Mokslininkai laboratorijoje imituoja sėkmingą asteroido branduolinį sprogimą

Mokslininkai laboratorijoje imituoja sėkmingą asteroido branduolinį sprogimą

Branduolinio sprogimo rentgeno spindulių pliūpsnio gali pakakti, kad Žemė būtų apsaugota nuo artėjančio asteroido. Tai išplaukia iš pirmą kartą atlikto eksperimento rezultatų.

Rezultatai, paskelbti rugsėjo 23 d. žurnale „Nature Physics“, rodo „tikrai stulbinančius tiesioginius eksperimentinius įrodymus, kaip ši technika gali būti veiksminga“, – teigia Johnso Hopkinso universiteto taikomosios fizikos laboratorijos Lorelyje, Merilando valstijoje, fizikas Dawn Graninger. „Tai labai įspūdingas darbas“.

Nathanas Moore'as, fizikas iš Sandia National Laboratories Albukerke, Naujojoje Meksikoje, ir jo komanda sukūrė eksperimentą, kad imituotų, kas gali nutikti, jei šalia asteroido būtų susprogdinta branduolinė bomba. Iki šiol mokslininkai tyrė bombos slėgio bangos dinamiką, kuri susidaro besiplečiant dujoms ir atsitrenkiant į asteroidą. Tačiau Moore'as ir jo komanda mano, kad didelis rentgeno spindulių kiekis, atsiradęs per sprogimą, gali turėti didesnį poveikį keičiant asteroido trajektoriją.

Komanda naudojo milžinišką Sandia Z mašiną, kuri naudoja magnetinius laukus aukštai temperatūrai ir galingiems rentgeno spinduliams generuoti. Jie paleido rentgeno spindulius į du bandomuosius asteroidus, kurie buvo maždaug kavos pupelių dydžio. "Maždaug 80 trilijonų vatų elektros teka per mašiną maždaug 100 milijardų sekundės dalių", - sako Moore'as. „Šis intensyvus elektros krūvis suspaudžia argono dujas į labai karštą plazmą, kurios temperatūra siekia milijonus laipsnių, o tai sukuria rentgeno spindulių burbulą.

Du bandomieji asteroidai buvo maždaug 12 milimetrų skersmens ir buvo pagaminti iš kvarco ir silikagelio, kad atspindėtų skirtingą asteroidų sudėtį Saulės sistemoje. Kiekvienas iš jų buvo pakabintas nuo plono folijos gabalo vakuume. Kai pataikė rentgeno burbulas, jis tarsi žirklės perpjovė foliją, siųsdamas asteroidus į laisvą kritimą. Tai leido stebėti tikrąjį rentgeno spindulių poveikį sąlygomis, panašiomis į erdvės vakuumą. „Tai visiškai nauja“, – sako Graningeris. "Aš niekada negirdėjau, kad kažkas panašaus būtų daroma anksčiau."

Vos 20 milijonųjų sekundės trukusio eksperimento rezultatai parodė, kad kvarco ir silicio dioksido mėginiai prieš išgaruodami įsibėgėjo iki 69,5 metro per sekundę ir 70,3 metro per sekundę. Pagreičio priežastis buvo rentgeno spinduliai, kurie išgarino asteroidų paviršių, sukurdami trauką, kai dujos plečiasi nuo jų paviršių.

Moore'as teigia, kad rezultatai rodo, kad šią techniką būtų galima pritaikyti daug didesniems asteroidams, kurių skersmuo yra apie 4 kilometrai, kad būtų galima nukreipti juos nuo susidūrimo su Žeme kurso. „Mus ypač domina didžiausi asteroidai su trumpu įspėjimo laiku“, – sako jis. Tokiais atvejais kiti metodai, tokie kaip erdvėlaivio smūgis į asteroidą (kaip buvo atlikta NASA dvigubo asteroido peradresavimo teste arba DART 2022 m.), „gali neužtekti energijos, kad numuštų jį nuo kurso“.

Mary Burkey, Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos Livermore, Kalifornijoje, fizikė, tyrimą apibūdina kaip „vieną iš pirmųjų didelių populiarių publikacijų, bandančių išsiaiškinti, kaip mes Žemėje galime atkurti asteroido branduolinį nukreipimą“. Ji pabrėžia, kad kiti eksperimentai tiria galimybę, įskaitant tuos, kuriuose naudojami meteoritų pavyzdžiai, siekiant tiksliau imituoti asteroidų sudėtį. „Planetų apsauga turi daug daugiau laiko dėmesio centre“, – sako ji.

Moore'as tikisi atlikti tolesnius eksperimentinius rentgeno spindulių nukreipimo metodo bandymus, kad pagerintų jos efektyvumą. Vieną dieną taip pat galėtų būti atliktas bandymas kosmose, panašus į DART misiją, siekiant stebėti poveikį tikram asteroidui. „Mums niekas netrukdo, išskyrus norą tai daryti“, – sako jis.

1. Moore'as, N.W. ir kt. Gamtos fiz. https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7 (2024).

Atsisiųskite nuorodas