Чи може ядерний вибух у космосі змінити траєкторію астероїда, що загрожує Землі, без неконтрольованих наслідків? Нове дослідження міжнародної групи фізиків показало, що залізні астероїди здатні витримувати екстремальні навантаження та навіть тимчасово зміцнюватися, що зменшує ризик їх фрагментації. Висновки ґрунтуються на експериментах із реальним метеоритним зразком і комп’ютерному моделюванні. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження, опублікований у журналі Nature Communications.
Ядерний вибух у космосі як інструмент планетарного захисту
Ідея використання ядерного вибуху для відхилення астероїда тривалий час сприймалася радше як елемент наукової фантастики. Проте в науковому середовищі цей сценарій розглядають як крайній, але потенційно дієвий інструмент планетарного захисту у випадку, коли інші методи не залишають часу для реакції.
Нове дослідження фізиків з Університету Оксфорда у співпраці зі стартапом Outer Solar System Company зосереджується не на знищенні астероїда, а на розумінні того, як матеріал космічного тіла реагує на надпотужний короткочасний вплив. Саме ці дані є критично важливими для прогнозування наслідків будь-якої спроби змінити траєкторію небезпечного об’єкта.
Автори наголошують: ключове питання полягає не в тому, чи «можна підірвати астероїд», а в тому, як передати йому імпульс так, щоб уникнути утворення численних уламків.
Чому фрагментація астероїда — найгірший сценарій
ФОТО: Експериментальна установка (a), поверхня залізного метеорита Кампо-дель-Сьєло (b) та циліндричний зразок, вирізаний із метеорита, який використовували під час дослідження (c)
Для широкої аудиторії фрагментація може здаватися успіхом, адже великий астероїд розпадається на дрібні частини. Проте з точки зору планетарної оборони це один із найнебезпечніших варіантів розвитку подій.
Один масивний об’єкт має передбачувану траєкторію та точку можливого зіткнення. Натомість десятки або сотні уламків створюють значно більшу зону ураження, а їх поведінку в атмосфері Землі складніше змоделювати. Частина з них може згоріти, але інші здатні досягти поверхні планети, завдаючи шкоди на великій території.
Саме тому сучасні стратегії планетарного захисту орієнтовані не на руйнування астероїдів, а на контрольоване відхилення їх орбіт. Нові експериментальні дані показують, що принаймні для залізних астероїдів ризик неконтрольованої фрагментації може бути меншим, ніж вважалося раніше.
Як проводили експеримент і що вдалося з’ясувати
У межах дослідження науковці використали зразок залізного метеорита Кампо-дель-Сьєло. Його обрали через відносну однорідність структури, що дозволяє точніше інтерпретувати результати. Зразок піддавали опроміненню короткими імпульсами протонів на прискорювачі частинок Super Proton Synchrotron у CERN.
Особливість експерименту полягала в тому, що деформацію матеріалу фіксували в реальному часі та без руйнування зразка. Дані з температурних датчиків і лазерної доплерівської віброметрії показали несподіваний ефект: після початкового пом’якшення матеріал знову набирав міцності. За оцінками дослідників, показник міцності зростав приблизно у 2,5 раза.
Це означає, що механічні властивості астероїдів не є сталими. Вони можуть змінюватися залежно від швидкості та інтенсивності навантаження, що раніше не завжди враховували у моделях відхилення.
Обмеження дослідження та що воно не доводить
Автори роботи окремо підкреслюють: отримані результати не можна автоматично переносити на всі астероїди. Залізні астероїди становлять лише невелику частину відомих навколоземних об’єктів. Більшість із них мають кам’янисту або змішану структуру, а деякі є так званими «щебеневими купами», де уламки утримуються разом слабкою гравітацією.
Такі об’єкти можуть реагувати на імпульсний вплив зовсім інакше, зокрема мати вищий ризик руйнування. Саме тому дослідники вважають свою роботу лише першим кроком і планують аналогічні експерименти з іншими типами матеріалів.
Крім того, лабораторний зразок не може повністю відтворити поведінку астероїда діаметром у сотні метрів, де важливу роль відіграють масштаб, внутрішні порожнини та складна геометрія.
Ядерне відхилення як крайній резервний варіант
У наукових моделях ядерний сценарій розглядають не як альтернативу всім іншим методам, а як резервний варіант на випадок обмеженого часу. Йдеться не про розміщення заряду всередині астероїда, а про так звану «standoff detonation» — підрив на безпечній відстані.
У такому випадку випромінювання випаровує частину поверхні космічного тіла, створюючи реактивний імпульс, який змінює його орбіту. Нові дані про змінну міцність матеріалу дозволяють точніше оцінити, як саме астероїд відреагує на такий вплив.
Дослідники наголошують: людство має бути готовим до подібних сценаріїв теоретично, адже провести повноцінний експеримент у реальних умовах неможливо.
