Недавний уникальный эксперимент, имитирующий воздействие на астероид, продемонстрировал, что использование ядерного взрыва для изменения траектории космического тела, представляющего опасность для Земли, может быть более безопасным, чем предполагалось. В ходе исследования, выполненного международной командой ученых, в состав которой вошли физики из Оксфордского университета и эксперты из стартапа Outer Solar System Company (OuSoCo), был поставлен под сомнение общепринятый сценарий, согласно которому взрыв приводит к фрагментации астероида на множество потенциально опасных обломков.
Важным результатом исследования стало установление того, что материал астероидов, в частности железный метеорит Кампо-дель-Сьело, при сильном воздействии не разрушается, а, наоборот, приобретает большую прочность. Впервые ученым удалось наблюдать в режиме реального времени и без нанесения повреждений тому, как образец деформируется и усиливается. Для этого в центре CERN HiRadMat использовали протонный ускоритель (Super Proton Synchrotron), с помощью которого метеорит облучали кратковременными импульсами различной мощности.
Использование температурных датчиков и лазерной доплеровской виброметрии позволило зафиксировать нетипичные изменения: после первоначального размягчения образец не только восстановил, но и повысил свою прочность в 2,5 раза. Кроме того, было установлено свойство демпфирования, которое зависит от скорости деформации – чем сильнее воздействие, тем эффективнее материал поглощает энергию. Полученные результаты позволяют объяснить ранее существовавшие несоответствия между лабораторными испытаниями прочности астероидных материалов и их поведением, наблюдаемым в земной атмосфере.
Приобретенные данные имеют ключевое значение для создания эффективных планов защиты Земли от астероидов. Они демонстрируют, что механические характеристики этих небесных тел не являются постоянными, а изменяются в процессе воздействия, что необходимо учитывать при разработке моделей коррекции их траектории. В отличие от кинематографических представлений о бурении и подрыве, настоящая ядерная миссия, скорее всего, будет включать взрыв на определенном удалении от астероида, позволяющий изменить его путь за счет испарения части вещества и избежать риска фрагментации.
Как отмечают авторы работы, в журнале Nature Communications, человечество должно быть готово к выполнению такой миссии с высокой степенью уверенности, не имея возможности провести полноценные испытания в реальности. Поэтому понимание физики процессов и сбор точных данных о материалах астероидов становятся критически важными. Дальнейшие исследования планируется провести на образцах иного, более неоднородного состава, чтобы учесть разнообразие потенциальных угроз из космоса.