Ядерный взрыв может защитить Землю от столкновения с астероидом за счет мощного рентгеновского излучения, которое нагревает поверхность объекта и толкает его на безопасную траекторию. Однако новое исследование показало, что успех такой миссии напрямую зависит от того, в какую именно сторону будет направлен удар.
В отличие от идеальных сфер, которые часто используют в компьютерных симуляциях, реальные астероиды имеют неправильную форму и неровную поверхность. Согласно результатам работы, опубликованной в журнале Icarus, направление вспышки рентгеновских лучей может радикально изменить результат даже при воздействии на один и тот же объект.
Влияние формы на траекторию
В ходе моделирования ученые обнаружили, что при облучении астероида с одной стороны его скорость изменилась на 3,9 миллиметра в секунду, в то время как при ударе с другой стороны этот показатель составил всего 0,8 миллиметра в секунду. Разница в скорости отклонения оказалась почти пятикратной. Еще более заметно влияние на вращение объекта: в одном из случаев разница в скорости закручивания астероида в зависимости от направления удара достигла 17 раз.
«Мы ожидали, что прицеливание будет иметь значение, но нас удивило, насколько сильно», — отметил физик из Sandia National Laboratories Нейтан Мур, руководивший исследованием.
Новая модель симуляции
Для получения этих данных команда Мура разработала одну из самых точных моделей отклонения астероидов. Ранее ученые были вынуждены выбирать: либо использовать сложную форму объекта, либо проводить детальные физические расчеты, так как совмещение этих подходов требовало слишком больших вычислительных мощностей. Новый алгоритм работает более чем в 1600 раз быстрее старых моделей.
Система объединяет два программных кода: ALEGRA, который обычно моделирует высокоэнергетические эксперименты, и SPARTA, предназначенный для анализа слабых и медленных сил (например, сопротивления солнечного ветра). Теперь исследователи могут использовать реальные 3D-изображения астероидов, полученные в ходе пролетов космических аппаратов, чтобы рассчитать, сколько материала испарится с поверхности и какой импульс получит объект.
Ограничения и сложности
Точные расчеты критически важны, чтобы изменить траекторию астероида, не раздробив его на множество опасных фрагментов. Однако текущая модель пока не может точно предсказать распад всего тела астероида — она учитывает только разрушение поверхностных пород.
Кроме того, реализация такой миссии в реальности столкнется с серьезными трудностями. Для работы программы нужны точные данные о форме объекта со всех сторон, которые может не успеть собрать человечество, если астероид будет обнаружен слишком поздно. Также потребуется исключительная точность при доставке и позиционировании ядерного устройства в космосе относительно движущегося объекта.
