MOŽE li čovječanstvo, po uzoru na filmove katastrofe, nuklearnim oružjem skrenuti nadolazeći asteroid i spasiti Zemlju? Nova simulacija udara, dosad neviđena po pristupu, sugerira da bi nuklearna opcija mogla biti realna kao zadnja opcija za sprječavanje apokalipse.

Istraživači su otkrili da svemirske gromade mogu izdržati mnogo veće naprezanje nego što se ranije zaključivalo, jer, suprotno intuiciji, pod snažnim udarom postaju čvršće. Iako to može zvučati obeshrabrujuće, ovo otkriće moglo bi poboljšati strategije planetarne obrane jer upućuje na to da bi asteroid pogođen nuklearnim projektilom ostao cjelovit, umjesto da se raspadne u mnoštvo fragmenata koji bi zasuli naš planet, piše Science Alert.

Nuklearna opcija kao posljednja linija obrane

U nedavno objavljenom radu, tim istraživača, uključujući fizičare sa Sveučilišta Oxford, udružio se sa startupom koji je specijaliziran za nuklearno preusmjeravanje asteroida, Outer Solar System Company (OuSoCo) kako bi analizirao što se događa sa željeznom svemirskom stijenom pri različitim opterećenjima..

"Cilj ovih analiza je istražiti promjene u unutrašnjoj strukturi meteorita uzrokovane zračenjem i na mikroskopskoj razini potvrditi da se čvrstoća materijala povećava 2,5 puta, što su pokazali i eksperimentalni rezultati", objašnjava Melanie Bochmann, suosnivačica OuSoCo-a i jedna od voditeljica istraživačkog tima.

Problem s kinetičkim udarima

Jedan od obećavajućih načina za sprječavanje apokalipse uzrokovane asteroidom, demonstriran misijom DART 2022. godine, jest skretanje prijetnje kinetičkim impaktorom - projektilom ili letjelicom koja se zabija u prijeteći asteroid brzinom višestruko većom od brzine metka.

Iako je koncept jednostavan, stvarnost je opterećena opasnim neizvjesnostima. Udar na pogrešno mjesto mogao bi samo odgoditi sudar sa Zemljom. Osim toga, energija impaktora i reakcija materijala asteroida mogu dovesti do neočekivanih posljedica poput fragmentacije ili iznenađujuće promjene putanje.

Stoga, kako bi se odlučili između impaktora poput DART-a i još neisprobane nuklearne metode, branitelji planeta moraju utvrditi mehaničko ponašanje različitih materijala od kojih su asteroidi sačinjeni. To je znanje ključno za prijenos energije na asteroid i preusmjeravanje njegove putanje dalje od Zemlje.

Ipak, takvih je podataka malo, osobito onih koji pokazuju kako materijali reagiraju u stvarnom vremenu. Primjerice, različiti modeli daju različite vrijednosti za granicu popuštanja, mjeru koliko se lako tijelo lomi pod naprezanjem, a te se vrijednosti mogu razlikovati i do sedam puta.

Jedinstveni eksperiment u CERN-u

Prijašnja ispitivanja uništavala su uzorke i onemogućila je izravno mjerenje reakcija materijala dok su se one događale. "Prvi smo put uspjeli nedestruktivno i u stvarnom vremenu promatrati kako se stvarni uzorak meteorita deformira, jača i prilagođava pod ekstremnim uvjetima", kaže Gianluca Gregori, fizičar sa Sveučilišta Oxford i koautor studije.

Istraživači su primijenili jedinstvenu tehniku kako ne bi uništili dokaze. Koristili su akcelerator čestica Super Proton Synchrotron u CERN-ovom postrojenju HiRadMat kako bi ozračili uzorak željeznog meteorita Campo del Cielo, bombardirajući ga visokoenergetskim, kratkotrajnim impulsima protonske zrake.

Iznenađujuća otpornost asteroida

Pomoću temperaturnih senzora i laserske Dopplerove vibrometrije, tehnike za analizu površinskih vibracija, otkrili su da je uzorak meteorita omekšao, savio se, a zatim se iznenađujuće ponovno ojačao. Također je pokazao svojstvo prigušenja ovisno o brzini deformacije, što znači da što ga jače udarite, to učinkovitije raspršuje energiju.

Ova metoda pruža neprocjenjive podatke koji objašnjavaju zašto se odstupanja u granici popuštanja uočena u prijašnjim laboratorijskim eksperimentima razlikuju od dokaza o fragmentaciji meteorita u Zemljinoj atmosferi. Pokazuje se da su ta odstupanja posljedica čimbenika kao što je unutarnja preraspodjela naprezanja te da se mehanička svojstva razvijaju u stvarnom vremenu i ne bi se trebala smatrati fiksnima, kao što je često slučaj u postojećim modelima.

Budućnost planetarne obrane

Daljnja istraživanja uključivat će i druge vrste asteroida. Ovdje su istraživači odabrali uzorak bogat željezom zbog njegove relativne homogenosti, ali heterogenije svemirske stijene pokazat će različite sposobnosti rasipanja naprezanja ovisno o prostornom rasporedu svojih sastavnih materijala.

Krajnji cilj ovog istraživanja, nadajmo se, ostat će teorijski. "Svijet mora moći s velikom sigurnošću izvesti misiju nuklearnog skretanja, a ipak ne može unaprijed provesti stvarni test. To postavlja izvanredne zahtjeve za podatke o materijalima i fizici", kaže Karl-Georg Schlesinger, suosnivač OuSoCo-a i drugi voditelj tima.

Međutim, ako nuklearna opcija ikada bude potrebna, vjerojatno neće nalikovati onima iz filmova - bušenje neće biti potrebno. Umjesto postavljanja eksploziva u asteroid, neki fizičari predlažu nuklearnu detonaciju na određenoj udaljenosti od asteroida kako bi isparili dio njegove mase i tako ga odgurnuli s njegove orbitalne putanje. Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu Nature Communications.