Ученые проверили ядерный удар по астероиду: спасет ли это Землю

Компьютерное моделирование показало, что дистанционный подрыв мегатонной боеголовки способен эффективно разрушить потенциально опасный астероид. Ключевую роль в этом процессе играет не ударная волна, а мощное рентгеновское излучение, которое испаряет поверхность космического тела.

Падение даже сравнительно небольшого астероида размером с футбольное поле способно стереть с лица Земли целый мегаполис. Однако многие такие объекты крайне темны и плохо отражают свет, что серьезно затрудняет их своевременное обнаружение. Ученые по всему миру активно ищут способы защиты планеты от этой угрозы, и одна из самых обсуждаемых идей — использование ядерного оружия.

Группа астрофизиков под руководством Исайи Сантистевана из Ливерморской национальной лаборатории в США провела детальное компьютерное моделирование такого сценария. В виртуальном эксперименте они «взорвали» боезаряд мощностью в 1 мегатонну рядом с астероидом диаметром 160 метров — это типичный представитель так называемых «убийц городов». Исследователи рассмотрели несколько вариантов расстояния до поверхности объекта.

Оказалось, что для успеха вовсе не обязательно садиться на астероид или бурить его поверхность, как это показывают в голливудских фильмах. Посадка на вращающееся и хаотично движущееся космическое тело — чрезвычайно сложная инженерная задача. Новая симуляция доказывает, что гораздо эффективнее произвести подрыв на расстоянии в несколько метров от поверхности.

В безвоздушном космическом пространстве классическая ударная волна не работает, так как ей нечем распространяться. Однако около 70–80% энергии ядерного взрыва высвобождается в виде рентгеновского излучения. Именно этот мощнейший поток энергии, а не взрывная волна, становится главным оружием. Рентгеновские лучи мгновенно нагревают и испаряют тонкий поверхностный слой астероида.

Этот процесс, называемый абляцией, приводит к тому, что расширяющийся газ создает реактивный импульс, который толкает астероид в противоположную сторону. Более того, испарение породы запускает ударную волну уже внутри самого космического камня. Модель показала, что при детонации на расстоянии 10 метров разрушается до 98% материала астероида, а его фрагменты разлетаются со скоростью, превышающей скорость убегания.

Любопытно, что увеличение дистанции до 25 метров привело к еще более масштабным повреждениям. Это объясняется тем, что рентгеновские лучи захватывают большую площадь поверхности при удалении источника взрыва от цели. Впрочем, у этого метода есть и свои сложности: вычислительные затраты на такое моделирование колоссальны — всего 145 миллисекунд симулированного времени потребовали 59 дней работы процессоров.

Исследование опубликовано в авторитетном журнале The Planetary Science Journal. Ученым еще предстоит изучить долгосрочное поведение образовавшихся осколков, чтобы убедиться, что они не создадут новой угрозы для Земли. Тем не менее, данная работа — важный шаг к созданию реального плана планетарной защиты от астероидной опасности.