3D-моделі показали, як ядерний вибух може зруйнувати астероїд

Якщо великий астероїд виявлять на курсі до Землі запізно, простого тарана космічним апаратом може не вистачити. Тому фахівці з планетарного захисту вивчають і крайній варіант — ядерний заряд, підірваний поруч з астероїдом. Нове дослідження Ліверморської національної лабораторії (LLNL), про яке лабораторія розповіла в пресрелізі цього тижня, а опублікувала в The Planetary Science Journal, детально показує, що такий вибух може зробити з кам'яною брилою.

Що саме моделювали

Заряд не влучає в астероїд. Вибух біля поверхні заливає його рентгенівським випромінюванням, яке майже миттєво нагріває та випаровує тонкий зовнішній шар. Це або трохи штовхає астероїд з курсу (відхилення), або розколює його на уламки, що розлітаються так широко, що жоден не загрожує Землі (руйнування).

Команда під керівництвом Айзеї Сантістевана додала модель поглинання рентгенівської енергії до коду Spheral, який добре відтворює пошкодження, тріщини та фрагментацію. Спершу код перевірили: понад 1500 одновимірних розрахунків добре збіглися з результатами перевіреного коду Ares. Потім перейшли до повного 3D і розглянули три сценарії руйнування астероїда неправильної форми діаметром приблизно 160 метрів, змінюючи відстань вибуху від поверхні та міцність породи.

Результати

Два з трьох сценаріїв показали явні ознаки руйнування. У найдовшому близько 98% речовини астероїда було повністю пошкоджено, а близько 97% рухалося швидше за швидкість утечі з астероїда, здебільшого в протилежних напрямках. Тобто тіло розліталося, а не трималося купи.

Один висновок виявився неочевидним. Вибух далі від поверхні передав менше енергії загалом, але пошкодив більшу частину астероїда, бо енергія розподілилася на більшу площу. Автори наголошують: це не означає, що далекий вибух завжди кращий. Оптимальний варіант залежить від розміру, форми та складу астероїда, а також від мети — відхилити чи розбити.

Чому це ще не остаточна відповідь

Обчислення надзвичайно дорогі. Найдовша симуляція працювала на 1680 процесорах 59 днів, але охопила лише 145 мілісекунд реального часу. Щоб назвати руйнування надійним, треба довести, що не лишиться уламків, більших за 10 метрів, і що вони не зберуться знову під дією власної гравітації. Для цього розрахунки були закороткими. Далі команда хоче пришвидшити моделювання, підвищити роздільність, змоделювати пухкі астероїди-«купи щебеню» та порівняти результати з лабораторними дослідами.

Місія NASA DART у 2022 році вже довела, що удар апарата здатен змінити орбіту астероїда. Такі дослідження показують, що робити, якщо часу менше або ціль більша. Хочете самі подивитися на небо? Почніть із нашого гіда з вибору першого телескопа або не пропустіть цього тижня метеорний потік Оріоніди.