Vedci v laboratóriu simulujú úspešný jadrový výbuch asteroidu

Vedci v laboratóriu simulujú úspešný jadrový výbuch asteroidu

Záblesk röntgenových lúčov z jadrového výbuchu by mohol stačiť na ochranu Zeme pred blížiacim sa asteroidom. Vyplýva to z výsledkov prvého experimentu.

Výsledky, publikované 23. septembra v Nature Physics, ukazujú "skutočne ohromujúci priamy experimentálny dôkaz o tom, aká účinná môže byť táto technika," tvrdí Dawn Graninger, fyzik z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory v Laurel, Maryland. "Je to veľmi pôsobivá práca."

Nathan Moore, fyzik zo Sandia National Laboratories v Albuquerque v Novom Mexiku, a jeho tím navrhli experiment na simuláciu toho, čo by sa mohlo stať, keby bola jadrová bomba odpálená v blízkosti asteroidu. Vedci doteraz skúmali dynamiku tlakovej vlny bomby, ktorá vzniká expanziou plynu a tlačí proti asteroidu. Moore a jeho tím sa však domnievajú, že veľké množstvo röntgenových lúčov vyprodukovaných pri výbuchu by mohlo mať väčší vplyv na zmenu trajektórie asteroidu.

Tím použil Sandiin obrovský Z stroj, ktorý využíva magnetické polia na generovanie vysokých teplôt a výkonných röntgenových lúčov. Vypálili röntgenové lúče na dva testovacie asteroidy, ktoré boli veľké asi ako kávové zrná. „Asi 80 biliónov wattov elektriny preteká strojom za približne 100 miliardtín sekundy,“ hovorí Moore. "Tento intenzívny elektrický náboj stláča plynný argón do veľmi horúcej plazmy s teplotami miliónov stupňov, čo vytvára bublinu röntgenových lúčov."

Dva testovacie asteroidy mali priemer asi 12 milimetrov a boli vyrobené z kremeňa a silikagélu, aby odrážali rôzne zloženie asteroidov v slnečnej sústave. Každý bol zavesený na tenkom kúsku fólie vo vákuu. Keď röntgenová bublina zasiahla, prerezala fóliu ako nožnice a poslala asteroidy do voľného pádu. To umožnilo pozorovať skutočný účinok röntgenového žiarenia v podmienkach podobných vesmírnemu vákuu. „Toto je úplne nové,“ hovorí Graninger. "Nikdy predtým som nepočul, že by sa niečo také robilo."

Výsledky experimentu, ktorý trval len 20 miliónov sekúnd, ukázali, že vzorky kremeňa a oxidu kremičitého sa pred odparením zrýchlili na 69,5 metra za sekundu a 70,3 metra za sekundu. Príčinou zrýchlenia boli röntgenové lúče, ktoré odparili povrch asteroidov a vytvorili ťah, keď plyn expandoval z ich povrchov.

Moore hovorí, že výsledky ukazujú, že táto technika by mohla byť zväčšená na oveľa väčšie asteroidy s priemerom asi 4 kilometre, aby ich nasmerovala preč od kolízneho kurzu so Zemou. „Obzvlášť nás zaujímajú najväčšie asteroidy s krátkym varovným časom,“ hovorí. V týchto prípadoch iné prístupy, ako napríklad vrážanie kozmickej lode do asteroidu – ako sa to urobilo v teste dvojitého presmerovania asteroidov NASA alebo DART v roku 2022 – „nemusia mať dostatok energie na to, aby zrazili kurz“.

Mary Burkey, fyzička z Lawrence Livermore National Laboratory v Livermore v Kalifornii, opisuje štúdiu ako „jednu z prvých veľkých trhákov, ktoré sa snažia zistiť, ako môžeme my na Zemi obnoviť jadrovú deformáciu asteroidu“. Zdôrazňuje, že ďalšie experimenty skúmajú možnosť, vrátane tých, ktoré používajú vzorky meteoritov na presnejšiu simuláciu zloženia asteroidov. "Planetárna ochrana má oveľa viac času v centre pozornosti," hovorí.

Moore dúfa, že vykoná ďalšie experimentálne testovanie techniky vychýlenia röntgenového žiarenia na zlepšenie jej účinnosti. Jedného dňa by sa tiež mohol uskutočniť test vo vesmíre, podobný misii DART, na pozorovanie účinku na skutočnom asteroide. „Nič nám v tom nebráni, okrem vôle to urobiť,“ hovorí.

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

Stiahnite si referencie