Ядерный взрыв может защитить Землю от «астероида судного дня», доказал новый эксперимент

Учёные из США провели эксперимент, который доказал возможность изменения траектории опасного для Земли астероида с помощью ядерного взрыва. Исследователи не собираются взрывать сам астероид, оставляя зрелищность разлёта обломков киношникам. На астероид должно влиять мощное ионизирующее излучение близкого ядерного взрыва, испаряющее его поверхность и создающее точно рассчитанный вектор тяги.

Источник изображения: Nature Physics, 2024

Эксперимент был поставлен в Сандийских национальных лабораториях в США (Sandia National Laboratories). Для этого группа учёных под руководством физика Натана Мура (Nathan Moore) воспользовалась мощной рентгеновской установкой лаборатории — так называемой Z-машиной. Исследователи направили рентгеновские импульсы на мишени, играющие роль астероидов из кварца и плавленого кварца. В астероидах обычно много силикатов, поэтому мишени в среднем соответствовали составу большинства астероидов.

Мишень диаметром 12 мм была закреплена на установке металлической фольгой. Излучение испаряло фольгу, отчего модель астероида как бы зависала в свободном пространстве и подвергалась удару лишь рентгеновским лучом. Газ от распылённой фольги отводился от мишени, чтобы не вносить вклад в импульс от воздействия излучения на мишень. Для учёных важна была динамика не только прямого воздействия, но также относительно длительное воздействие в процессе расширения испаряемого с поверхности мишени вещества (ионизированного газа или плазмы). Поскольку выстрел и процесс длились доли секунды, свободным падением мишени после испарения фольги можно было пренебречь.

Измерения показали, что мишени из кварца после выстрела рентгеном общей интенсивностью 1,5 МДж приобретали скорость 69,6 м/с, а мишени из плавленого кварца — 70,3 м/с, что с высокой точностью соответствует теоретическим расчётам на цифровой модели. Масштабирование до астероидов размерами от 3 до 5 км обещает, что близкий взрыв ядерной бомбы рядом с астероидом придаст ему скорость более 10 см/с в нужном направлении, что гарантированно отклонит его траекторию.

Подобные астероиды могут падать на Землю один раз в 250–500 млн лет. Это очень маленькая, но ненулевая вероятность уничтожения земной цивилизации, что заставляет заранее искать пути воздействия на опасные для нашей планеты астероиды. Пока учёные вместе с NASA провели лишь один натурный эксперимент по изменению траектории астероида ударным воздействием. Зонд-камикадзе DART ударил в астероид Диморф, заставив его изменить орбитальное движение вокруг его центральной пары — астероида Дидим.

В целом ударное воздействие на опасный астероид рискованно само по себе, поскольку может превратить один опасный астероид в рой не менее опасных и плохо отслеживаемых камней. Точно так же прямой удар атомной бомбой по астероиду — это риск того же плана. Воздействие на астероид мощным ионизирующим излучением, которое будет создавать тягу из испаряемого вещества его поверхности — это более предсказуемый по последствиям способ заставить небесное тело изменить орбиту. Лабораторный эксперимент доказал осуществимость такого метода. Но вряд ли дело дойдёт до экспериментов. Пока международными соглашениями ядерное оружие запрещено выводить в космос в любом виде.