Трёхмерные расчёты показали начало разрушения гипотетического астероида
Исследователи Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) создали трёхмерные модели воздействия ядерного взрыва на гипотетический астероид. Расчёты помогают оценивать способы планетарной защиты и не описывают реальный объект, летящий к Земле. Работа опубликована в The Planetary Science Journal.
Зачем нужна ядерная опция
В 2022 году миссия NASA DART доказала, что кинетический удар — намеренное столкновение космического аппарата с астероидом — способен изменить его орбиту. Однако у этого метода есть ограничения: он работает при достаточном времени предупреждения и для объектов относительно небольшого размера.
Ядерное воздействие рассматривают как один из возможных резервных подходов, особенно при коротком времени предупреждения или для крупных объектов. Выбор зависит от конкретного сценария, а универсального порога в 100 метров эта работа не устанавливает. Рентгеновское излучение от детонации мгновенно нагревает и испаряет поверхностный слой астероида, создавая реактивную силу, которая либо отклоняет объект с курса, либо полностью его разрушает.
Что показала симуляция
Команда под руководством Исайи Сантистевана использовала собственный код Spheral для моделирования взаимодействия ядерного взрыва с неправильной формой астероида диаметром около 160 метров в трёх сценариях с разными допущениями о воздействии и прочности вещества.
Ключевые результаты наиболее детальной симуляции:
- 98% материала астероида получило полные структурные повреждения
- 97% вещества приобрело скорость выше скорости убегания в данном расчёте; долговременное рассеяние и возможность повторного сближения фрагментов ещё предстоит оценить
- Большинство фрагментов разлетелись в противоположных направлениях — признак начавшегося разрушения
- Более удалённая детонация вносила меньше суммарной энергии, но распределяла её по большей площади — и давала более широкий охват повреждений
Перед публикацией команда провела более 1500 одномерных прогонов для валидации метода, сравнив результаты с более ранним кодом Ares LLNL — расхождения оказались минимальными.
Вычислительные ограничения и следующие шаги
Моделирование повреждений и движения вещества требует больших вычислительных затрат. Самый длинный прогон задействовал 1680 процессоров на протяжении 59 дней и охватил лишь 145 миллисекунд реального времени взрыва.
Расчёт пока не определил окончательные размеры и траектории фрагментов. Для подтверждения безопасного рассеяния нужно проследить их значительно дольше и проверить, не остаются ли крупные обломки. Доля повреждённого материала сама по себе не равна доле устранённой угрозы.
Читайте также: Лазерное измерение астероида Torifune Hayabusa2 впервые удалось в полёте.
Следующий этап — ускорение расчётов, повышение разрешения и моделирование более реалистичных структур, включая рыхлые скопления обломков. Авторы также планируют сопоставлять результаты с небольшими лабораторными экспериментами. Эффективность разных вариантов воздействия будет зависеть от размера, формы и состава конкретного астероида.
