Raziskovalci so nedavno ugotovili, da lahko vesoljske skale prenesejo veliko večje obremenitve, kot so sklepali na podlagi prejšnjih poskusov in opazovanj. Proti intuiciji se izkaže, da asteroidi ob izpostavitvi izjemnim udarcem postanejo močnejši.
Čeprav to zveni skrb vzbujajoče, lahko to odkritje izboljša strategije planetarne obrambe, saj nakazuje, da bi asteroid po jedrskem udaru ostal cel, namesto da bi razpadel na številne manjše kose, ki bi nato deževali na Zemljo, piše Sciene Alert.
Kot je opisano v nedavno objavljenem znanstvenem članku, je skupina raziskovalcev, med njimi fiziki z Univerze v Oxfordu, v sodelovanju s podjetjem Outer Solar System Company (OuSoCo), zagonskim podjetjem za jedrsko deflekcijo asteroidov, analizirala, kaj se zgodi z železnim asteroidom pri različnih stopnjah obremenitve.
»Te analize so namenjene preučevanju sprememb v notranji strukturi meteorita, ki jih povzroči obsevanje, ter potrditvi – na mikroskopski ravni – povečanja trdnosti materiala, kot so pokazali eksperimentalni rezultati,« pojasnjuje Melanie Bochmann, soustanoviteljica podjetja OuSoCo in ena izmed vodij raziskovalne skupine.
Udar na napačnem mestu lahko problem
Podobno kot misija DART iz leta 2022 je ena obetavnih metod za preprečitev trka asteroida z Zemljo uporaba kinetičnega udarnika – umetnega vesoljskega izstrelka, ki z izjemno hitrostjo trči v asteroid in ga rahlo preusmeri.
Zamisel je preprosta, vendar je v praksi polna nevarnih neznank. Udarec na napačnem mestu lahko asteroidovo pot le začasno spremeni. Poleg tega lahko energija udarca in odziv materiala povzročita nepričakovane posledice, kot je razpad ali presenetljiv premik v gibalni količini.
Zato morajo zagovorniki planetarne obrambe pred izbiro med udarnikom (kot je DART) ali še nepreizkušeno jedrsko možnostjo dobro razumeti mehansko vedenje različnih asteroidnih materialov. To znanje je ključno za učinkovit prenos energije in preusmeritev tirnice asteroida stran od Zemlje.
Takšni podatki pa so redki, zlasti tisti, ki prikazujejo odziv materiala v realnem času. Različni modeli na primer dajejo zelo različne vrednosti obremenitev, ko se telo dejansko zlomi.
Prvič opazovanje v realnem času
Ti modeli se lahko razlikujejo tudi do faktorja sedem, odvisno od tega, ali temeljijo na lokalnih (mikroskopskih) ali celostnih (makroskopskih) meritvah. Poleg tega je uničujoča narava prejšnjih testov preprečevala neposredno opazovanje odzivov materiala med samim procesom.
»To je prvič, da smo lahko nedestruktivno in v realnem času opazovali, kako se dejanski vzorec meteorita deformira, okrepi in prilagaja v ekstremnih razmerah,« pravi Gianluca Gregori, fizik z Univerze v Oxfordu in soavtor študije.
Raziskovalci so uporabili edinstveno metodo, ki jim je omogočila, da vzorca niso uničili. V Cernovem pospeševalniku delcev so obsevali vzorec železnega meteorita s kratkimi, visokoenergijskimi protonskimi pulzi različnih intenzitet.
Temperaturni senzorji in laserska Dopplerjeva vibrometrija (tehnika za analizo površinskih vibracij) so pokazali, da se je vzorec najprej zmehčal, nato upognil in se presenetljivo znova utrdil. Prav tako je izkazoval lastnost, imenovano dušenje, odvisno od hitrosti deformacije, kar pomeni, da bolj ko je izpostavljen udarcem, učinkoviteje razprši energijo.
Ta metoda ponuja dragocene podatke, ki pojasnjujejo, zakaj se vrednosti meje razpada meteorja iz prejšnjih laboratorijskih poskusov razlikujejo od dokazov o razpadu meteorjev v Zemljini atmosferi. Razlike so posledica dejavnikov, kot je prerazporeditev notranjih napetosti.
Jedrska eksplozija na razdalji
Raziskava poudarja tudi, da se mehanske lastnosti asteroidov spreminjajo v realnem času in jih ne bi smeli obravnavati kot nespremenljive, kot to pogosto počnejo obstoječi modeli za preusmerjanje asteroidov. Nadaljnje raziskave bodo vključevale tudi druge tipe asteroidnih sestav.
V tej študiji so izbrali železno bogat vzorec zaradi njegove relativne homogenosti, medtem ko bodo bolj heterogeni asteroidi različno razprševali napetosti glede na prostorsko razporeditev svojih materialov.
»Svet mora biti sposoben izvesti jedrsko misijo preusmeritve z zelo visoko stopnjo zaupanja, ne da bi jo lahko vnaprej preizkusil v resničnem svetu. To postavlja izjemne zahteve glede podatkov o materialih in fiziki,« pravi Karl-Georg Schlesinger, soustanovitelj podjetja OuSoCo in vodja raziskovalne skupine.
Če pa bi bila jedrska možnost nekoč res potrebna, ta verjetno ne bi bila podobna filmskim upodobitvam – vrtanje v asteroid ne bi bilo potrebno. Namesto tega nekateri fiziki predlagajo jedrsko eksplozijo na razdalji, ki bi izparila del asteroidne mase in s tem rahlo spremenila njegovo tirnico stran od Zemlje.
