Сценарій, у якому людство відправляє ядерну зброю в космос, щоб знищити астероїд-вбивцю, десятиліттями залишався улюбленим сюжетом голлівудських блокбастерів, проте наукова спільнота довгий час ставилася до нього зі скепсисом через непередбачувані наслідки такого вибуху. Головний страх полягав у тому, що потужний удар може розколоти єдиний масивний об’єкт на мільйони смертоносних уламків, які все одно впадуть на Землю, перетворивши одну велику катастрофу на безліч локальних. Втім, унікальне нове моделювання та серія експериментів, проведених фізиками з Оксфордського університету у співпраці з компанією Outer Solar System Company (OuSoCo), перевертають ці уявлення, демонструючи, що космічні камені здатні витримувати набагато більше навантаження, ніж вважалося раніше, що робить ядерний варіант життєздатним крайнім заходом планетарного захисту, пише T4.
Дослідники виявили контрінтуїтивний механізм поведінки матеріалу астероїдів: замість того, щоб руйнуватися під дією екстремального тиску, залізні космічні породи фактично стають міцнішими. Це відкриття має вирішальне значення для стратегії захисту, оскільки воно свідчить про те, що астероїд, уражений ядерним вибухом, з високою ймовірністю залишиться цілим, а не розпадеться. Це дозволяє розглядати ядерний вибух не як засіб знищення об’єкта, а як потужний інструмент для його відхилення, де енергія вибуху штовхає цілісне тіло, змінюючи його орбіту без ризику створення шрапнелі.
Для підтвердження цієї гіпотези команда використала безпрецедентну експериментальну установку, що дозволила зазирнути всередину процесу деформації матерії в реальному часі. Об’єктом дослідження став зразок залізного метеорита Кампо-дель-Сьєло, який піддали впливу екстремальних умов у центрі CERN High Radiation to Materials (HiRadMat).
Вчені використали прискорювач частинок Super Proton Synchrotron для опромінення зразка високоенергетичними короткими імпульсами протонного пучка, імітуючи ударні навантаження різної інтенсивності. На відміну від попередніх деструктивних тестів, які не дозволяли спостерігати динаміку процесу, використання лазерної доплерівської віброметрії та температурних датчиків показало, як метеорит розм’якшується, згинається, а потім несподівано зміцнюється, демонструючи збільшення міцності матеріалу в 2,5 раза на мікроскопічному рівні.
Отримані дані виявили властивість, відому як затухання, залежне від швидкості деформації, що означає здатність матеріалу ефективніше розсіювати енергію при сильніших ударах. Це пояснює величезні розбіжності в існуючих моделях, які могли відрізнятися у показниках межі текучості до семи разів залежно від масштабу випробувань. Раніше фізики не могли точно передбачити механічну поведінку астероїдів, обираючи між кінетичними ударниками, такими як місія DART, та ядерним підходом.
Хоча кінетичний удар — це концептуально простий метод космічного тарана, невизначеність щодо реакції матеріалу може призвести до лише незначної затримки астероїда або його небажаної фрагментації. Тепер же, маючи дані про те, як реальний зразок метеорита адаптується до навантажень, захисники планети можуть точніше розраховувати необхідну енергію для безпечної зміни траєкторії.
Важливо зазначити, що реалізація ядерного сценарію в реальності навряд чи нагадуватиме фільми, де герої бурять поверхню небесного тіла. Оскільки матеріал демонструє здатність до зміцнення та розсіювання енергії, фізики пропонують метод дистанційної ядерної детонації поблизу астероїда. Інтенсивне рентгенівське випромінювання від вибуху миттєво випарує частину речовини з поверхні об’єкта, створюючи реактивну тягу, яка й відштовхне астероїд на безпечну орбіту, зберігаючи його цілісність. Оскільки людство не може дозволити собі проводити реальні ядерні випробування на астероїдах заздалегідь, подібні лабораторні дослідження та високоточні моделювання стають єдиним фундаментом для впевненості у тому, що в разі реальної загрози наша “остання лінія оборони” спрацює так, як передбачено фізичними законами, а не сценаристами фантастики.
Читайте також: Найдорожче золото в історії людства неможливо потримати в руках
Підписуйся на наш Telegram-канал