Новый уникальный эксперимент, симулирующий воздействие на астероид, показал, что применение ядерного взрыва для отражения угрожающего Земле космического тела может быть безопаснее, чем считалось ранее. Исследование, проведенное международной группой ученых, включая физиков из Оксфордского университета и специалистов из стартапа Outer Solar System Company (OuSoCo), опровергает распространенный сценарий, при котором астероид после взрыва распадается на множество опасных обломков.
Ключевым открытием стало то, что материал астероидов — в данном случае образец железного метеорита Кампо-дель-Сьело — под экстремальным воздействием не разрушается, а, напротив, становится прочнее. В ходе эксперимента ученые впервые смогли в реальном времени и неразрушающим методом наблюдать, как образец деформируется и усиливается. Для этого в учреждении CERN HiRadMat использовался протонный ускоритель (Super Proton Synchrotron), которым метеорит облучали короткими импульсами разной интенсивности.
Наблюдения с помощью температурных датчиков и лазерной доплеровской виброметрии выявили неожиданное поведение: после начального размягчения образец не только восстановил, но и увеличил свою прочность в 2,5 раза. Также было обнаружено свойство, называемое демпфированием, зависящим от скорости деформации: чем сильнее удар, тем эффективнее материал рассеивает энергию. Эти данные помогают объяснить давние расхождения между лабораторными измерениями прочности астероидных материалов и наблюдениями за их поведением в атмосфере Земли.
Полученные результаты крайне важны для разработки реалистичных планетарных защитных стратегий. Они указывают на то, что механические свойства астероидов не являются фиксированными и меняются в реальном времени под воздействием, что должно учитываться в моделях отклонения. В отличие от кинематографических сценариев с бурением и закладкой заряда, реальная ядерная миссия, вероятно, будет представлять собой взрыв на некотором расстоянии от астероида, что позволит за счет испарения части его вещества скорректировать траекторию без риска фрагментации.
Как отмечают авторы работы, опубликованной 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.