Može li nuklearna eksplozija zaustaviti asteroid? Nove simulacije pokazuju što bi se dogodilo

Planetarna obrana najčešće se povezuje s idejom da se opasan asteroid dovoljno rano skrene s putanje. NASA-in eksperiment DART pokazao je da kinetički udar svemirske letjelice može promijeniti gibanje manjeg tijela. No što ako je asteroid veći, upozorenje stigne kasno ili nije dovoljno vremena za klasičnu misiju?

Istraživači Lawrence Livermore National Laboratoryja pokušavaju odgovoriti na taj scenarij uz pomoć trodimenzionalnih računalnih simulacija. Njihov rad proučava kako bi asteroid reagirao na rendgensko zračenje nastalo pri nuklearnoj detonaciji u njegovoj blizini. Cilj nije predložiti stvarnu misiju, nego bolje razumjeti fiziku preusmjeravanja i fragmentacije asteroida.

Postoje dvije osnovne mogućnosti. Kod preusmjeravanja asteroid bi ostao uglavnom cjelovit, ali bi mu se brzina neznatno promijenila. Mala promjena može biti dovoljna da se nakon više mjeseci ili godina putanja tijela pomakne mimo Zemlje. Druga mogućnost je razbijanje asteroida na fragmente koji više ne bi predstavljali jednu veliku prijetnju.

Tim je koristio programski sustav Spheral, koji može modelirati oštećenja materijala, lomove i gibanje fragmenata u tri dimenzije. Prije složenijih izračuna istraživači su proveli više od 1.500 jednodimenzionalnih simulacija i usporedili ih s rezultatima ranijeg modela. Dobro slaganje rezultata dalo im je osnovu za složenije scenarije.

U trodimenzionalnim simulacijama proučavan je nepravilan asteroid promjera približno 160 metara. Mijenjani su udaljenost hipotetske detonacije i pretpostavke o tome koliko se lako materijal asteroida lomi. U jednom od najdužih izračuna približno 98 posto materijala bilo je teško oštećeno, dok se oko 97 posto kretalo brže od brzine potrebne za bijeg iz gravitacijskog polja asteroida. To su snažni znakovi da se tijelo počinje raspadati.

Rezultati su pokazali i da jači ukupni unos energije nije jedini važan čimbenik. U jednom scenariju udaljenija detonacija prenijela je manje energije, ali ju je rasporedila na veću površinu i prouzročila šire oštećenje. To ipak ne znači da je udaljeniji scenarij uvijek bolji. Učinkovitost bi ovisila o veličini, obliku i sastavu asteroida te o tome želi li se tijelo skrenuti ili razbiti.

Najvažnije ograničenje jest to što simulacije još nisu pratile fragmente dovoljno dugo. Za pouzdanu procjenu trebalo bi utvrditi da nijedan veći komad ne ostane na opasnoj putanji i da se fragmenti ne počnu ponovno okupljati. Najduži izračun koristio je 1.680 procesora tijekom 59 dana, ali je obuhvatio samo 145 milisekundi fizičkog vremena.

Zato ovaj rad nije dokaz da bi nuklearna eksplozija sigurno riješila prijetnju asteroida. On pokazuje kako napredni modeli mogu pomoći u procjeni krajnjih mogućnosti planetarne obrane. Sljedeći koraci uključuju brže izračune, realističnije modele labavo povezanih asteroida i usporedbu simulacija s laboratorijskim pokusima.