Дослідники Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (LLNL) представили серію тривимірних симуляцій, що демонструють, як ядерний вибух здатний змінити траєкторію або повністю зруйнувати потенційно небезпечний астероїд. Робота, про яку повідомляє РБК-Україна з посиланням на видання Interesting Engineering, стала одним із найдетальніших числових експериментів у галузі планетарного захисту та дає міжнародним організаціям конкретні математичні інструменти для прийняття рішень в екстремальних сценаріях.

Від кінетичного тарана до ядерного варіанту

На відміну від більшості глобальних загроз, зіткненню з астероїдом можна запобігти, якщо виявити його досить рано. У 2022 році NASA вже продемонструвала ефективність кінетичного тарана: зонд місії DART навмисно врізався в астероїд Діморф і змінив його орбіту. Однак для зупинки гігантських тіл або в умовах, коли до можливого удару залишаються лічені місяці, енергії звичайного космічного апарата недостатньо. Саме в цьому «вікні» ядерний заряд, здатний передати об'єкту на порядки більше енергії, розглядається як крайній, але фізично реалізований захід.

Методологія: від 1500 розрахунків до об'ємних моделей

Для оцінки реалістичності ядерного сценарію астрофізики LLNL задіяли спеціалізований обчислювальний код Spheral. Перш ніж переходити до тривимірних симуляцій, команда зіставила понад 1500 одновимірних розрахунків із даними перевіреної моделі Ares. Тільки після підтвердження точності алгоритму дослідники перейшли до об'ємних 3D-моделей, у яких враховувалися геометрія тіла, щільність породи та параметри випромінювання.

Що відбувається при детонації: випаровування та фрагментація

Під час експерименту вчені змоделювали підрив поблизу астероїда складної форми діаметром 160 метрів. У симуляціях варіювалися відстань до місця детонації та щільність самої породи. Рентгенівське випромінювання від вибуху призводить до швидкого випаровування верхніх шарів тіла, а наступний тиск пари викликає фрагментацію — астероїд розколюється на безліч уламків, які розлітаються в різні боки.

Головний висновок: «кам'яного дощу» не буде

Ключовий результат дослідження полягає в тому, що після підриву уламки астероїда набувають достатньої швидкості, щоб розсіятися у відкритому космосі. Жоден із фрагментів не зберігає траєкторію, спрямовану до Землі, що виключає сценарій масованого «кам'яного дощу» на поверхню планети. Отримані 3D-моделі, за задумом авторів, дозволять міжнародним організаціям із планетарного захисту заздалегідь розрахувати, як, де і якої потужності ядерний заряд слід застосувати, якщо планеті справді загрожуватиме космічна катастрофа.

Контекст і перспективи

Дослідження LLNL вписується в ширшу програму підготовки до гіпотетичної загрози від навколоземних об'єктів. Хоча ймовірність зіткнення великого астероїда із Землею в найближчі десятиліття оцінюється як вкрай низька, наявність перевірених числових моделей і відпрацьованих протоколів детонації знижує невизначеність у момент, коли рішення доведеться ухвалювати у стислі терміни. Робота підкреслює, що ядерний варіант залишається не «планом Б», а останнім ешелоном захисту, до якого вдаються лише тоді, коли кінетичні та гравітаційні методи вичерпані.