Znanstvenici simuliraju uspješnu nuklearnu eksploziju asteroida u laboratoriju

Znanstvenici simuliraju uspješnu nuklearnu eksploziju asteroida u laboratoriju

Bljesak X-zraka od nuklearne eksplozije mogao bi biti dovoljan da zaštiti Zemlju od približavanja asteroida. To proizlazi iz rezultata prvog eksperimenta.

Rezultati, objavljeni 23. rujna u časopisu Nature Physics, pokazuju "zapanjujuće izravne eksperimentalne dokaze o tome koliko ova tehnika može biti učinkovita", prema Dawn Graninger, fizičarki sa Laboratorija za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins u Laurelu, Maryland. "To je vrlo impresivan rad."

Nathan Moore, fizičar iz Sandia National Laboratories u Albuquerqueu, New Mexico, i njegov tim osmislili su eksperiment kako bi simulirali što bi se moglo dogoditi da nuklearna bomba detonira blizu asteroida. Do sada su znanstvenici proučavali dinamiku vala pritiska bombe, koji nastaje širenjem plina i gura asteroid. Međutim, Moore i njegov tim vjeruju da bi velika količina X-zraka proizvedenih u eksploziji mogla imati veći učinak na promjenu putanje asteroida.

Tim je koristio Sandijin ogromni Z stroj koji koristi magnetska polja za stvaranje visokih temperatura i snažnih rendgenskih zraka. Ispalili su X-zrake na dva testna asteroida koji su bili otprilike veličine zrna kave. "Oko 80 trilijuna vata električne energije teče kroz stroj za oko 100 milijarditih dijelova sekunde", kaže Moore. "Ovaj intenzivni električni naboj komprimira plin argon u vrlo vruću plazmu s temperaturama od milijuna stupnjeva, što stvara mjehurić X-zraka."

Dva testna asteroida bila su promjera oko 12 milimetara i napravljena su od kvarca i silikagela kako bi odražavala različite sastave asteroida u Sunčevom sustavu. Svaki je bio obješen na tanki komad folije u vakuumu. Kada je mjehurić X-zraka pogodio, zarezao je foliju poput škara, šaljući asteroide u slobodan pad. To je omogućilo promatranje stvarnog učinka X-zraka pod uvjetima sličnim vakuumu svemira. "Ovo je potpuno novo", kaže Graninger. "Nikada prije nisam čuo da se ovako nešto radi."

Rezultati eksperimenta, koji je trajao samo 20 milijuntih dijelova sekunde, pokazali su da su uzorci kvarca i silicija ubrzali do 69,5 metara u sekundi i 70,3 metra u sekundi prije isparavanja. Uzrok ubrzanja bile su X-zrake koje su isparile površinu asteroida, stvarajući potisak dok se plin širio s njihovih površina.

Moore kaže da rezultati pokazuju da bi se tehnika mogla proširiti na puno veće asteroide, promjera oko 4 kilometra, kako bi ih se odvratilo od kursa sudara sa Zemljom. "Posebno smo zainteresirani za najveće asteroide s kratkim vremenom upozorenja", kaže on. U tim slučajevima, drugi pristupi, kao što je zabijanje svemirske letjelice u asteroid - kao što je učinjeno u NASA-inom Testu preusmjeravanja dvostrukog asteroida, ili DART, 2022. godine - "možda neće imati dovoljno energije da je izbace s kursa."

Mary Burkey, fizičarka iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Livermore u Livermoreu, Kalifornija, opisuje studiju kao "jednu od prvih velikih hit publikacija koja pokušava otkriti kako mi na Zemlji možemo rekreirati nuklearni otklon asteroida". Ona naglašava da drugi eksperimenti istražuju tu mogućnost, uključujući one koji koriste uzorke meteorita za točniju simulaciju sastava asteroida. "Planetarna zaštita ima puno više vremena u središtu pozornosti", kaže ona.

Moore se nada da će provesti daljnja eksperimentalna testiranja tehnike otklona X-zraka kako bi poboljšala njezinu učinkovitost. Jednog dana moglo bi se provesti i testiranje u svemiru, slično misiji DART, za promatranje učinka na pravom asteroidu. “Ništa nas ne sprječava osim volje da to učinimo”, kaže.

1. Moore, N.W. et al. Nature Phys. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

Preuzmite reference