Если астероид, превышающий определенный размер, когда-либо приблизится к Земле достаточно близко, у человечества могут возникнуть серьезные проблемы.
Даже относительно небольшой космический камень (размером с футбольное поле) будет достаточно большим, чтобы полностью разрушить город.
Поскольку некоторые из них настолько темные и не отражают свет, астероиды также может быть трудно обнаружить, и мы не можем просто установить щит, который мягко отклонит астероиды.
Итак, как же это сделать? мы не позволим астероиду нанести ущерб Земле? Что ж, один из потенциальных методов, который звучит прямо из научной фантастики, но на самом деле может сработать, — это ударить по нему самым мощным оружием, которое когда-либо изобретало человечество — ядерной боеголовкой.
Мы не можем легко это проверить. Ядерное оружие не валяется без дела и ждет, пока кто-нибудь швырнет его на астероид, а доставка космического корабля к астероиду — это не прогулка по парку.
Итак, в новом моделировании команда под руководством астрофизика Исайи Сантистевана из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в США противопоставила 1-мегатонную ядерную бомбу 160-метровому (525-футовому) городскому убийце. астероид.
И самое смешное то, что он действительно может работать, но совершенно не так, как вы, вероятно, думаете.
«Основываясь на степени ущерба, направленности движения материала и [изменении скорости], которое мы придаем этим астероидам, мы предполагаем, что разрушение весьма вероятно для двух из трех сценариев», — пишут исследователи в статье в The Planetary Science Journal.
«Подобное моделирование помогает для дальнейшего информирования о жизнеспособности вариантов смягчения последствий ядерных последствий для планетарной защиты и поддержки планирования реагирования на чрезвычайные ситуации.»
Идея нанести ядерный удар по астероиду существует уже несколько десятилетий, и вы, вероятно, представляете, что для этого понадобится взорвать устройство, находящееся на поверхности или даже под ней, чтобы либо разнести камень вдребезги, либо придать достаточный импульс, чтобы сбить его с текущей траектории.
Это заставляет смысл, правда? Но проблема в том, что нет никакой гарантии, что астероид сам по себе будет играть.
Астероид не представляет собой простую неподвижную цель; он может падать и вращаться в пространстве. Доставить космический корабль до него можно, но гораздо сложнее приземлиться на поверхность, остаться там и начать бурение.
К счастью, как показывает новая работа, ядерная бомба вообще не должна касаться астероида. происходят в нескольких метрах от поверхности астероида.
Это звучит нелогично. Космос — это эффективный вакуум; среды недостаточно для того, чтобы донести ударную волну, даже от мегатонной боеголовки, даже на расстоянии всего 10 метров.
Но ударная волна — это не тот механизм, который может изменить астероид.
Вместо этого это рентгеновские лучи — множество и множество вспышек. Рентгеновские лучи.
Около 70–80 процентов энергии, производимой ядерным взрывом, может возникнуть в виде рентгеновских лучей, и именно это излучение может обжечь поверхность астероида.
«Эти рентгеновские лучи отдают энергию в тонком поверхностном слое астероида, вызывая испарение и абляцию», — объясняют исследователи.
«Испаренный материал расширяется, и если он может преодолеть местное гравитационное поле, выброшен, что вызывает изменение импульса, которое изменяет скорость астероида.»
Это мало чем отличается от того, как материал, вылетающий из кометы, придает импульс, который может изменить вращение ядра кометы – подумайте о том, как садовый шланг подпрыгивает и скручивается, когда давление выходящей воды достаточно велико.
Но для атомного астероида есть дополнительный эффект.
Внезапный взрыв рентгеновской энергии также запускает мощную ударную волну в сам астероид, где она может расколоть и разрушить породу изнутри.
Именно эта последняя часть особенно заинтриговала исследователей. Вполне возможно, что однажды будет обнаружен астероид, который слишком велик или будет обнаружен слишком поздно, чтобы просто отодвинуть его в сторону, чтобы это было жизнеспособной стратегией.
Итак, они провели три детальных 3D-моделирования, используя форму и пористую структуру астероида Бенну (на котором НАСА приземлилось космический корабль). 2020) в качестве реалистичной основы для моделирования космического камня.
Они настроили такие параметры, как расстояние детонации и то, насколько легко астероид сломался под действием рентгеновского напряжения.
Для этого они использовали модели разрушения, основанные на двух реальных космических камнях: Челябинском метеорите, который взорвался над Россией в 2013 году, и метеорите Аба Пану, упавшем в Нигерии. 2018.
В самой длинной модели, когда бомба находилась на высоте 10 метров над поверхностью, 98,2 процента материала астероида были полностью повреждены, и примерно 97 процентов двигались быстрее, чем скорость убегания астероида. Большие части также двигались в стороны в противоположных направлениях, что фактически свидетельствовало о том, что астероид разрывается на части.
Когда они переместили бомбу дальше, на 25 метров, все стало еще страннее.
На самом деле до астероида дошло меньше ядерной энергии, но рентгеновские лучи осветили большую площадь его поверхности – это немного похоже на то, как если оторвать фонарик, он осветит большую область немного более тусклым лучом.
Но этот луч нанес более масштабный ущерб: через 68 миллисекунд 92,6 процента астероида астероид был полностью поврежден, по сравнению с 78,1 процентами при аналогичном моделировании на расстоянии 10 метров в тот же момент времени.
Это говорит о том, что максимально близкое приближение ядерной бомбы не всегда может быть лучшей стратегией для разрушения астероида.
Прежде чем мы увлечемся, есть одна загвоздка:
Самое продолжительное моделирование было чрезвычайно трудоемким. действие, которое длилось всего 145 миллисекунд, потребовалось 59 дней для работы на 1680 компьютерных процессорах.
Это означает, что исследователи не смогли определить долгосрочную судьбу разрушенного астероида.
Он мог распасться и куски благополучно разлетелись; он мог разбиться на более мелкие части, которые все еще были достаточно большими, чтобы представлять угрозу; или астероид мог снова гравитационно связать себя вместе после падения камешка. пожимают плечами.
Связано: В апреле 2029 года массивный астероид просто пролетит мимо Земли. Ученые обеспокоены тем, что могут быть серьезные последствия
Тем не менее, работа представляет собой значительный шаг на пути к выяснению того, действительно ли ядерное оружие может работать в качестве эффективной последней линии защиты от приближающегося к Земле астероида.
«Эти результаты являются шагом к чрезвычайно сложной проблеме создания комплексного моделирования ядерного смягчения для Земли». сценарии планетарной защиты», — пишут исследователи.
«Высокоточное моделирование, подобное представленному здесь, позволяет нам продолжать раздвигать границы возможного».
Результаты были опубликованы в The Planetary Science Journal.
Если ученые смогут разработать сети на основе квантовой физики, потенциал огромен. Это могло бы повысить…
В центре нашей галактики скрывается сверхмассивная черная дыра: хищный объект, способный пожирать материю, которая подлетает…
Квантовая хромодинамика, важная часть Стандартной модели физики элементарных частиц, описывает сильное взаимодействие кварков и глюонов,…
В фильмах об ограблениях алмазы могут называться льдом, но на самом деле у этих двух…
В глубоких, темных глубинах космоса электроника и топливо все еще могут нагреваться – очень сильно.Поскольку…
Представьте, что виртуальная комната заполнена 1000 агентами искусственного интеллекта (ИИ) и просите каждого выбрать один…