Физика

Столкновения Земли с крупными астероидами в прошлом не раз приводили к тяжелым последствиям, включая массовые вымирания. Все это побудило разрабатывать методы защиты от космических угроз. Чтобы отклонить опасный объект с орбиты, требуется сконцентрировать энергию, сравнимую с ядерным взрывом. Американские ученые экспериментально показали, как это можно осуществить.

Два года назад космический аппарат миссии NASA DART врезался в астероид Диморф, вращающийся вокруг Дидима. Это была первая успешная демонстрация по отклонению орбиты реального космического тела. Однако метод считается очень сложным и дорогостоящим, требующим длительной подготовки. Кроме того, кинетического удара может не хватить для смещения более крупного объекта.

В качестве одной из альтернатив физики предложили направленный ядерный взрыв, рентгеновское излучение от которого способно быстро нагреть поверхность астероида. Вещество начинает испаряться, и расширяющийся газ толкает объект. Чтобы проверить этот способ, не нужно отправлять аппараты в космос, можно обойтись земными средствами, показали авторы статьи в журнале Nature Physics.

Исследователи во главе с Натаном Муром создали два модельных астероида из кварца и расплавленного кремнезема размером всего 12 миллиметров. С помощью Z-машины — одного из крупнейших источников рентгеновского излучения, созданного в Сандийских национальных лабораториях (США) — они сгенерировали рентгеновское поле достаточной интенсивности, чтобы повредить микроскопические объекты. Это аналог гигантских высокоэнергетических рентгеновских пузырей, открытых в нашей Галактике.

Используя технику, названную «рентгеновскими ножницами», астероиды «подвесили» в вакууме, имитирующем космос, одновременно уничтожая опоры и испаряя поверхность.

Всего провели два эксперимента, которые вместе с моделированием помогли отчетливо выявить три стадии процесса. Ученые наблюдали рентгеновские импульсы, нагревающие поверхности. Выбросы газа придавали целям импульс, скорости достигли 69,5 и 70,3 метра в секунду — для кварца и расплавленного кремнезема, что совпало с расчетами.

Исследователи экстраполировали результаты эксперимента на реальные цели и вычислили, что таким способом можно отклонить астероид диаметром примерно четыре километра. По мнению авторов работы, это поможет в подготовке будущих миссий для защиты планеты от астероидной опасности.