Als planetare Verteidigung (englisch planetary defense) werden Pläne bezeichnet, die Menschheit durch technische Methoden und Maßnahmen vor extraterrestrischen Bedrohungen des Planeten Erde zu schützen. Dabei handelt es sich entweder um den Einschlag eines Meteoriten (auch Impakt genannt) oder den möglichen Einfall von außerirdischen Lebensformen (Invasion). Im Gegensatz dazu geht es beim planetaren Schutz (Planetary Protection) um die Verhinderung eines unabsichtlichen Eindringens von Lebensformen in eine andere Biosphäre (Kontamination).
Einschlag eines Himmelskörpers auf der Erde mini|Künstlerische Interpretation eines großen Einschlagsereignisses: Die Kollision eines mehrere Kilometer großen Asteroiden mit der Erde würde mehr Energie freisetzen als Millionen AtombombenEine potentielle Gefahr für die Erde wäre ein astronomisches Ereignis, wie der Einschlag eines erdnahen Objektes (nach englischer Abkürzung NEOs, für Near Earth Objects) oder eine Detonation eines derartigen Objektes in der Erdatmosphäre.Jack G. Hills et al.: Damage from comet-asteroid impacts with earth. Physica D, Vol.133, Issues 1-4, September 1999, S. 189–198, doi:10.1016/S0167-2789(99)00091-3Elisabetta Pierazzo et al.: Environmental effects of impact events. S. 146–156, in: Gordon R. Osinski et al.: Impact cratering – processes and products. Wiley-Blackwell, Chichester 2013, ISBN 978-1-4051-9829-5; P. Brown et al.: The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth. Nature 420, S. 294–296 (21. November 2002), doi:10.1038/nature01238; online PDF, abgerufen am 30. November 2011 Abhängig von Beschaffenheit, Masse, Dichte, Druckfestigkeit, Aufprallwinkel bzw. der lokalen geologischen Beschaffenheit des Einschlaggebietes könnte schon ein Objekt mit 10 Metern Durchmesser aufgrund seiner Orbitalgeschwindigkeit und der zusätzlichen Beschleunigung, die es durch die Erdanziehung erhält, beträchtlichen Schaden verursachen.John S. Lewis: Unbegrenzte Zukunft. Bettendorf, München 1998, ISBN 3-88498-126-9, S. 108ff.Christian Köberl, Francisca C. Martínez-Ruis: Impact markers in the stratigraphic record. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-00630-3, S. 65ff., books.google.at, abgerufen am 29. November 2011. Aus astrodynamischen Gründen können Objekte Kollisionsgeschwindigkeiten von mehr als 72 km/s erreichen und verfügen dadurch über eine erhebliche kinetische Energie und im ungünstigsten anzunehmenden Fall über ein enormes Zerstörungspotential.What if an Asteroid Hit the Earth? grc.nasa.gov; impact earth simulation ic.ac.uk, abgerufen am 28. November 2011I.V. Nemtchinov et al.: Assessment of Kinetic Energy of Meteoroids Detected by Satellite-Based Light Sensors. Icarus, Volume 130, Issue 2, S. 259–274, Dezember 1997, TNT equivalent of asteroid impacts daviddarling.info, abgerufen am 29. November 2011Peter T. Bobrowsky et al.: Comet/Asteroid impacts and human society – an interdisciplinary approach. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-32709-7, S. 225 ff., online@ google books, abgerufen am 29. November 2011. Beim Eintritt in die Atmosphäre entstehen ballistische Schockwellen.Asteroid Initiative Workshop Cosmic Explorations Speakers Session nasa@youtube
Es wird von über einer Million Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 30 Metern ausgegangen. Die Anzahl der mit ausreichender Genauigkeit bekannten NEOs ist jedoch wegen ihrer geringen Größe und des oft geringen Albedos gering. Das größte bekannte erdnahe Objekt hat einen Durchmesser von 35 Kilometern. Die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags der sehr großen erdnahen Objekte ist zwar extrem gering, aber ein solcher Einschlag könnte zur Auslöschung der Menschheit führen.
mini|Detektierte Bolidenereignisse In der Vergangenheit kam es immer wieder zu Kollisionen verschieden großer Objekte mit der Erde, wie z. B. dem KT-Impakt vor 66 Mio. Jahren.Impact Structures Sorted by Diameter Earth Impact Database, passc.net, abgerufen am 26. Juli 2012; Die Feinde aus dem All, faz.net Sichtbare Spuren und fossile Überreste von Einschlagkratern finden sich an vielen Orten auf der Erde. 1908 kam es zu einer Detonation in der Atmosphäre (englisch air burst) über Tunguska in Sibirien. Forscher gehen davon aus, dass ein Objekt mit einem Durchmesser von vermutlich 50 m in einer Höhe von etwa 8 bis 12 km explodierte und dabei Energien von 15 bis 20 Megatonnen TNT freisetzte.Z. Sekanina: Evidence for asteroidal origin of the Tunguska object. Planetary and Space Science, Vol.46, Issues 2–3, 1998, S. 191–20, ;Bill Napier et al: (PDF; 488 kB) arm.ac.uk, abgerufen am 3. August 2012 Explosionen und Fragmentierungen von Boliden werden jedes Jahr detektiert.Vgl. Brown et al. ; Table 1 Details of calibrated bolides. Bis 2009 stellte die US Air Force Wissenschaftlern Infrarot-Beobachtungsdaten aus dem Defense Support Program zur Verfügung.Astronomers lose access to military data nature.com; Military Hush-Up: Incoming Space Rocks Now Classified space.com, abgerufen am 24. April 2014 Infraschall-Messstellen der CTBTO registrierten im Zeitraum 2000 bis 2013 insgesamt 26 Ereignisse zwischen 1 und 600 kT.Asteroid strike map built from nuclear watchdog data newscientist.com Von 1994 bis 2013 wurden weltweit 556 Bolidenereignisse detektiert. Der Meteor von Tscheljabinsk trat mit einer Geschwindigkeit von etwa 19 km/s in die Erdatmosphäre ein, fragmentierte in einer Höhe von etwa 45 km und setzte bei dem folgenden Airburst in einer Höhe von 30 bis 27 km ein TNT-Äquivalent von mehr als 500 kT frei.Risk of massive asteroid strike underestimated nature.com, abgerufen am 11. November 2013 Auch auf dem Erdmond kommt es jedes Jahr zu Einschlägen.; Bright Explosion on the Moon nasa.gov, abgerufen am 26. Februar 2014MIDAS – Moon Impacts Detection and Analysis System uhu.es Auch in jüngster Zeit kam es zu extremen Annäherungen und Beinahe-Kollisionen, sog. Near-Miss-Szenarien, wie z. B. bei (4581) Asclepius oder (612901) 2004 XP14, (308635) 2005 YU55, 2009 DD45 und 2019 OK.Jonathan Nott: Extreme events – a physical reconstruction and risk assessment. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2006, ISBN 0-521-82412-5, S. 228; C. R. Chapman et al.:Hazards from Earth-Approachers: Implications of 1989 FC's „Near Miss“. Meteoritics, Vol. 24, S. 258, „Highscore“-Größte Annäherungen von Asteroiden bisher und in Zukunft scinexx.deNewly discovered small asteroid just misses Earth; next up is much bigger 12/12/12 asteroid washingtonpost.com; b612foundation.org, abgerufen am 17. Dezember 2012 Die Vorwarnzeiten im Falle einer Kollision wären in manchen Fällen sehr kurz gewesen, wie bei 2014 AA, oder die Objekte wurden sogar erst nach ihrem Vorbeiflug entdeckt, wie bei 2018 AH, 2002 MN und (4581) Asclepius.A Close Asteroid Flyby skyandtelescope.com, abgerufen am 27. Juli 2012; siehe auch JPL: NEO Earth Close Approaches.
Stand der Wissenschaft ist, dass von größeren Asteroiden derzeit keine Gefahr ausgeht, da sie fast alle bekannt und ihre Bahnen genau vermessen sind. Mittelgroße Erdbahnkreuzer werden sehr wahrscheinlich viele Male so nah vorbeikommen, dass sie entdeckt und über Jahrzehnte beobachtet und ggf. mit sehr sanften Methoden abgelenkt werden können,Armageddon Can Wait: Stopping Killer Asteroids. In The New York Times. 19. November 2002. wenn die Beobachtungsprogramme großzügig ausgebaut werden.Amy K. Mainzer: The future of planetary defense. J. Geophys. Res. Planets 122, 2017, doi:10.1002/2017JE005318 (freier Volltext). Für Kometen trifft das nicht zu. Die Vorwarnzeit bleibt absehbar sehr gering, sodass heutige Technik wirkungslos wäre. Gleichzeitig sei die Trefferrate so gering, dass die Entwicklung einer geeigneten Abwehr kommenden Generationen überlassen werden kann. Im Juni 2018 veröffentlichte die Regierung der Vereinigten Staaten den Near-Earth Object Preparedness Strategy and Action Plan.Federal Government Releases National Near-Earth Object Preparedness Plan nasa.gov; whitehouse.gov, (PDF), abgerufen am 16. Juli 2018 Im September 2020 vereinbarten NASA und die United States Space Force eine engere Kooperation im Bereich Planetary Defense.NASA, US Space Force Establish Foundation for Broad Collaboration nasa.gov; NASA and US Space Force team up for planetary defense, moon trips and more space.com, abgerufen am 30. September 2020
Abwehrstrategien und Projekte gegen Asteroiden Erfassung erdnaher Objekte Die Abwehr der Bedrohung durch den Einschlag eines erdnahen Objekts erfordert frühzeitige Kenntnis und die Fähigkeit, ihn abzulenken, z. B. durch einen Impaktor. Um einer solchen Bedrohung zu begegnen, müssen potenziell gefährliche Objekte frühzeitig identifiziert werden, ihre Flugbahnen präzise bestimmt und sie regelmäßig überwacht werden, da ihre Bahnen sich unter dem Einfluss anderer Himmelskörper verändern. Zudem müssen Ablenkungsmethoden getestet und schließlich wirkungsvolle Ablenkungsmethoden entwickelt werden. Weitere relevante Einflüsse auf den Bahnverlauf erdnaher Objekte, wie der Jarkowski- oder der YORP-Effekt und das gravitational keyhole Phänomen,Joseph N. Pelton: Space debris and other threats from outer space. Springer, New York 2013, ISBN 978-1-4614-6713-7, S. 57–67 können Bahnbestimmungen sehr komplex machen und nur mit frühzeitiger Beobachtung bestimmt werden.Donald K. Yeomans: Near-earth objects – finding them before they find us. Princeton Univ. Press, Princeton 2013, ISBN 978-0-691-14929-5; Predicting the Likelihood of an Earth Impact. S. 125–139; (PDF; 1,3 MB) jpl.nasa.gov; Andrea Milani et al.: Asteroid Close Approaches – Analysis and Potential Impact Detection. (PDF; 436 kB) lpi.usra.edu, abgerufen am 14. Juni 2012
Auftrag des US-Kongresses 1998 1998 beauftragte der US-Kongress die NASA, innerhalb der nächsten zehn Jahre 90 % der erdnahen Objekte mit einem Durchmesser von mehr als einem Kilometer zu erfassen und ihre Flugbahnen sowie wichtige Eigenschaften zu bestimmen. 2005 erweiterte der Kongress die NASA-Mission auf erdnahe Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 140 Metern. Der Raumfahrtbehörde wurde dafür eine Frist von 15 Jahren gesetzt, doch wurden keine Haushaltsmittel bereitgestellt.Joseph N. Pelton: Space debris and other threats from outer space. Springer, New York 2013, ISBN 978-1-4614-6713-7, S. 57–67 Von 2005 bis 2010 verfügte die NASA über ein Jahresbudget von nur 4 Millionen US-Dollar für diese Bestandsaufnahme. Ab den Haushaltsjahren 2011 (20 Millionen US-Dollar) und 2014 (40 Millionen US-Dollar) stieg das Budget für die Asteroidenerkundung rapide an. In beiden Fällen war das Ziel die Vorbereitung einer bemannten Mission zu einem Asteroiden, die 2014 in der Asteroid Retrieval and Utilization Mission (ARM) gipfelte. Bis 2019 war jedoch klar, dass die NASA die vom Kongress 2005 festgelegten Ziele innerhalb des vorgegebenen Zeitrahmens nicht erreichen konnte.
Erdgebundene Beobachtungen mini|hochkant=2|Zahl der erdnahen Objekte, detektiert durch verschiedene Projekte