eines frühen Sonnensystems.

Kein explodierter Planet

Asteroiden, manchmal auch kleine Planeten genannt, sind kleine gesteinsartige Körper, die die Sonne

umkreisen.

Der erste Asteroid der gefunden wurde, war Ceres. Er wurde vom Italiener Giuseppe Piazzi am Neu-jahrstag 1801 am Himmel entdeckt. Ceres ist mit einem Durchmesser von 1000 km der größte Aste-roid. Nur drei Asteroiden – Ceres, Pallas und Vesta – haben einen Durchmesser von über 500 km. Einige hundert haben einen Durchmesser von über 100 km und mindestens 100 000 sind 1km oder

größer.

Früher nahm man an, dass Asteroiden von einem zerschellten Planeten stammten. Aber wenn man alle Asteroiden zusammensammeln würde, ergäben sie einen kleinen Körper von bloß 1500km im Durchmesser – 5% der Masse unseres Mondes. Die meisten Astronomen stimmen darin überein, dass die Asteroiden überbleibende Gesteinsbrocken aus der Zeit der Geburt der Planeten vor ungefähr 4,5 Milliarden Jahren sind. Vielleicht verhinderte die Schwerkraft des nahegelegenen Jupiters das Zu-

sammenkommen der Stücke und eine damit einhergehende Planetenbildung.

Nahaufnahme

Weil sie klein sind, sind Asteroiden, durch ein Teleskop betrachtet, nur winzig kleine Lichtpunkte. Im Oktober 1991 jedoch flog die Sonde Galileo auf dem Weg zum Jupiter am Asteroiden Gaspra vorbei. In einer Distanz von nur 1600 km gab uns Galileo die erste Nahaufnahme dieses Miniplaneten. Wie

die meisten kleinen Asteroiden ist Gaspra unregelmäßig in Form und Maßen: 19 x 12 x 11 km.

Asteroidenumlaufbahnen

Die meisten Asteroiden umkreisen die Sonne zwischen Mars und Jupiter, ungefähr 2,8 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt. Eine Astronomische Einheit, AU, ist die Distanz zwischen Erde und

Sonne, 150 Millionen km. Ceres, der größte Asteroid, braucht 4,6 Jahre um die Sonne zu umkreisen.

Figure 1 - Examples of asteroids

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Dokument 6 (Fortsetzung)

Sky and Space Mai 2003

Figure 2 – Das Innere des Sonnensystems, zeigt die Position der Asteroiden, ungefähr 5000 an der Zahl. Die

meisten davon in einem entfernten „Hauptgürtel“ zwischen Mars und Jupiter. Nur 12 Asteroiden bewegen sich

innerhalb der Umlaufbahn der Erde.

Einige Asteroiden haben elliptische Umlaufbahnen, welche sie zur Umlaufbahn der Erde hinführen. Die Amor-Asteroiden kommen bis in die Umlaufbahn des Mars. Die Apollo-Asteroiden kreuzen die Erdumlaufbahn während die Aten-Asteroiden Bahnen innerhalb der Erdumlaufbahn verfolgen. Einige dieser Objekte könnten alte Kometen sein, deren Eis schon lange Zeit ausgedampft ist. Diese Asteroi-den sind mögliche erdnahe Objekte (NEOs) – Weltraumbrocken die nahe an unserer Erde vorbeizie-hen oder sogar mit ihr kollidieren. 1968 passierte der Asteroid Ikarus die Erde in einer Entfernung von nur 6 Millionen km, seitdem hat es weitere Beinahe-Kollisionen gegeben. Der Treffer eines großen Asteroiden hätte einen zerstörerischen Effekt auf unseren Planeten.

Benennung von Asteroiden

Jährlich werden hunderte neue Asteroiden gefunden. Sobald die Umlaufbahn berechnet werden kann, wird der Asteroid nummeriert. Bisher wurden etwa 376 537 entdeckt. Von den 376 537 Asteroiden haben 159 366 Umlaufbahnen, welche so gut bekannt sind, dass man sie nummerieren kann, jedoch haben nur 13 805 von ihnen Namen. Zunächst wurden ihnen Namen aus der griechischen Mythologie gegeben, heute jedoch ist nahezu alles möglich. So gesellten sich Clapton und McCartney zu Mozart und Debussy und es gibt sogar einen Mr. Spock da draußen! Wie würdest du deinen Asteroiden nen-

nen?

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Dokument 7


Woher kommen die Kometen? Vor 65 Millionen Jahren, so vermutet man, schlug ein Komet (oder möglicherweise sogar ein Asteroid)

auf der Erde ein. Er schleuderte Milliarden Tonnen Erde in die Atmosphäre und wandelte das Klima.

Als der Staub sich legte, waren die Dinosaurier, die damaligen Könige unseres Planeten, ausgestor-

ben. Ein Komet änderte somit den Verlauf der Evolution – immer noch eine kontroverse Idee.

Kometen könnten auch der Schlüssel zum Leben auf der Erde sein. In den ersten Milliarden Jahren

des Sonnensystems könnte ein Schauer von Kometen, 100 000 an der Zahl, auf unseren jungen Pla-

neten gestürzt sein. Ihr Anteil an Eis könnte für einen Großteil des Wassers in unseren Ozeanen ver-

antwortlich sein. Organische Moleküle, eingeschlossen im Eis, könnten die Zutaten für den Beginn

des Lebens auf seiner evolutionären Reise gewesen sein.

Aber woher kommen Kometen? Was könnte einen Schauer von Kometen auslösen?

In der Tiefkühltruhe

Als sich die Planeten um die neu geborene Sonne herum bildeten, formten sich in den kalten äußeren

Regionen jenseits der Planten Eisblöcke. Einige dieser Eisblöcke wurden von den Gasriesen ge-

schluckt. Andere wurden durch die starke Gravitation dieser großen Planeten nach außen geschleu-

dert. Immer noch durch die Schwerkraft der Sonne gehalten, umkreisten diese Berge von Eis die

Sonne in Umlaufbahnen weit jenseits der Planeten.

Die Oortsche Wolke

1950, Der dänische Astronom Jan Oort vermutete, dass die großen Eisblöcke immer noch da sind.

Sie bilden eine Sphäre von Objekten, die sich von 20.000 bis zu 100.000 Astronomischen Einheiten

(fast zwei Lichtjahre) um die Sonne herum entfernt gebildet hat. Jeder vereiste Körper ist ein Kome-

tenkern, ein riesiger Brocken dreckigen Eises. Bis zu 2 000 000 000 000 Kometen könnten sich in

der Oortschen Wolke befinden3.

3 Das ist 281 mal so viel wie die derzeitige geschätzte Weltbevölkerung

Kometen sind eisbedeckte Kör-per, die manchmal eine spekta-kuläre Show b ieten, wenn sie in der Nähe der Sonne vorbeizie-hen. Vladimir Melankov diskutiert wie der Ursprung von Kometen

erklärt werden kann.

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Der Kuiper Gürtel

Die Analyse von Kometenumlaufbahnen legt die Anwesenheit einer weiteren Kometenregion nahe.

Gerard Kuiper vermutete, dass diese Kometen aus einer abgeflachten Gegend kamen, welche heute

der Kuiper Gürtel genannt wird. Der Gürtel beginnt gerade hinter Pluto bei ungefähr 35 Astronomi-

schen Einheiten und dehnt sich bis zur Oortschen Wolke aus. Das Sonnensystem ist ummantelt von

einem Reservoir von Kometen.

Wer bewegt die Kometen?

Kometen folgen fröhlich ihrer Umlaufbahn, sowohl im Kuipergürtel als auch in der weiter entfernten Oortschen Wolke. Irgendetwas muss Ihnen einen guten Zug in Richtung der Sonne geben.

Kometen aus der Oortschen Wolke werden vermutlich durch die Schwerkraft eines Sterns, der unse-rem Sonnensystem auf seiner Reise um die Galaxie sehr nahe kommt, von uns fortbewegt. Der

eiserstarrte Kometenkern stürzt auf die Sonne zu und wird schließlich als Komet mit ‘Koma und Schweif’ sichtbar:

Daraufhin verschwindet er in den Tiefen des Raums, um nie wieder gesehen zu werden – ein Komet

mit langer Periode.

Der Kuiper Gürtel ist näher an der Sonne und es ist die Schwerkraft der äußeren Riesenplaneten,

welche sie von ihrer Heimat entfernt. Diese richten sich in kürzen Umlaufbahnen von 200 Jahren ein

und werden kurzperiodige Kometen.

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Jenseits des Pluto

Kometen in der Oortschen Wolke sind so weit weg, dass man sie von der Erde aus nicht sehen kann. Der Kuiper Gürtel ist näher aber immer noch jenseits des Pluto, sodass die Chance, hier Objekte zu

finden, sehr klein sind.

Und dennoch, am 30 August 1992, gaben David Jewitt und Jane Luu bekannt, dass sie ein Objekt

jenseits des Pluto gefunden hatten. Sie hatten das sich bewegende Objekt mithilfe des 2,2 Meter Teleskopes auf Mauna Kea, Hawai vor den Sternen des Sternbildes Fische gefunden. Das Objekt bekam die Nummer 1992 QB1, aber Jane und David nannten es “Smiley” nach den Romanen von

John le Carré. Smiley hatte einen Durchmesser von 200 km und war das erste Mitglied des Kuiper Gürtels, das entdeckt wurde.

Andere folgten, einige wurden mithilfe des Hubble Weltraumteleskops gefunden, mittlerweile hat man über 1000 Objekte ansehen können.

Ein Super-Komet

Am 19. Oktober 1977, entdeckte Charles Kowal den Asteroiden 2060. Es war bald klar, dass 2060 kein gewöhnlicher Asteroid war. Seine Umlaufbahn lag zwischen Saturn und Uranus, weit jenseits

anderer Asteroiden. Er wurde Chiron genannt (Sohn des Saturn, und in der griechischen Mythologie der Urenkel von Uranus). Chirons Durchmesser wurde auf 200 km geschätzt.

1988 fing Chiron an zu zischen. Seine Oberfläche dampfte ab, je näher er der Sonne kam. Obwohl er

zu Beginn als Asteroid klassifiziert worden war, zeigte er später das Verhalten eines typischen Kome-

ten. Heute ist er als beides klassifiziert und folgerichtig ist er auch bekannt unter der Kometenbe-

zeichnung 95P/Chiron.

Chiron ist einigen Monden von Uranus und Neptun sehr ähnlich. Diese eisbedeckten Körper sind

möglicherweise aus dem Kuiper Gürtel oder der Oortschen Wolke entkommen, nur um von den gro-

ßen Riesenplaneten wieder eingefangen zu werden. Wie viele weitere Chirons gibt es da draußen

wohl noch, vielleicht auf dem Weg zu unserer Sonne – oder zur Erde?

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Aufsatz 8




Ziel : Untersuchen der Faktoren, welche die Größe und die Erscheinung von Kratern beeinflussen. Im

Anschluss an die Untersuchung können Vorschläge zu größeren Impaktoren gemacht werden.

Simulation: Einschlagsobjekte wie Murmeln, Kugellager oder Golfbälle werden verwendet, um Im-

paktoren wie z.B. Meteoriten zu simulieren. Pulver simuliert die Oberfläche des Planeten.

Materialien:

Einschlagsobjekte Murmeln, Kugellager, Golfbälle, Knetmasse

Oberfläche des Planeten Mehl und Pulver, Farbe als oberste Schicht

Behälter Plastikschale, Aluminiumschale oder Kartonage (mindestens 7,5 cm

tief und 30 cm Fläche)

Andere Materialien Zeitungspapier – um den Behälter zum Auffangen des Pulvers

Meterstab – zum Messen der Fallhöhe

Lineal – zum Messen des Durchmessers und Tiefe des Kraters

Waage – zum Messen der Masse der Einschlagskörper

Sieb – zum Streuen von Pulverfarbe, wenn notwendig.

Vorbereitung der ‘Planetenoberfläche'

1. Füllen Sie den Behälter zu einer Mindesthöhe von 3 cm mit Mehl (abhängig von der Fallhöhe /

Gewicht des Körpers benötigt man eventuell mehr Mehl – machen Sie deshalb einen Probedurch-

lauf). Ebnen Sie die Oberfläche und klopfen Sie gegen den Behälter, um das Pulver gleichmäßig

zu verteilen.

2. Optional – nur für das Einschlagsstrahlenexperiment: Streuen Sie mithilfe eines Siebes Pulverfarbe

über die Oberfläche.

Untersuchungsoptionen

Planen und führen Sie Experimente durch, um einen der folgenden Punkte zu erforschen:

1. Die Auswirkung unterschiedlicher Fallhöhen auf die Kratergröße

2. Die Auswirkung unterschiedlicher fallender Gewichte auf die Kratergröße

3. Die Auswirkung unterschiedlicher Fallhöhen auf die Länge der Einschlagsstrahlen

4. Die Auswirkung unterschiedlicher fallender Gewichte auf die Länge der Einschlagsstrahlen.

Sternenzentrum

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Aufsatz 8 (Fortsetzung)

Forschungsauswertung

Was sagen Ihre Daten aus über:

1. Den Zusammenhang zwischen Kratergröße und Einschlagshöhe?

2. Den Zusammenhang zwischen Kratergröße und Gewicht des fallenden Körpers?

3. Den Zusammenhang zwischen der Länge von Einschlagsstrahlen und Einschlagshöhe?

4. Den Zusammenhang zwischen der Länge von Einschlagsstrahlen und Gewicht des fallenden

Körpers?

5. Die Kratergröße, die ein Einschlag aus 10facher Höhe Ihres höchsten Versuchsaufbaus verur-

sacht?

6. Die Kratergröße, welche ein Körper mit 10 x höherem Gewicht Ihres schwersten Körpers ver-

ursacht?

Forschungsdiskussion

1. Welche üblichen Merkmale echter Einschlagskrater tauchten bei Ihrer simulierten Kollision

nicht auf?

2. Erstellen Sie eine Liste, warum Ihre simulierten Einschläge keine echten Meteoriteneinschläge

auf die Erde darstellen können.

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Aufsatz 9

Verteidigungsministerium der Ver-

einigten Staaten

Freigegebene Informationen : Veröffentlichungsdatum 1.Oktober 2008

Einstige Einordnung : AB/3 Streng geheim

Betreff : Meteoritenexplosionen in großer Höhe

Zusammenfassung

Satelliten des US Vereidigungsministeriums haben im Zeitraum von 1992 bis 2007 insgesamt 136

Explosionen in der oberen Atmosphäre entdeckt.

Diese Einschläge wurden von Meteoriten verursacht. Diese sind vermutlich Teile von Kometen

oder Asteroiden. Die Bruchteile zerstören sich selbst, beim Aufprall mit hoher Geschwindigkeit

auf die obere Erdatmosphäre.

Energie und Geschwindigkeit der Meteoriten

Die Meteoriten schlagen mit einer Geschwindigkeit zwischen 15 und 20 Kilometern pro Sekunde in

die Atmosphäre ein. Ein Meteorit mit einem Durchmesser von 10 Metern würde etwa 100 Tonnen

wiegen. Die Energie des Einschlags eines solchen Meteoriten entspricht einer Bombe aus 20 000

Tonnen TNT, größer als die Atombombe, die 1945 auf Hiroshima fiel.

Nichtmetallische Körper dieser Größe werden in Höhen zerstört, die zu hoch sind, um auf der

Erde Schade anzurichten.

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Analyse der Luftdetonation Zwischen 1992 und 2007 wurden 136 Luftdetonationen entdeckt, was durchschnittlich 8 Einschlä-

gen pro Jahr entspricht. Aufgrund von Übertragungslücken schätzen die Forscher des Verteidi-

gungsministeriums, dass es in dieser Zeit tatsächlich etwa 10 Mal mehr Explosionen (mit Ener-

gien über 1 000 Tonnen TNT) gab. Es wird geschätzt, dass jährlich 80 Meteoriten unterhalb

einer Kilotonne in der oberen Atmosphäre explodieren.

Einschläge hoher Energie

Drei konkrete Explosionen hoher Energie wurden aufgezeichnet und werden auf der Weltkarte

dargestellt. Jeder Einschlag verursachte einen sichtbaren Blitz, der nur ein oder zwei Sekun-

den anhielt, jedoch so hell wie die Sonne war. Unten finden Sie ein Helligkeitsdiagramm für

die Luftdetonation über Indonesien im Jahr 1992.

Detektoren des US Verteidigungsministeriums

Luftdetonationsmelder befinden sich an Bord von Satelliten, in einer Höhe von 38 000 km der

geosynchronen Umlaufbahn. Ihre primäre Mission ist es, auf die Erde zu blicken, um Hitze von

Raketenmotoren und ballistischen Geschossen zu entdecken. Die Hauptsensoren entdecken Infra-

rotstrahlung, aber auch Sensoren für sichtbares Licht.

Weitere Informationen bleiben geheim.

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Aufsatz 10


Betreff: Kollisionskurs - Weltraumwache: Quelle - Dr. Martin Beech, Universität Ontario,

veröffentlicht in Astronomy Now, Februar 1993


Weltraumwache Einführung

Die Erde wird seit ihrer Entstehung von Kometen, Asteroiden und Meteoriten getroffen. Ein-

schläge solcher Körper werden unweigerlich auch in Zukunft geschehen – und die Konse-

quenzen für das Leben auf der Erde könnten verheerend sein.

Risikoeinschätzung

Wie also steht es um die Wahrscheinlichkeit eines lebensgefährdenden Einschlags auf die

Erde? Studien über Erdkrater und Mondkrater liefern hier einige Ideen der Wahrscheinlichkeit

eines solchen Szenarios.

Abbildung 1. Risikoeinschätzungsdaten zu Asteroideneinschlägen

Durchmesser des Asteroiden

(km)

Geschätzte Anzahl von

NEOs *

Einschlagswahrscheinlichkeit (einmal pro Anzahl der Jah-

re)

Einschlagsenergie (Megatonnen

TNT#)

Größe des Kraters (km)

0.001 (1 Meter) 10 000 000 100 0.1 0.01 (10 m)

0.1 (100 m) 100 000 10,000 10 1

1 1 000 100,000 10 000 10

10 10 1,000,000 1 000 000 100

* NEO = Erdnahe Körper (Asteroide oder Kometen)

# 1 Megatonne TNT = 1 000 000 Tonnen hochexplosive Stoffe (die Atombombe, welche auf

Hiroshima fiel, entsprach 13 000 Tonnen TNT oder 0,013 Megatonnen).

Sternenzentrum

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Abbildung 2. Daten aus Abbildung 1 in einer Grafik dargestellt, um zu zeigen, dass die Wahrscheinlich-

keit einer globalen Katastrophe existiert, glücklicherweise jedoch gering ist.

Weltraumwache

Das Weltraumwachen-Programm der Kitt Peak Sternwarte in Arizona hat gezeigt, dass NEOs

in einiger Entfernung zur Erde entdeckt werden können. Mit größeren Teleskopen wäre die

Anzahl der Gesichteten noch besser. Nach der Weltraumbeobachtung ist es Zeit für Welt-

raumüberwachung.

Die Weltraumwache ist ein System aus sechs 2,5 Meter großen Teleskopen, die monatlich

6 000 Gradfelder des Himmels überwachen können. Innerhalb der nächsten 25 Jahre sollten

sie 90% der erdnahen Asteroiden mit einem Durchmesser von 1km oder größer entdeckt ha-

ben.

Es gibt keine Zweifel, dass die Weltraumwachen-Untersuchung uns sehr viel genauere Daten

über kleine Körper im inneren Sonnensystem liefert. Zudem könnte ein Meteorit entdeckt

werden, welcher sich auf Kollisionskurs mit unserem Planeten befindet und es uns so ermögli-

chen, eine globale Katastrophe abzuwenden.

collision course

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