Bild https://www.llnl.gov Lawrence Livermore National Laboratory-forskaren Isaiah Santistevan var den som ledde utvecklingen av tredimensionella simuleringar med sysftet att undersöka hur en kärnladdning skulle kunna avleda eller störa en asteroid som hotar jorden. (Foto: Blaise Douros/LLNL)
Forskare vid Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) utvecklar tredimensionella datasimuleringar för att undersöka hur en kärnladdning kan användas för att avleda eller potentiellt störa en asteroid på dess kurs mot jorden.
I arbetet publicerat nyligen i The Planetary Science Journal (se nedan), använde LLNL:sSpheral-simuleringskod för att mer exakt modellera hur en asteroid kan reagera när röntgenstrålar från en kärnladdning detoneras nära dess yta och snabbt värmer och förångar material. Efter att ha validerat metoden mot etablerade asteroidavvikningsmodeller använde forskarna Spheral för att studera tre komplexa störningsscenarier.
Till skillnad från många naturkatastrofer skulle en asteroidkollision med jorden potentiellt kunna förhindras om objektet upptäcks i tid. Ett tillvägagångssätt är avböjning av dess bana för att ge den en liten förändring i hastighet som får asteroiden att missa jorden samtidigt som den till största delen förblir intakt. Ett annat tillvägagångssätt är sönderskjutning där en asteroid avsiktligt fragmenteras och sprids så att ingen kvarvarande del utgör ett hot mot jorden.
NASAs Double Asteroid Redirection Test, DART uppdraget klarade en kinetisk kollisionsmetod för avledning 2022 genom att medvetet träffa asteroidmånen Dimorphos. Kärnkraftsskydd utgör ett alternativt nödalternativ särskilt för större objekt eller scenarier med kortare varningstider eftersom mycket mer energi kan levereras till en asteroid än den kinetiska energin från en rymdfarkost.
Två av datorsimuleringarna visade starka tecken på störning, vilket belyser hur högupplöst 3D-modellering kan hjälpa forskare att bättre förstå hur en asteroid kan reagera på ett försök till kärnkraftsexplosion.
"Dessa simuleringar ger oss en mycket mer detaljerad bild av hur en asteroid kan reagera på ett kärnvapenförsök," beskriver Isaiah Santistevan, som ledde studien. "Att kunna modellera skador, sprickor och materialrörelser i tre dimensioner är ett viktigt steg mot att förbättra vår förmåga att utvärdera planetförsvarsalternativ."Framtida arbete kommer att fokusera på att accelerera simuleringstider, förbättra upplösningen och modellera mer realistiska asteroidstrukturer, inklusive löst bundna asteroider Asteroider löst sammanhållna av gravitationen innehållande damm och löst sammanhållet grus. Forskare planerar också att jämföra simuleringar med småskaliga laboratorieexperiment.
Studien, "“Nuclear Mitigation of Hypothetical Asteroid Threats in Smoothed Particle Hydrodynamics,” was authored by Isaiah B. Santistevan, Mary T. Burkey, J. Michael Owen, Kathryn M. Kumamoto, Jason M. Pearl and Robert A. Managan.
