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Auf Kollisionskurs: Asteroidencrashtests im Labor

24.08.2015, von , in Karte anzeigen

Simulierter Asteroidencrash

Simulierter Asteroidencrash

Ein Blick in den sternenklaren Nachthimmel: Irgendwo dort oben, gibt es unzählige Asteroiden aus Sand und Staub, die mehrere Kilometer groß sein können, ebenso große Kometen, noch größere Planeten und auch viele Trümmerteile von Himmelkörpern. Sie kreisen in Planetensystemen wie ein Gürtel um einen zentralen Stern. Wissenschaftler sprechen von Trümmerscheiben. Dabei stoßen einzelne Trümmer auch schon mal so heftig zusammen, dass selbst große Körper dabei völlig zerstört werden können und zu vielen kleinen Trümmern zerfallen. Aber was passiert dabei eigentlich genau? Das wollen Wissenschaftler vom Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik der TU Braunschweig jetzt im Rahmen eines deutschlandweiten Forschungsverbundes herausfinden. Sie stellen Weltraumkollisionen im Labor nach, schießen mit Kanonen und feuern faustgroße Sand- und Staubklumpen ab. Denn sie wollen die Entstehung von Planeten und Planetensystemen besser verstehen.


Das Aluminiumprojektil, welches mit einer Kanone abgefeuert wurde

Das Aluminiumprojekttil, welches mit einer Kanone abgefeuert wurde

Schuss im Vakuum

Ein dumpfer Knall ertönt aus der Vakuumkammer im Labor. Die Wissenschaftler haben ein zwei Zentimeter großes Projektil aus Aluminium mit einer Kanone abgeschossen. Es ist mit voller Wucht über ein langes Kanonenrohr in einem Sandeimer gelandet, der im Innern der Vakuumkammer steht. Die Kanone kann Projektile mit Geschwindigkeiten von bis zu 2000 Metern pro Sekunde abfeuern. So schnell können auch Himmelskörper im Vakuum des Universums aufeinanderprallen. Was dabei genau passiert wird im Labor im kleinen Maßstab untersucht: Der Sandeimer simuliert ein Trümmerteil eines Asteroiden aus Sand, das Projektil stellt ein kleineres Trümmerteil dar.

Der Sandeimer als Simulation eines Trümmerteils des Asteroiden aus Sand

Der Sandeimer als Simulation eines Trümmerteils des Asteroiden aus Sand

Einschlag in Zeitlupe

Jetzt schauen sich die Astrophysiker den Einschlag des Projektils auf dem Videomittschnitt einer Hochgeschwindigkeitskamera an. In Zeitlupe ist zu sehen, was mit bloßem Auge nicht möglich ist: Beim Aufprall des Projektils auf die Sandoberfläche werden die Sandkörner in alle Richtungen geschleudert und zum Teil auch zu feinem Staub zermahlen. Wie schnell die Sandkörner geflogen sind und in welche Richtungen genau, wird am Computer analysiert. Die Berechnungen der einzelnen Flugbahnen dauern Monate. Nur so sind Rückschlüsse zum Beispiel auf die Entstehung der Erde und des Sonnensystems möglich. Die Wissenschaftler hoffen, dass sie mit Hilfe der Versuchsergebnisse auch die Entwicklung zum Beispiel von jungen, noch weitgehend unbekannten Planetensystemen besser verstehen und Zusammenstöße vorhersagen können.

Die Wissenschaftler wollen die Entstehung von Planeten und Planetensystemen besser verstehen.

Die Wissenschaftler wollen die Entstehung von Planeten und Planetensystemen besser verstehen.

Simulation von Kollisionen

Dafür sind jedoch viele weitere Versuche und Berechnungen nötig. Sie schießen außerdem nicht nur auf Sand, sondern künftig auch auf Eis. Sie simulieren Himmelskörper aus den verschiedensten Materialien und Größen und lassen sie aufeinanderprallen. In einem zweiten Laborraum schießen sie zum Beispiel mit faustgroßen, zusammengepressten Staubklumpen. Zwei davon lassen sie in einem Glaszylinder aufeinanderprallen bis nur noch eine weiße Staubwolke übrig ist. Wieder filmen sie den Versuch mit Hochgeschwindigkeitskameras. In der Zeitlupe ist zu sehen, dass auch größere Trümmerteile weggeschleudert werden. Für eindeutige Ergebnisse brauchen die Wissenschaftler noch viel Zeit. Sie haben gerade erst begonnen, so genannte Trümmerscheiben aus Kometen, Asteroiden und Staub, die wie ein Gürtel um Planetensysteme kreisen, zu erforschen.

 

 Video: Asteroidencrashtest

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