В конце концов, может быть безопасно нанести ядерный удар по астероиду, находящемуся на Земле, показало моделирование

Может ли человечество нанести ядерный удар по приближающемуся астероиду, чтобы отклонить его и спасти Землю, в стиле фильма-катастрофы? Уникальное новое моделирование воздействия предполагает, что ядерный вариант может стать последним средством предотвращения апокалипсиса.

Исследователи недавно обнаружили, что космические камни могут выдерживать гораздо большие нагрузки, чем предполагалось ранее на основе экспериментов и наблюдений. Как ни странно, астероиды на самом деле становятся сильнее, когда подвергаются интенсивному удару.

Это может звучать обескураживающе, но это открытие может улучшить стратегии планетарной защиты, поскольку оно предполагает, что ядерный астероид останется нетронутым, а не распадется на множество космических камней, которые обрушатся на нашу планету.

Как подробно описано в недавно опубликованной статье, группа исследователей, в том числе физики из Оксфордского университета, сотрудничает с компанией Outer Solar System Company (OuSoCo), ядерной компанией. запуск отклонения, чтобы проанализировать, что происходит с железной космической породой при различных уровнях напряжения.

«Эти анализы предназначены для изучения изменений во внутренней структуре метеорита, вызванных облучением, и подтверждения на микроскопическом уровне увеличения прочности материала в 2,5 раза, указанного в результатах экспериментов», — объясняет Мелани Бохманн, соучредитель OuSoCo и соруководитель исследовательской группы.

Как и миссия DART, представленная в 2022 году, один многообещающий способ предотвратить астероидный апокалипсис — отразить приближающуюся угрозу с помощью кинетического ударника — созданного человеком космического тарана, посланного для того, чтобы врезаться в надвигающийся астероид, скорость которого во много раз превышает скорость пуля.

Концептуально это просто, но реальность полна опасной неопределенности; попадание не в то место может лишь задержать приближение астероида к Земле. Более того, энергия ударника и реакция материала астероида могут привести к неожиданным последствиям, таким как фрагментация или неожиданное изменение импульса.

Итак, чтобы сделать выбор между ударником, таким как DART, или еще не опробованным ядерным подходом, защитники планет должны выяснить механическое поведение различных материалов астероида. Эти знания необходимы для передачи энергии указанному астероиду и изменения его траектории от Земли.

Однако таких данных мало, особенно данных, которые показывают, как материалы реагируют в режиме реального времени. Например, разные модели дают разные значения предела текучести — показателя того, насколько легко тело разрушается под нагрузкой.

Эти модели могут отличаться в семь раз, в зависимости от того, тестируются ли они на локальный (микроскопический) или объемный (макроскопический) характер. Кроме того, разрушительный характер предыдущих испытаний препятствовал прямому измерению реакций материала по мере их возникновения.

«Это первый раз, когда мы смогли наблюдать — неразрушающим способом и в режиме реального времени — как реальный образец метеорита деформируется, укрепляется и адаптируется в экстремальных условиях», — говорит Джанлука Грегори, физик из Оксфордского университета и один из соавторов исследования.

Исследователи использовали уникальную технику, чтобы гарантировать, что они не уничтожил доказательства. Они использовали суперпротонный синхротронный ускоритель частиц в Центре высокого излучения материалов (HiRadMat) ЦЕРН для облучения образца железного метеорита Кампо-дель-Сьело, подвергая его высокоэнергетическим кратковременным импульсам протонного пучка все более и более интенсивной интенсивности.

В результате датчики температуры и лазерная доплеровская виброметрия (метод анализа поверхностных вибраций) показали, что образец метеорита размягчились, согнулись, а затем неожиданно снова укрепились. Он также продемонстрировал качество, называемое демпфированием, зависящим от скорости деформации, что означает, что чем сильнее удар, тем эффективнее он рассеивает энергию.

Этот метод исследования предоставляет бесценные данные, которые объясняют, почему расхождения в пределе текучести, наблюдаемые в предыдущих лабораторных экспериментах, отличаются от свидетельств фрагментации метеора в атмосфере Земли, и что эти расхождения обусловлены такими факторами, как перераспределение внутреннего напряжения.

Он также подчеркивает, что эти механические свойства изменяются в реальном времени и не должны быть изменены. предполагается фиксированным, как это часто бывает в существующих моделях отклонения астероидов. Дальнейшие исследования будут включать в себя другие типы астероидных составов.

В данном случае исследователи выбрали образец, богатый железом, из-за его относительной однородности, но более гетерогенные космические породы будут демонстрировать различные способности рассеивания напряжений в зависимости от пространственного распределения составляющих их материалов.

Конечная цель этого исследования, мы надеемся, останется теоретической:

«Мир должен быть в состоянии выполнить миссию по отклонению ядерного оружия с высокой уверенностью, но не может провести реальные испытания в Это предъявляет чрезвычайные требования к материалам и физическим данным», — говорит Карл-Георг Шлезингер, соучредитель OuSoCo и один из руководителей исследовательской группы.

По теме: НАСА: Ядерный взрыв может спасти Луну от удара астероида в 2032 году

Однако, если ядерный вариант когда-либо понадобится, он, скорее всего, не будет повторять фильмы – бурение не потребуется. Вместо того, чтобы нагружать астероид взрывчаткой, некоторые физики предлагают провести ядерный взрыв вблизи астероида, чтобы испарить часть его массы и отклонить его орбитальную траекторию.

Это исследование опубликовано в журнале Nature Communications.