{"id":25192,"date":"2020-02-12T12:47:56","date_gmt":"2020-02-12T11:47:56","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2020\/02\/12\/astronomie-in-der-sandkiste-querschlaeger-und-asteroiden\/"},"modified":"2025-05-14T16:48:00","modified_gmt":"2025-05-14T14:48:00","slug":"astronomie-in-der-sandkiste-querschlaeger-und-asteroiden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2020\/02\/12\/astronomie-in-der-sandkiste-querschlaeger-und-asteroiden\/","title":{"rendered":"Astronomie in der Sandkiste: Querschl\u00e4ger und Asteroiden"},"content":{"rendered":"

Wenn es in den Massenmedien um Asteroiden geht, dann meistens darum dass die Dinger auf die Erde fallen (k\u00f6nnten). Was sie in der Realit\u00e4t sehr selten tun; zumindest die gro\u00dfen und gef\u00e4hrlichen. In der Wissenschaft ist der Blick auf die kosmischen Felsbrocken deutlich vielf\u00e4ltiger. Und eine Forschergruppe um Esteban Wright<\/i> von der Universit\u00e4t Rochester in den USA haben k\u00fcrzlich untersucht was passiert, wenn Felsbrocken AUF Asteroiden fallen („Ricochets on Asteroids“<\/a>). Das klingt seltsam: Warum will man sowas wissen? Gegenfrage: Warum sollte man so etwas nicht<\/i> wissen wollen?<\/p>\n

Aber ganz im (wissenschaftlichen) Ernst: Es ist durchaus sehr sinnvoll zu untersuchen was passiert, wenn kleinere Felsbrocken auf Asteroiden treffen. Denn erstens kollidieren Asteroiden nat\u00fcrlich auch untereinander und wenn wir diese Himmelsk\u00f6rper verstehen wollen, dann m\u00fcssen wir auch im Detail verstehen was da abgeht. Das Verhalten von Asteroiden bei einer Kollision sagt uns zum Beispiel einiges \u00fcber ihre Zusammensetzung. Bei so einem Zusammensto\u00df zwischen Asteroiden entstehen auch jede Menge Tr\u00fcmmerteile die eine Zeit lang die gr\u00f6\u00dferen Brocken umkreisen und dann irgendwann sp\u00e4ter dort einschlagen. Diesen Prozess will man verstehen wenn man wissen will, wie Asteroiden sich verhalten und wie sich ihre Oberfl\u00e4che im Laufe der Zeit ver\u00e4ndert. Unter welchen Umst\u00e4nden schlagen die kollidieren Objekte Krater auf dem Asteroiden? Unter welchen Umst\u00e4nden schubbern sie einfach nur ein bisschen \u00fcber dessen Oberfl\u00e4che? Unter welchen Umst\u00e4nden prallen sie ab und h\u00fcpfen quasi wieder aus dem Krater heraus den sie geschlagen haben? All das haben Wright und seine Kollegen untersucht.<\/p>\n

Dazu haben sie Experimente durchgef\u00fchrt. Nicht mit echten Asteroiden – obwohl ich voll daf\u00fcr w\u00e4re, eine entsprechende Mission auszustatten die im Weltall Asteroiden mit kleinen Projektilen beschie\u00dft! Aber das war wohl f\u00fcr diese Arbeit zu aufwendig weswegen man sich auf Laborexperimente beschr\u00e4nkt hat. Man hat Murmeln in Sand geworfen und auch wenn das nicht sehr wissenschaftlich klingt hat man es h\u00f6chst seri\u00f6s durchgef\u00fchrt. Die Glaskugel (mit 5,57 Gramm und 16,15 mm Durchmesser) wurde \u00fcber ein Pendel mit einer Geschwindigkeit von einigen Metern pro Sekunde in den Sand geschleuert um sicher zu stellen dass sie m\u00f6glichst wenig rotiert. Das ganze wurde mich Hochgeschwindigkeitskameras gefilmt und ausgewertet. <\/p>\n

So sah das Setup im Labor aus:<\/p>\n

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Wright et al, 2020<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Und hier sind Beispiele f\u00fcr die oben beschriebenen drei M\u00f6glichkeiten Arten wie so eine Kollision ausgehen kann:<\/p>\n

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Wright et al, 2020<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Aber wovon h\u00e4ngt es jetzt genau ab, ob ein Objekt im Einschlagskrater liegen bleibt, weiter rollt oder abprallt? Im Wesentlichen von der Einschlagsgeschwindigkeit und dem Einschlagswinkel, wie dieses Diagramm zeigt:<\/p>\n

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Wright et al, 2020<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Auf der x-Achse sieht man die Einschlagsgeschwindigkeit (oben in Meter\/Sekunde angegeben) und auf der y-Achse den Einschlagswinkel. Die roten Symbole zeigen Abpraller, gr\u00fcn\/blau sind rollende Einschl\u00e4ge und in schwarz\/dunkelrot sieht man die Liegenbleiber. Die Grenze zwischen Abprallern und den anderen Varianten ist durch eine orangene Kurve gezogen f\u00fcr die Wright und seine Kollegen auch ein mathematisches Modell entwickelt haben. <\/p>\n

Die ganze Arbeit war noch wesentlich ausf\u00fchrlicher als das, was ich bis jetzt beschrieben habe. Man hat zum Beispiel auch vermessen, wie genau und in welche Richtung(en) sich die Kugel w\u00e4hrend des ganzen Prozesses dreht; welchen Einfluss die Reibung hat und wie sie sich in Abh\u00e4ngigkeit der Einschlagsparameter ver\u00e4ndert; wie sich die Geschwindigkeit \u00e4ndert (also die Beschleunigung der Kugel w\u00e4hrend sie sich \u00fcber den Sand bewegen). Und nat\u00fcrlich haben sie auch untersucht wie sich das ganze ver\u00e4ndert wenn man es nicht mit Erdschwerkraft sondern den Bedingungen im All zu tun hat. Wirklich exakt kann man das aber nur verstehen, wenn man die Experimente auch unter Mikrogravitation durchf\u00fchren w\u00fcrde, zum Beispiel in der Internationalen Raumstation. Vielleicht schmei\u00dfen also bald die Astronautinnen und Astronauten im All Murmeln in weltraumtaugliche Sandkisten \ud83d\ude09 Und das meine ich durchaus ernst: Wenn wir verstehen wollen wie Asteroiden funktionieren, dann sind das absolut sinnvolle und wertvolle Experimente. Man ist nie zu alt um sich in Sandkisten zu am\u00fcsieren!
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