Modellierung der NEOPopulation 14 Juni 2014 Philipp Maier

→ Modellierung der NEO-Population 14 Juni 2014 Philipp Maier SSA-NEO Segment European Space Agency 17. Kleinplanetentagung, Heidelberg

INHALT 1. Das SSA-NEO Segment der ESA 2. Modellierung der NEO-Population 1. Wozu? 2. Wie? 3. Die Software “NEOPOP” 2

1. Das SSA-NEO Segment ESAs SSA Programm besteht aus 3 Segmenten: • Space Weather (Sonneneruptionen, Strahlung, geomagnetische Effekte) • Near Earth Objects (erdnahe Asteroiden & Kometen) • Space Surveillance and Tracking (Weltraumschrott und Satelliten) 3 Image Credit: ESA

1. Das SSA-NEO Segment • Gegründet 2009 • Ziele: • Finden von NEOs und Kometen • Bestimmung von Orbits und Eigenschaften • Abschätzung von Kollisionsrisiko NEO Coordination Centre • Warnung bei Kollisionsgefahr und Entwicklung von Ablenkungskonzepten 4 Image Credit: ESA

2. Modellierung der NEO-Population 5 Image Credit: Albin/ESA

2. Modellierung der NEO-Population 6 Image. Credit: Albin/ESA Image

2. 1 Modellierung der NEO-Population – Wozu? • Gezieltere Beobachtungen zur NEODetektion • Gezielte Beobachtung von bisher möglicherweise vernachlässigten Gruppen • Ermöglicht Vergleich von Beobachtungsstrategien • Ermöglicht Vergleich verschiedener Systeme/Beobachtungskonzepte 7

2. 1 Modellierung der NEO-Population – Wozu? Verbesserung des Modells ? Vergleich von Beobachtungskonzepten Populationsmodell Beobachtung Simulation von Beobachtungen Definition von Beobachtungsstrategien Erneute Simulation mit angepasster Beobachtungsstrategie / -konzept 8 NEOCC Auswertung

2. 2 Modellierung der NEO-Population – Wie? 3: 1 Resonanz mit Jupiter ν 6 – Resonanz mit Saturn Marsbahnkreuzer x x x x x x x x x x x x 1. Identifizierung von Quellregionen o Hauptsächlich 3 Regionen x x x x x x x 2. Platzierung von Testobjekten in den Quellregionen o Mehrere 1000 Objekte pro Region 3. Propagierung der Testobjekte o o Über 100 Mio. Jahre Bevorzugt bis Eintritt in NEO-Bereich oder Austritt aus dem Sonnensystem 9 Image Credit: Spaceguard

2. 2 Modellierung der NEO-Population – Wie? 4. Bestimmung Aufenthaltszeiten der Objekte o o o Für jede Quellregion einzeln Unterteilung des NEO-Raumes in a, e, i-Zellen Führt zu Aufenthaltswahrscheinlichkeiten der Objekte aus einzelnen Quellregionen 5. Beschreibung der gesamten Verteilung der NEOs als Summe o o Gewichtete Summe (Anzahl der Objekte aus jeder Quelle ist unbekannt) aller Quellen ergibt Gesamtzahl Füge variables Modell für Helligkeitsverteilung hinzu 10 [graph from: A. Morbidelli]

2. 2 Modellierung der NEO-Population – Wie? 6. Bestimmung der NEO-Dichte aus vergangenen Beobachtungen o o o 11 Neues Modell (Grundlage der Software): Catalina Sky Survey (> 4000 Objekte) Anpassung der Gewichtungsfaktoren bis zu guter Übereinstimmung Führt zu einer Dichteverteilung der NEOs (keine absoluten Zahlen) 7. Skalierung der NEO-Dichte anhand einer komplett bekannten Untergruppe o o Als bekannt angenommene Untergruppe: 59 Objekte mit H < 15 Führt zu absoluter Verteilung von NEOs auf Orbits [graphs from: A. Morbidelli]

2. 3 Modellierung der NEO-Population – Die Software NEOPOP 12

2. 3 Modellierung der NEO-Population – Die Software NEOPOP • Software entwickelt durch TU Braunschweig & DLR • Wissenschaftlicher Hintergrund: Observatoire de la Côte d’Azur, University of Helsinki et al. • Verfügbar voraussichtlich Ende 2014, auf der ESA SSA-NEO Website • Wissenschaftlicher Hintergrund wird auf der “Asteroids, Comets, Meteors 2014” Konferenz in Helsinki Ende Juni präsentiert NEOPOP beinhaltet: 1. Erzeugung einer Modell-Population Möglichkeit der Analyse der Modellpopulation (bspw. auf MOID) 2. Simulation von Beobachtungen an dieser Population Mit optischen und Radarinstrumenten Mit bodengestützten Teleskopen oder Satelliten 13

2. 3 Modellierung der NEO-Population – Die Software NEOPOP Impact energy [MT] Impact interval [years] Cumulative number 1. Erzeugung einer Population o Modell deckt Bereich bis H = 25 ab o Darüber hinaus: Extrapolationsmethode wählbar o NEOPOP Default Methode beruht auf “Bolide flux” Diameter [taken from: A. Harris, 2014] 14

2. 3 Modellierung der NEO-Population – Die Software NEOPOP 2. Simulation von Beobachtungen o Detailliertes Modell von optischen Sensoren o Einfaches Radarmodell o Spektrale Eigenschaften des Gesamtsystems (Teleskop + Sensor) einlesbar o Detaillierte Observationsstrategie einlesbar Ergebnisse der Simulation der Optical Ground Station auf Teneriffa (J 04) über ein Jahr 15

2. 3 Modellierung der NEO-Population – Die Software NEOPOP Sind die Beobachtungen optimierbar? - Momentaufnahme heute morgen - Objekte am Himmel 16 Detektierte Objekte

2. 3 Modellierung der NEO-Population – Die Software NEOPOP Welches System ist effektiver? 1. ESA OGS Observatorien: J 04 Objekte im Fo. V: 6 Detektierte Objekte: 3 17 2. Teleskopnetzwerk Observatorien: A 37, 151, 628, B 86, A 13, B 01, 033, B 15 Objekte im Fo. V: 46 Detektierte Objekte: 17

Conclusions 18

Conclusions “The true reason why dinosaurs became extinct” (Gary Larson) 19

Vielen Dank! Anmerkungen, Vorschläge, Wünsche? 20

Entwicklung v. Objekten über Zeit 21 [source: A. Morbidelli, https: //www-n. oca. eu/morby/ESA/nu 6_anim. gif]