Физики изучили влияние рентгеновского излучения на траектории астероидов в лабораторных условиях.

Новости МирТесен

В истории Земли столкновения с большими астероидами неоднократно вызывали серьезные разрушения, включая массовые вымирания видов. Это стало стимулом для разработки технологий защиты от космических угроз. Для изменения орбиты потенциально опасного объекта требуется сконцентрировать энергию, эквивалентную взрыву ядерного оружия. Недавно американские ученые провели эксперимент, демонстрирующий возможность реализации подобной задачи.

Два года назад космический аппарат миссии NASA DART намеренно столкнулся с астероидом Диморф, который является спутником Дидимы. Этот маневр стал первой успешной проверкой технологии изменения траектории реального космического объекта. Тем не менее, данный метод представляется достаточно трудоемким и затратным, поскольку требует значительной подготовки. Также стоит отметить, что одного кинетического удара может оказаться недостаточно для изменения орбиты более массивного объекта.

В качестве альтернативы физическому воздействию был предложен управляемый ядерный взрыв, рентгеновское излучение от которого может оперативно нагреть поверхность астероида. Под воздействием высокой температуры вещество начинает испаряться, а расширяющийся газ создает тягу, двигающую объект. Для оценки эффективности этого метода не требуется отправка космических аппаратов, достаточно использовать наземные ресурсы, показали авторы статьи в журнале Nature Physics.

Два модельных астероида, изготовленных из кварца и расплавленного кремнезема диаметром 12 миллиметров, были созданы командой ученых под руководством Натана Мура. Для генерации рентгеновского излучения, способного повредить микроскопические объекты, исследователи использовали Z-машину — один из крупнейших источников рентгеновского излучения, расположенный в Сандийских национальных лабораториях (США). Этот процесс имитирует образование гигантских высокоэнергетических рентгеновских пузырей, обнаруженных в нашей Галактике.

При помощи метода, известного как «рентгеновские ножницы», астероиды были зафиксированы в вакууме, имитирующем космическое пространство, при этом их опоры разрушались, а поверхность испарялась.

Для определения ключевых этапов процесса было проведено два эксперимента, дополненные моделированием. В ходе экспериментов исследователи фиксировали рентгеновские импульсы, воздействующие на поверхности образцов. Выбросы газа обеспечивали импульс, при этом скорости, достигнутые целями, составили 69,5 и 70,3 метра в секунду для кварца и расплавленного кремнезема соответственно, что соответствует результатам расчетов.

На основе полученных экспериментальных данных ученые провели экстраполяцию на более крупные объекты и рассчитали, что данный метод может быть использован для отклонения астероида диаметром около четырех километров. Авторы работы полагают, что это внесет вклад в подготовку будущих миссий по защите Земли от потенциальной угрозы со стороны астероидов.