Symulowali użycie broni jądrowej przeciw asteroidzie. Co się okazało

Uderzenie sondy DART w Dimorphosa okiem Teleskopu Hubble'a

Źródło wideo: NAS/ESA/STScI/Jian-Yang Li/Joseph DePasquale

Źródło zdj. gł.: Shutterstock

Wyróżnia się dwa sposoby na to, by nie pozwolić dużej asteroidzie zderzyć się z Ziemią. Pierwszy obejmuje zmianę toru lotu kosmicznej skały, a drugi - rozbicie jej na mniejsze fragmenty. Wpłynięcie na orbitę ciała niebieskiego zostało już przetestowane w ramach amerykańskiej misji DART. Celowo uderzyła ona w księżyc jednej z planetoid, umożliwiając badaczom obserwowanie, jak to posunięcie wpłynie na jego ruch.

W przypadku większych obiektów lub krótszego czasu na reakcję samo uderzenie statku kosmicznego może nie wystarczyć. Jak więc rozwiązać ten problem? Naukowcy postanowili wykorzystać energię, jaką wytwarza broń jądrowa, a wyniki eksperymentalnej symulacji opisali w czasopiśmie "The Planetary Science Journal".

>>> CZYTAJ TEŻ: Japonia obrała kurs na marsjański księżyc. Na Ziemię mają trafić próbki z Fobosa

Ładunek jądrowy w różnych odległościach od asteroidy

Badacze chcieli sprawdzić, w jaki sposób planetoida zareaguje na zdetonowanie ładunku jądrowego w pobliżu jej powierzchni. Żeby to zrobić, najpierw porównali ponad 1500 jednowymiarowych symulacji Spheral (kod komputerowy pokazujący oddziaływanie eksplozji na materiały) z wynikami symulacji Ares (kod hydrodynamiki radiacyjnej). Oba kody wykazały bardzo zbliżone wyniki, co potwierdziło, że kodu Spheral można używać do bardziej skomplikowanych symulacji trójwymiarowych.

Następnie sprawdzono trzy scenariusze dla 160-metrowej planetoidy o nieregularnym kształcie. W każdym z nich testowano różną odległość detonacji ładunku jądrowego i założenia dotyczące tego, na ile łatwo materiał planetoidy ulega pęknięciom.

>>> CZYTAJ TEŻ: Fragment chińskiej rakiety ponownie wszedł w atmosferę. Wcześniej przeleciał nad Polską

W najdłużej trwającej symulacji aż 98 procent materiału planetoidy uległo pełnemu uszkodzeniu. Około 97 procent materii miało wystarczającą prędkość, by oddalić się od ciała, zamiast opaść z powrotem i ponownie się połączyć. To sugerowało, że planetoida się rozpada.

Wyniki wskazały też, jak istotne było miejsce detonacji. W przypadku tej zachodzącej dalej od powierzchni, planetoida otrzymała łącznie mniej energii, ale uszkodzenia były rozleglejsze, ponieważ energia rozłożyła się na większym obszarze. Nie oznacza to, że w każdym przypadku odleglejsza detonacja będzie bardziej skuteczna - zależy to od własności planetoidy, w tym jej kształtu, a także od celu detonacji.

To nie jest takie proste

Obliczenia, jakich dokonali naukowcy, były bardzo wymagające. Najdłuższa symulacja używała 1680 procesorów przez 59 dni, ale była w stanie pokazać jedynie to, co się działo w ciągu 145 milisekund od wybuchu. Jeśli chcemy poznać rozmiary i trajektorie powstałych odłamków, badacze muszą sprawdzić znacznie dłuższy okres. Już zapowiadają, że poza wydłużeniem czasu symulacji, zwiększą ich rozdzielczość i uwzględnią bardziej realistyczną budowę planetoid. Niektóre kosmiczne skały to nie skały, tylko ich skupiska.