Астрофізики запропонували відхиляти небезпечні астероїди від Землі за допомогою рентгенівського випромінення, створеного ядерними вибухами. Цей метод зміни траєкторії небесних тіл вже продемонстрували в лабораторних умовах. Дослідження показало, що швидке нагрівання поверхні астероїда за допомогою так званих «рентгенівських ножиць» призводить до його прискорення та розширення, а також — випаровування речовин з поверхні. За розрахунками науковців, так можна відхилити астероїди з діаметром до чотирьох кілометрів, надаючи нові можливості для планетарної оборони та захисту Землі від космічних загроз. Результати дослідження опублікували в журналі Nature Physics.
Художнє зображення астероїда, який розриває в космосі. NASA Hubble Space Telescope / Unsplash
Як раніше намагалися захистити Землю від зіткнення з іншими тілами?
Зіткнення Землі з астероїдом, яке призвело до утворення кратера Чиксулуб, вважається причиною масового вимирання живих організмів, величезних цунамі та глобального потепління, що тривало близько 100 000 років. Це підкреслює необхідність розробки методів захисту планети від подібних загроз. Існує кілька методів, які дозволяють руйнувати або відхиляти небесні тіла.
Однак на практиці застосували лише один — метод кінетичного тарана, коли у 2022 році зонд DART вдарив астероїд Діморф, змінивши його орбіту навколо Дідима. Дослідники із Національних лабораторій Sandia у США вирішили експериментально перевірити можливість відхилення астероїдів за допомогою потужного рентгенівського випромінювання.
Який експеримент провели для відхилення астероїда?
В експерименті науковці використали Z-машину — одну з найбільших установок у світі — для генерації аргонової плазми, яка випромінює м’яке рентгенівське випромінювання потужністю 1,5 мегаджоуля. Це випромінювання нагрівало зразки з кварцу та плавленого кварцу, які трималися на тонких кільцях із фольги. Такий метод прискорення зразків називають «рентгенівськими ножицями». Експеримент тривав 20 мікросекунд, щоб зменшити вплив ударної хвилі.
Дослідження показали, що швидкість руху мішеней під впливом випромінювання становила 69,5 метра за секунду для кварцу та 70,3 метра за секунду для плавленого кварцу. Ці результати узгоджуються з прогнозами радіаційно-гідродинамічного моделювання, яке показує швидкості 82 метри за секунду для кварцу та 73 метри за секунду для плавленого кварцу.
Таке узгодження теорії та експерименту підтверджує точність моделювання, яке враховує різні фізичні процеси, що відбуваються під час експерименту. Це ж моделювання можна використати для реальних небесних тіл. А самі результати експериментів свідчать про те, що метод «рентгенівських ножиць» можна використати для відхилення астероїдів діаметром до 3,3–4,4 кілометра, дозволяючи надавати їм додаткову швидкість понад 0,01 метра на секунду.
Чим експеримент відрізняється від попередніх?
Науковці й раніше передбачали, що рентгенівське випромінювання може викликати швидкий нагрів поверхні астероїда, призводячи до випаровування його речовини та надання додаткового імпульсу. Нове дослідження врахувало також імпульс, який передавався від розширювальної газової суміші після генерації початкової ударної хвилі. Це дозволило краще розрахувати, як поводитимуться об’єкти після зміни їхньої траєкторії таким методом. Це відкриває нові можливості для захисту Землі від потенційно небезпечних об'єктів.
Що відомо про астероїди поблизу Землі
🦖 Нещодавно науковцям вдалося з’ясувати, що астероїд-«вбивця динозаврів» прилетів на Землю з зовнішніх частин Сонячної системи, десь з-поза Юпітера.
📸 У червні цього року повз Землю пролетіли два потенційно небезпечних астероїди — NASA показала знімки цих астероїдів, які поки не загрожують зіткненням із нашою планетою.
🚎 А в лютому повз нашу планету пролетів астероїд розміром з тролейбус. Він наблизився до поверхні Землі на відстань, меншу за відстань до Місяця.