Инструмент моделирования, разработанный учеными Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, показывает развитие астероида, разрушаемого теоретическим ядерным устройством, взорванным вблизи поверхности околоземного объекта. Фото: Мэри Т. Берки.
Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) разработали инструмент моделирования для оценки потенциального использования ядерного устройства для защиты планеты от катастрофических столкновений с астероидами.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Planetary Science Journal, представляет новый подход к моделированию выделения энергии из ядерного устройства на поверхности астероида. Этот новый инструмент улучшает наше понимание радиационного взаимодействия ядерного отклонения на поверхности астероида, одновременно открывая двери для новых исследований динамики ударных волн, влияющих на внутренний астероид.
Эта модель позволит исследователям опираться на выводы, полученные в ходе недавней миссии НАСА по испытанию двойного перенаправления астероидов (DART), где в сентябре 2022 года кинетический ударник был намеренно врезался в астероид, чтобы изменить его траекторию. Однако из-за ограничений по массе, которую можно поднять в космос, ученые продолжают исследовать отклонение ядра как жизнеспособную альтернативу миссиям с кинетическим ударом.
Ядерные устройства имеют самый высокий коэффициент плотности энергии на единицу массы среди всех человеческих технологий, что делает их бесценным инструментом в смягчении астероидной угрозы, сказала физик LLNL Мэри Берки, возглавлявшая исследование.
«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», — сказал Берки. «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».
Фото: Журнал Planetary Science Journal (2023 г.). DOI: 10.3847/PSJ/ad0838
Точные прогнозы эффективности миссий по отклонению ядерного оружия основаны на сложном мультифизическом моделировании, сказал Берки, пояснив, что имитационные модели LLNL охватывают широкий спектр физических факторов, что делает их сложными и требовательными в вычислительном отношении.
В статье представлена эффективная и точная библиотека функций энерговыделения рентгеновских лучей, разработанная с использованием кода радиационной гидродинамики Кулла. Высокоточное моделирование отслеживало фотоны, проникающие через поверхности астероидоподобных материалов, таких как камень, железо и лед, при этом учитывая более сложные процессы, такие как переизлучение. Модель также учитывает разнообразный набор начальных условий, включая различные пористости, спектры источников, флюенсы излучения, продолжительность действия источников и углы падения. Такой комплексный подход делает модель применимой к широкому спектру потенциальных сценариев развития астероидов.
В случае возникновения реальной чрезвычайной ситуации в области планетарной обороны высокоточное имитационное моделирование будет иметь решающее значение для предоставления лицам, принимающим решения, действенной информации с учетом рисков, которая могла бы предотвратить столкновение с астероидом, защитить важную инфраструктуру и спасти жизни, объяснила Меган Брук Сиал, проект планетарной защиты LLNL. вести.
«Хотя вероятность столкновения с крупным астероидом при нашей жизни невелика, потенциальные последствия могут быть разрушительными», — сказал Брук Сиал.
В исследовательскую группу LLNL под руководством Берки входили соавторы Роберт Манаган, Николас Джентиле, Брук Сайал, Кирстен Хоули и Джозеф Васем.
Информация от: Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса
