Ядерный взрыв потенциально способен защитить Землю от астероида, летящего к планете. Рентгеновское излучение от такого взрыва может нагреть поверхность объекта и изменить его траекторию. Однако эффективность операции во многом зависит от того, с какой стороны направить излучение.
Исследование, опубликованное в журнале Icarus, показало, что форма астероида заметно влияет на результат. В отличие от гладких сфер, которые часто используют в компьютерных расчётах, реальные космические тела имеют неровности, впадины и выступы. По данным ScienceDaily, в одной из симуляций изменение скорости астероида составило 3,9 миллиметра в секунду при облучении с одной стороны и лишь 0,8 миллиметра в секунду при воздействии с другой.
Таким образом, разница в скорости отклонения достигла почти пяти раз. В другой модели изменение скорости вращения астероида зависело от направления рентгеновского импульса в 17 раз. Руководитель работы, физик Национальной лаборатории Сандии Натан Мур, отметил: «Мы ожидали, что направление удара будет иметь значение, но нас удивило, насколько сильным оказался этот эффект».
Для расчётов специалисты разработали новую модель, которая позволяет одновременно учитывать сложную форму астероида и физические процессы после воздействия рентгеновского излучения. Исследователи объединили две системы, применяемые в Национальной лаборатории Сандии для моделирования высокоэнергетических экспериментов и слабых медленно развивающихся процессов. Новый алгоритм работает более чем в 1600 раз быстрее прежних решений, благодаря чему стало возможно анализировать трёхмерные модели астероидов с высокой точностью.
Программа может использовать детальные изображения, полученные во время пролёта космического аппарата, а затем рассчитывать последствия взрыва при разных мощности, расстоянии и направлении облучения. Модель определяет, какие участки поверхности испарятся, оценивает возникающий толчок, изменения вращения и повреждения объекта. При этом нынешняя версия учитывает разрушение только поверхностных пород и пока не позволяет точно предсказать распад всего астероида.
Учёные считают, что для планетарной защиты важно отклонить астероид, не расколов его на множество опасных фрагментов. Практическое применение метода потребует точных данных о форме объекта со всех сторон и возможности разместить ядерное устройство в нужной точке относительно движущегося астероида. Исследование финансировалось в рамках программы лабораторных разработок Национальной лаборатории Сандии и может помочь определить оптимальные параметры воздействия при будущих операциях по изменению траектории астероидов.