В прошлом столкновения Земли с большими астероидами неоднократно вызывали серьезные последствия, вплоть до массовых вымираний. Это стало стимулом для разработки способов защиты от космических объектов. Для изменения орбиты потенциально опасного тела необходимо сосредоточить энергию, сопоставимую с мощностью ядерного взрыва. Американские исследователи провели эксперимент, демонстрирующий возможность реализации такого подхода.
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 в эксперименте данных ученые сделали прогноз, касающийся практического применения технологии, и определили, что она позволит изменить траекторию астероида, размеры которого составляют около четырех километров. Авторы исследования полагают, что это станет важным шагом в подготовке к будущим миссиям по защите Земли от угрозы столкновения с астероидами.