Կաշխատի՞ արդյոք միջուկային պայթյունը քաղաքներ ոչնչացնող աստերոիդի դեմ

Եթե Երկրին մոտենա ֆուտբոլի դաշտի չափեր ունեցող աստերոիդ, հետևանքները կարող են աղետալի լինել: Նույնիսկ մոտ 160 մետր տրամագծով համեմատաբար փոքր տիեզերական քարն ունակ է լիովին ոչնչացնել խոշոր քաղաքը: Պաշտպանության հնարավոր եղանակներից մեկը միջուկային լիցքն է: Նոր հետազոտությունը ցույց է տվել, որ նման տարբերակն իսկապես կարող է աշխատել, թեև բոլորովին ոչ այնպես, ինչպես ընդունված է պատկերացնել:

Ինչու միջուկային պայթյունը պարզ հարված չէ

Երկար ժամանակ «աստերոիդը պայթեցնելու» գաղափարը թվում էր ուղղագիծ. մարտագլխիկը նստեցնել մակերևույթի վրա կամ նույնիսկ խորացնել դրա ներսը և պայթեցնել: Պրակտիկայում ամեն ինչ ավելի բարդ է: Աստերոիդները պտտվում են և շուռումուռ գալիս, իսկ դրանց վրա ապարատ նստեցնելն ու այն տեղում պահելը ծայրահանդիճան դժվար է:

Գիտնականների խումբը՝ Լոուրենսի անվան Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայից Իսայա Սանտիստևանի ղեկավարությամբ, որոշել է ստուգել մեկ այլ սցենար: Նրանք մոդելավորել են մեկ մեկատոննանոց լիցքի պայթյունը ոչ թե մակերևույթի վրա, այլ 160 մետր տրամագծով աստերոիդից մի քանի մետր հեռավորության վրա: Որպես հիմք վերցրել են իրական Բենու աստերոիդի ձևն ու ծակոտկեն կառուցվածքը, որի վրա 2020 թվականին նստել էր NASA-ի ապարատը:

Հիմնական աշխատանքն անում են ռենտգենյան ճառագայթները

Տիեզերքում գրեթե չկա միջավայր, որը կարողանար փոխանցել հարվածային ալիքը: Այդ պատճառով միջուկային պայթյունի հիմնական ուժն այստեղ ազդում է այլ կերպ: Միջուկային լիցքի էներգիայի մոտ 70–80%-ը դուրս է գալիս ռենտգենյան ճառագայթման հզոր հոսքի տեսքով:

Այս ճառագայթները տաքացնում են աստերոիդի բարակ մակերևութային շերտը՝ առաջացնելով դրա գոլորշիացում և աբլյացիա: Գոլորշիացված նյութը սրընթաց ցրվում է: Եթե դրա արագությունը գերազանցում է աստերոիդից հեռացման (պոկման) արագությունը, նյութը թռչում է հեռու և մնացած մարմնին հաղորդում իմպուլս, այսինքն՝ փոխում է դրա արագությունն ու հետագիծը:

Միաժամանակ ռենտգենյան իմպուլսն առաջացնում է հզոր հարվածային ալիք հենց քարի ներսում: Այն ճեղքում և փշրում է ապարը ներսից: Հենց ոչնչացման այս էֆեկտն է հատկապես հետաքրքրել հետազոտողներին. որոշ դեպքերում աստերոիդի պարզ շեղումը կարող է բավարար չլինել, և կպահանջվի հենց դրա ապաինտեգրումը (քայքայումը):

Ինչ ցույց տվեցին սիմուլյացիաները

Գիտնականներն անցկացրել են մի քանի մանրամասն եռաչափ հաշվարկներ պայթյունի տարբեր հեռավորություններով՝ 10 և 25 մետր, և նյութի ամրության տարբեր մոդելներով՝ հիմնված իրական մետեորիտների վրա:

Սցենարներից մեկում՝ մակերևույթից 10 մետր հեռավորության վրա պայթյունի դեպքում, դետոնացիայից 145 միլիվայրկյան անց ամբողջությամբ վնասված են հայտնվել աստերոիդի նյութի 98,2%-ը, իսկ նյութի մոտ 97%-ը շարժվում էր պոկման արագությունից ավելի արագ: Ընդ որում, խոշոր մասերը ցրվում էին հակառակ ուղղություններով. աստերոիդը բառացիորեն տրոհվում էր:

Անսպասելի արդյունք է տվել 25 մետր հեռավորության վրա պայթյունը: Թեև աստերոիդին հասնում էր ավելի քիչ էներգիա, ռենտգենյան ճառագայթները լուսավորում էին մակերևույթի ավելի մեծ մակերես: Արդյունքում վնասվածքներն ավելի ընդգրկուն են ստացվել, քան սիմուլյացիայի նույն փուլում ավելի մոտ պայթեցման դեպքում: Սա խոսում է այն մասին, որ «ինչքան մոտ, այնքան լավ» կանոնը միշտ չէ, որ ճիշտ է:

Հետազոտության սահմանափակումները

Սիմուլյացիաները ծայրահեղ ռեսուրսատար են ստացվել: Ամենաերկար հաշվարկը, որն ընդգրկում է գործընթացի ընդամենը 145 միլիվայրկյանը, պահանջել է 1680 պրոցեսորների 59 օրվա աշխատանք: Դրա պատճառով գիտնականները չեն կարողացել հետևել բեկորների հետագա ճակատագրին:

Հնարավոր են տարբեր տարբերակներ. բեկորները անվտանգ կցրվեն, դրանց մի մասը կմնա բավականին խոշոր՝ սպառնալիք ներկայացնելու համար, կամ աստերոիդը սեփական ձգողականության ազդեցության տակ նորից կհավաքվի մեկ ամբողջության մեջ: Այս հարցերը պահանջում են հետագա հետազոտություններ:

Այնուամենայնիվ, աշխատանքը կարևոր քայլ է դարձել մոլորակային պաշտպանության միջուկային տարբերակը գնահատելու գործում: Այն ցույց է տալիս, որ ռենտգենյան ճառագայթման օգտագործմամբ հեռահար պայթեցումն իսկապես ունակ է լրջորեն վնասել կամ ոչնչացնել «քաղաքներ ոչնչացնողի» չափեր ունեցող աստերոիդը:

Արդյունքները հրապարակվել են The Planetary Science Journal ամսագրում:

Կարճ ասած

Ամերիկացի գիտնականները մոդելավորել են 160 մետր տրամագծով աստերոիդի կողքին մեկ մեկատոննանոց միջուկային լիցքի պայթյունը: Գլխավոր դերը խաղում է ոչ թե հարվածային ալիքը, այլ ռենտգենյան ճառագայթումը. այն գոլորշիացնում է մակերևույթը և միաժամանակ ճեղքում քարը ներսից: Մի շարք սցենարներում ոչնչացումը բավականին հավանական է ստացվել, ընդ որում ավելի մեծ հեռավորության վրա պայթյունը երբեմն տալիս էր ավելի ընդգրկուն վնասվածքներ: Բեկորների երկարաժամկետ ճակատագիրը դեռևս պարզ չէ, բայց հետազոտությունը հաստատում է, որ վտանգավոր աստերոիդներից Երկրի պաշտպանության միջուկային տարբերակը կարող է աշխատող լինել: