A tudósok egy aszteroida sikeres nukleáris robbanását szimulálják a laboratóriumban

A tudósok egy aszteroida sikeres nukleáris robbanását szimulálják a laboratóriumban

Egy atomrobbanásból származó röntgensugár elegendő lehet ahhoz, hogy megvédje a Földet egy közeledő aszteroidától. Ez derül ki egy első kísérlet eredményeiből.

A Nature Physics című folyóiratban szeptember 23-án megjelent eredmények „igazán lenyűgöző közvetlen kísérleti bizonyítékot mutatnak arra vonatkozóan, hogy ez a technika mennyire hatékony” – mondta Dawn Graninger, a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának fizikusa a marylandi Laurelben. – Nagyon lenyűgöző munka.

Nathan Moore, az új-mexikói albuquerque-i Sandia National Laboratories fizikusa és csapata úgy tervezte a kísérletet, hogy szimulálja, mi történhet, ha egy aszteroida közelében felrobbant egy atombomba. Eddig a tudósok egy bomba nyomáshullámának dinamikáját tanulmányozták, amely a gáz tágulásával jön létre, és egy aszteroidának ütközik. Moore és csapata azonban úgy véli, hogy a robbanás során keletkező nagy mennyiségű röntgensugárzás nagyobb hatással lehet az aszteroida röppályájának megváltoztatására.

A csapat a Sandia hatalmas Z-gépét használta, amely mágneses terek segítségével magas hőmérsékletet és erős röntgensugárzást generál. Röntgensugárzást lőttek ki két kísérleti aszteroidára, amelyek körülbelül kávébab méretűek voltak. "Körülbelül 80 billió watt elektromos áram folyik át a gépen körülbelül 100 milliárd másodpercig" - mondja Moore. "Ez az intenzív elektromos töltés nagyon forró, több millió fokos hőmérsékletű plazmává préseli az argongázt, amely röntgenbuborékot hoz létre."

A két kísérleti aszteroida körülbelül 12 milliméter átmérőjű volt, és kvarcból és szilikagélből készültek, hogy tükrözzék a Naprendszerben található aszteroidák különböző összetételét. Mindegyiket egy vékony fóliadarabra függesztettük fel vákuumban. Amikor a röntgenbuborék becsapódott, ollóként vágta a fóliát, szabadesésbe küldve az aszteroidákat. Ez lehetővé tette a röntgensugárzás tényleges hatásának megfigyelését a tér vákuumához hasonló körülmények között. „Ez teljesen új” – mondja Graninger. "Soha nem hallottam még ilyesmiről."

A mindössze 20 milliomod másodpercig tartó kísérlet eredményei azt mutatták, hogy a kvarc- és szilícium-dioxid-minták másodpercenként 69,5 méterrel, párolgás előtt 70,3 méterrel másodpercenként gyorsultak. A gyorsulás oka a röntgensugárzás volt, amely elpárologtatta az aszteroidák felszínét, és tolóerőt hozott létre, ahogy a gáz kitágul a felszínükről.

Moore szerint az eredmények azt mutatják, hogy a technikát sokkal nagyobb, körülbelül 4 kilométer átmérőjű aszteroidákra is fel lehet skálázni, hogy eltereljék őket a Földdel való ütközéstől. „Különösen a legnagyobb aszteroidák érdekelnek minket, amelyek rövid figyelmeztetési idejével rendelkeznek” – mondja. Ezekben az esetekben más megközelítések, mint például egy űrhajó kisbolygóba döngölése – ahogyan azt a NASA Double Asteroid Redirection Test (DART) 2022-es tesztje során is megtették – „nem biztos, hogy lesz elég energiájuk ahhoz, hogy eltántorítsák az irányt”.

Mary Burkey, a kaliforniai Livermore-i Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium fizikusa úgy írja le a tanulmányt, mint "az egyik első nagy sikerű publikációt, amely arra próbál rájönni, hogyan hozhatunk létre a Földön egy aszteroida nukleáris elhajlását". Kiemeli, hogy más kísérletek is vizsgálják a lehetőséget, beleértve azokat is, amelyek meteoritmintákat használnak az aszteroidák összetételének pontosabb szimulálására. „A bolygóvédelemnek sokkal több ideje van a reflektorfényben” – mondja.

Moore azt reméli, hogy további kísérleti tesztelést végezhet a röntgensugár-eltérítési technikával, hogy finomítsa annak hatékonyságát. Egy napon a DART küldetéshez hasonló tesztet is végezhetnek az űrben, hogy megfigyeljék a hatást egy valódi aszteroidán. „Semmi sem akadályoz meg bennünket, csak a tenni akarás” – mondja.

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

Referenciák letöltése