Ученые объяснили, что ядерный взрыв может сделать с астероидом

Бомбардировка приближающегося астероида ядерной бомбой в реальном мире не очень хорошая идея.  В то время как ядерная бомба могла бы уничтожить астероид меньшего размера, ядерный удар по астероиду большего размера только разбил бы его на куски. Эти части по-прежнему будут угрожать нашей планете и, возможно, даже усугубят ситуацию, вызывая множественные удары по всей планете.

Но действительно ли использование ядерного оружия на приближающемся астероиде — плохая идея? Если будет использована правильная техника, ядерный взрыв может быть использован в качестве устройства для отклонения астероида.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) создали инструмент моделирования, который может моделировать то, что может произойти, если ядерное устройство взорвется над поверхностью астероида. Этот инструмент помогает улучшить понимание того, как излучение ядерного взрыва взаимодействует с поверхностью астероида, а также изучает динамику ударной волны, которая может повлиять на внутреннюю часть астероида.

Взрывной метод, называемый ядерной абляцией, при котором излучение взрыва испаряет часть поверхности астероида, создавая взрывную тягу и в ответ изменение скорости.

Модель может включать широкий диапазон начальных условий, которые имитируют виды астероидов, которые мы недавно смогли изучить вблизи, от твердых камней до груд обломков. Эти симуляции дают ученым-планетологам больше понимания – и больше возможностей – относительно того, когда космический камень однажды может упасть на Землю.

«Если у нас будет достаточно времени для предупреждения, мы потенциально могли бы запустить ядерное устройство, отправив его на миллионы миль к астероиду, который направляется к Земле», — сказала Мэри Берки из LLNL. «Затем мы взорвем устройство и либо отклоним астероид, сохранив его нетронутым, но обеспечив контролируемое отталкивание от Земли, либо разрушим астероид, разбив его на маленькие, быстро движущиеся фрагменты, которые также не дойдут до планеты».

Благодаря миссии «Испытание двойного перенаправления астероидов» (DART), в ходе которой кинетический ударник был намеренно врезан в астероид, чтобы изменить его траекторию, ученые многое узнали о том, что нужно, чтобы перенаправить опасный астероид. Эта новая модель, названная моделью энерговыделения рентгеновских лучей, дает исследователям инструменты для использования идей, полученных с помощью DART, при изучении того, как ядерная абляция может стать жизнеспособной альтернативой миссиям по кинетическому воздействию.

Берки пояснила, что ядерные устройства имеют самый высокий коэффициент плотности энергии на единицу массы среди всех человеческих технологий, что может сделать их бесценным инструментом в смягчении астероидной угрозы.

Но, как написала команда в своей статье, опубликованной в The Planetary Science Journal, «предсказание эффективности потенциальной миссии по отклонению или разрушению ядерного оружия зависит от точного мультифизического моделирования воздействия рентгеновского излучения устройства на астероид и, как следствие, абляции материала». 

Команда заявила, что соответствующая физика в этих симуляциях требует множества различных сложных физических пакетов, они охватывают многие порядки величин и очень требовательны в вычислительном отношении. Берки и ее коллеги поставили перед собой цель разработать эффективный и точный способ моделирования отклонения ядра для ряда физических свойств астероида.

Берки сказал, что их высокоточное моделирование может отслеживать фотоны, проникающие через поверхности астероидоподобных материалов, таких как камень, железо и лед, при этом учитывая более сложные процессы, такие как переизлучение.

Модель также учитывает широкий спектр астероидных тел. Они заявили, что этот комплексный подход делает модель применимой к широкому спектру потенциальных сценариев развития астероидов.

Как объясняет руководитель проекта планетарной защиты LLNL Меган Брук Сиал, если возникнет реальная чрезвычайная ситуация в области планетарной обороны, то это высокоточное имитационное моделирование будет иметь решающее значение для предоставления лицам, принимающим решения, действенной информации с учетом рисков, которая могла бы предотвратить воздействие астероида, защитить важную инфраструктуру и спасать жизни.

«Хотя вероятность столкновения с крупным астероидом при нашей жизни невелика, потенциальные последствия могут быть разрушительными», — резюмирует Брук Сиал.