Ամերիկացի հետազոտողները մշակել են նոր համակարգչային մոդել, որը թույլ է տալիս նշանակալիորեն ավելի ճշգրիտ հաշվարկել վտանգավոր աստերոիդի կողքին միջուկային պայթյունի հետևանքները: Սիմուլյացիաները ցույց են տվել, որ ճառագայթահարման համար կողմի ընտրությունը կարող է փոխել շեղման արդյունավետությունը գրեթե հինգ անգամ: Ընդ որում, նոր մոդելն աշխատում է նախկին նմանօրինակներից ավելի քան 1600 անգամ ավելի արագ, ինչը թույլ է տալիս հետազոտել Երկրի պաշտպանության հնարավոր սցենարների շատ ավելի մեծ քանակություն:

Մեկ աստերոիդ՝ տարբեր արդյունքներ

Վտանգավոր աստերոիդի՝ Երկրի հետ բախումը կանխելու հնարավոր եղանակներից մեկը դրանից որոշակի հեռավորության վրա միջուկային պայթյունի օգտագործումն է: Ենթադրվում է, որ ռենտգենյան ճառագայթման հզոր բռնկումը կտաքացնի և կգոլորշիացնի երկնային մարմնի մակերևույթի մի մասը: Դրա ընթացքում առաջացող նյութի հոսքը կստեղծի ռեակտիվ քարշ, որը կփոխի աստերոիդի հետագիծը:

Սակայն նման մեթոդի արդյունավետությունը կախված է ոչ միայն պայթյունի հզորությունից և մինչև թիրախն ընկած հեռավորությունից: Ինչպես ցույց է տվել ամերիկացի գիտնականների նոր հետազոտությունը, հսկայական նշանակություն ունի նաև այն, թե որ կողմից է ճառագայթահարվում աստերոիդը:

Հետազոտողները անցկացրել են համակարգչային սիմուլյացիաներ, որոնցում միևնույն աստերոիդը ենթարկվել է ռենտգենյան ճառագայթման ազդեցությանը տարբեր անկյունների տակ: Մի դեպքում դրա գծային արագության փոփոխությունը կազմել է 3,9 մմ/վ, մյուսում՝ ընդամենը 0,8 մմ/վ: Այսպիսով, ճառագայթահարման ուղղության ընտրությունը հանգեցրել է գրեթե հինգ անգամ տարբերության:

Ոչ պակաս էական է դուրս եկել ազդեցությունը երկնային մարմնի պտույտի վրա: Մեկ այլ մոդելավորված աստերոիդի համար պտտման արագության փոփոխությունը՝ կախված ազդեցության ուղղությունից, տարբերվել է 17 անգամ:

Հետազոտության ղեկավար, Սանդիայի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոս Նաթան Մուրի խոսքով՝ գիտնականները ենթադրում էին, որ ազդեցության կետը նշանակություն կունենա, բայց չէին սպասում այսքան մեծ տարբերության:

Աշխատանքի արդյունքները հրապարակվել են Icarus գիտական ամսագրում:

Ինչու է աստերոիդի ձևը նշանակություն ունենում

Նախորդ հետազոտությունների գլխավոր խնդիրը աստերոիդների մասին պարզունակ պատկերացման մեջ էր: Մաթեմատիկական հաշվարկների համար դրանք հաճախ մոդելավորում էին գնդերի տեսքով, թեև իրական երկնային մարմիններն ունեն անկանոն ձև, անհարթ մակերևույթ և բազմաթիվ ելուստներ ու խոռոչներ:

Նման առանձնահատկությունները էապես ազդում են ճառագայթահարման ժամանակ էներգիայի բաշխման վրա: Կախված մակերևույթի երկրաչափությունից՝ միևնույն պայթյունը կարող է առաջացնել նյութի ոչ միատեսակ գոլորշիացում աստերոիդի տարբեր մասերում: Համապատասխանաբար, փոխվում են նաև առաջացող իմպուլսի ուժն ու ուղղությունը: Բացի այդ, անհավասարաչափ ազդեցությունը ունակ է նկատելիորեն փոխել երկնային մարմնի պտույտը:

Այս գործոնները հաշվի առնելու համար Մուրի թիմը միավորել է Sandia National Laboratories-ում մշակված երկու հաշվողական գործիք: Առաջինը՝ ALEGRA-ն, նախատեսված է բարձր էներգիաներով արագ գործընթացների մոդելավորման համար: Երկրորդը՝ SPARTA-ն, թույլ է տալիս հաշվարկել համեմատաբար թույլ ուժերի ազդեցությունը, որոնք զարգանում են մեծ ժամանակային միջակայքերում:

Այս մոտեցումների միավորումը թույլ է տվել միաժամանակ հաշվի առնել աստերոիդի բարդ երկրաչափությունը և ռենտգենյան ճառագայթման ազդեցության ժամանակ տեղի ունեցող ֆիզիկական գործընթացները:

Մոդելն ավելի արագ է դարձել ավելի քան 1600 անգամ

Ոչ պակաս կարևոր ձեռքբերում է դարձել նոր ալգորիթմի հաշվողական արդյունավետությունը: Մուրի խոսքով՝ այն աշխատում է ավելի քան 1600 անգամ ավելի արագ, քան նախկին լուծումները: Հենց դա է թույլ տվել հետազոտողներին անցկացնել հաշվարկներ, որոնք նախկինում գրեթե անհասանելի էին հաշվողական ռեսուրսների պահանջների պատճառով:

Մոդելն ունակ է օգտագործել տիեզերական ապարատների կողմից ստացված աստերոիդի եռաչափ պատկերները՝ դրա ձևը վերականգնելու համար: Դրանից հետո հետազոտողները կարող են սահմանել հիպոթետիկ պայթյունի պարամետրերը՝ դրա հզորությունը, հեռավորությունը մինչև երկնային մարմինը և ռենտգենյան ազդեցության ուղղությունը:

Արդյունքն է դառնում մանրամասն ջերմային քարտեզը, որը ցույց է տալիս, թե մակերևույթի որ հատվածներն են տաքանում և ինչ աստիճանի է գոլորշիանում նյութը: Դրա հիման վրա հաշվարկվում են աստերոիդին փոխանցվող իմպուլսը, դրա արագության և պտույտի փոփոխությունը, ինչպես նաև հնարավոր քայքայման աստիճանը:

Սա թույլ է տալիս ոչ միայն գնահատել միջուկային ազդեցության արդյունավետությունն ընդհանուր առմամբ, այլև ընտրել պայմաններ, որոնց դեպքում այն առավելագույն հավանականությամբ կփոխի կոնկրետ երկնային մարմնի հետագիծը:

Գլխավոր վտանգը աստերոիդը բեկորների ամպի չվերածելն է

Նման մեթոդների մշակման ժամանակ կարևոր է հաշվի առնել ոչ միայն աստերոիդը շեղելու հնարավորությունը, այլև դրա քայքայման ռիսկը: Երկնային մարմնի ճեղքումն ինքնին չի երաշխավորում անվտանգություն. մեկ խոշոր օբյեկտի փոխարեն դեպի Երկիր կարող են ուղղվել բազմաթիվ բեկորներ, որոնք նույնպես սպառնալիք են ներկայացնում:

Ուստի խնդիրը կայանում է նրանում, որ աստերոիդին փոխանցվի բավարար իմպուլս դրա հետագիծը փոխելու համար՝ առանց քանդելու բուն մարմինը:

Նոր մոդելն առայժմ ունի էական սահմանափակում: Այն հաշվի է առնում մակերևութային ապարների քայքայումն ու գոլորշիացումը, բայց թույլ չի տալիս հուսալիորեն կանխատեսել, թե ինչպես իրեն կպահի աստերոիդն ամբողջությամբ՝ պայթյունի ազդեցության տակ: Դրա համար պահանջվելու են լրացուցիչ հետազոտություններ և ավելի կատարյալ հաշվողական գործիքներ:

Կա նաև գործնական խնդիր. ճշգրիտ մոդելավորման համար անհրաժեշտ են աստերոիդի ձևի մասին մանրամասն եռաչափ տվյալներ բոլոր կողմերից: Դրանք նախապես ստանալ միշտ չէ, որ կհաջողվի, հատկապես եթե պոտենցիալ վտանգավոր օբյեկտի հայտնաբերումը տեղի ունենա հնարավոր բախումից կարճ ժամանակ առաջ:

Այնուամենայնիվ, նոր մշակումը միջուկային շեղման հաշվարկները դարձնում է նշանակալիորեն ավելի ճշգրիտ և թույլ է տալիս հաշվի առնել գործոններ, որոնք նախկինում մնում էին համակարգչային մոդելավորման հնարավորությունների սահմաններից դուրս: Իրական սպառնալիքի դեպքում սա կարող է սկզբունքորեն կարևոր լինել. բավարար չէ պարզապես իմանալ, թե որքան հզոր պետք է լինի պայթյունը: Անհրաժեշտ է նաև հասկանալ, թե ուր ուղղել դրա ազդեցությունը, որպեսզի աստերոիդը փոխի ուղեծիրը, այլ ոչ թե սկսի պտտվել ավելի արագ կամ տրոհվի վտանգավոր բեկորների: