Американські дослідники розробляють тривимірні комп’ютерні моделі, щоб з’ясувати, як ядерний пристрій може допомогти відвернути загрозу зіткнення астероїда із Землею. Науковці вивчають два можливі сценарії: змінити траєкторію небесного тіла або розколоти його на фрагменти, які не становитимуть значної небезпеки для планети.
Дослідження проводить команда Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (LLNL) у США. Для розрахунків фахівці використовують програмний комплекс Spheral, який дає змогу моделювати поведінку матеріалів під дією екстремальних навантажень. Зокрема, дослідники аналізують, як рентгенівське випромінювання від ядерного пристрою, підірваного поблизу поверхні астероїда, може швидко нагріти та випарувати частину його речовини.
Як ядерний пристрій може змінити долю астероїда
Зіткнення астероїда із Землею належить до небагатьох масштабних природних загроз, яким потенційно можна запобігти за умови завчасного виявлення небезпечного об’єкта. Один із підходів — відхилення: невелика зміна швидкості астероїда може з часом змусити його пройти повз Землю, не руйнуючи самого небесного тіла.
Інший варіант — руйнування астероїда з розсіюванням його уламків. Однак цей сценарій потребує особливо ретельних розрахунків, адже фрагменти також можуть становити загрозу.
У 2022 році місія NASA DART продемонструвала можливість кінетичного відхилення: космічний апарат навмисно зіткнувся із супутником астероїда Діморфос, змінивши його орбітальний рух. Ядерний метод розглядають як потенційний аварійний варіант, зокрема для більших об’єктів або ситуацій, коли часу на реагування обмаль.
Понад 1500 симуляцій перед складнішими випробуваннями
Спочатку дослідники перевірили точність нового підходу. Вони порівняли результати понад 1500 одновимірних симуляцій Spheral із розрахунками за допомогою іншого програмного комплексу LLNL — Ares. Результати добре узгоджувалися, що дало підстави застосувати Spheral для складніших тривимірних моделей.
Після цього команда змоделювала три сценарії руйнування астероїда неправильної форми діаметром близько 160 метрів. У розрахунках змінювали відстань до умовного ядерного вибуху та припущення щодо того, наскільки легко матеріал небесного тіла руйнується.
Що показали тривимірні моделі
У найдовшій симуляції приблизно 98% матеріалу астероїда зазнало значних пошкоджень, через які тіло втрачало здатність залишатися цілісним. Близько 97% матеріалу рухалося швидше за швидкість втечі — тобто могло подолати гравітаційне тяжіння астероїда. Більшість речовини розліталася в протилежних напрямках, що вказувало на руйнування об’єкта.
За словами керівника дослідження Ісаї Сантістевана, тривимірне моделювання дає змогу докладніше досліджувати пошкодження, утворення тріщин і рух уламків.
Водночас результати комп’ютерних розрахунків не означають, що ядерний спосіб уже доведено як універсальний захист від астероїдів. Реакція конкретного об’єкта залежатиме від його складу, внутрішньої структури та інших характеристик. Такі моделі допомагають оцінити можливі наслідки й удосконалити стратегії планетарного захисту, але їх ще належить зіставляти з іншими даними та сценаріями.