Американские исследователи установили, что ядерный взрыв потенциально способен изменить траекторию опасного астероида, однако результат во многом зависит от формы космического тела и направления воздействия. Компьютерное моделирование показало, что при облучении разных участков одного астероида эффективность отклонения может различаться почти в пять раз. Об этом сообщает ScienceDaily.
Учёные из Национальной лаборатории Сандии изучили возможность защиты Земли от небесных тел с помощью рентгеновского излучения, возникающего при ядерном взрыве. Предполагается, что мощный импульс нагреет внешние слои астероида и заставит часть вещества испариться.
В результате выброс материала создаст реактивный толчок, способный немного изменить скорость и направление движения объекта. При достаточно раннем воздействии даже небольшое отклонение потенциально поможет предотвратить столкновение с Землёй.
Однако специалисты обнаружили существенную особенность такого метода. Реальные астероиды редко имеют правильную сферическую форму. Их поверхность покрывают выступы, углубления и другие неровности, которые заметно влияют на распределение энергии.
Ранее исследователи часто использовали в расчётах упрощённые шарообразные модели. Новый подход позволяет учитывать гораздо более сложную геометрию космических тел.
Руководитель научной работы, физик Натан Мур, вместе с коллегами провёл серию вычислительных экспериментов. В одном из них воздействие рентгеновского импульса с определённой стороны изменило скорость астероида на 3,9 миллиметра в секунду.
Когда специалисты направили излучение на другую сторону того же объекта, изменение скорости составило всего 0,8 миллиметра в секунду. Таким образом, эффективность воздействия различалась почти в пять раз.
Ещё более заметную разницу исследователи получили при изучении вращения астероидов. В одном из расчётов изменение скорости вращения зависело от выбранного направления облучения в 17 раз.
По словам Мура, учёные заранее предполагали, что направление воздействия будет иметь значение. Однако столь существенная разница между результатами стала неожиданностью.
Для проведения экспериментов специалисты разработали усовершенствованный способ компьютерного моделирования. Они объединили две системы расчётов, которые лаборатория использует для изучения высокоэнергетических процессов и сравнительно слабых, длительно действующих сил.
Благодаря этому исследователи смогли одновременно учитывать особенности поверхности астероида и физические последствия рентгеновского облучения. По данным лаборатории, новый способ вычислений работает более чем в 1600 раз быстрее прежних решений.
Программа позволяет создавать трёхмерную модель небесного тела на основе подробных снимков, полученных космическими аппаратами. Затем специалисты могут изменять расчётную мощность взрыва, расстояние до астероида и направление излучения.
Компьютерная система определяет, какие участки поверхности подвергнутся наиболее сильному нагреву и испарению. На основании этих данных она оценивает возникающий толчок, возможное изменение вращения и повреждение поверхностных пород.
При этом авторы исследования подчёркивают ограничения разработанного метода. Нынешняя версия программы способна моделировать разрушение отдельных участков поверхности, но пока не позволяет с достаточной точностью предсказывать распад всего астероида.
Это обстоятельство имеет большое значение для планетарной защиты. Основная задача предполагаемого воздействия заключается в изменении траектории опасного объекта, а не в его разрушении на множество фрагментов, которые также могут представлять угрозу Земле.
Практическое применение технологии потребует подробной информации о форме астероида со всех сторон. Кроме того, необходимо будет обеспечить точное расположение устройства относительно движущегося космического тела.
Результаты работы опубликовал научный журнал «Икар». Исследование поддержала программа научных разработок Национальной лаборатории Сандии.
Учёные рассчитывают, что новая модель поможет точнее оценивать возможные способы отклонения астероидов. Однако пока речь идёт о результатах компьютерных расчётов, а не об испытанной технологии защиты Земли с применением ядерного взрыва.