Jei prie Žemės priartėtų maždaug futbolo aikštės dydžio asteroidas, jo smūgis galėtų sunaikinti ištisą miestą. Tokie objektai ne visada lengvai pastebimi, nes dalis jų yra tamsūs ir menkai atspindintys šviesą, todėl ankstyvas perspėjimas tampa kritiškai svarbus.
Vienas iš kraštutinių, bet realiai svarstomų planetinės gynybos scenarijų yra branduolinio užtaiso panaudojimas. JAV Lawrence Livermore nacionalinės laboratorijos komanda naujuose skaitmeniniuose modeliuose patikrino, ar 1 megatonos galingumo užtaisas galėtų sutrikdyti apie 160 metrų skersmens vadinamąjį asteroido žudiką miestams.
Esminė išvada tokia: užtaisas nebūtinai turi liesti asteroido paviršių. Modeliai rodo, kad sprogdinimas kelių ar keliolikos metrų atstumu gali būti veiksmingas, nes pagrindinis poveikio mechanizmas yra ne smūgio banga, o intensyvi spinduliuotė.
Kosminėje vakuumo aplinkoje smūgio banga sklinda prastai, todėl lemiamą vaidmenį atlieka rentgeno spinduliai. Jie įkaitina ploną asteroido paviršiaus sluoksnį, sukelia medžiagos garavimą ir abliaciją, o išsiveržusi medžiaga suteikia impulsą, galintį pakeisti objekto greitį ir trajektoriją.
Tyrėjai taip pat modeliuose matė antrinį efektą: staigus energijos pliūpsnis gali sukelti galingą smūginę bangą pačiame asteroide ir jį suskaldyti iš vidaus. Tai ypač svarbu scenarijams, kai objektas aptinkamas per vėlai arba yra per didelis, kad būtų pakankamai „pastumtas“ į šalį vien kinetiniu smūgiu.
Modeliavimui pasirinkta Bennu tipo forma ir porėta struktūra, nes tokie asteroidai laikomi realistišku pavyzdžiu planetinės gynybos skaičiavimams. Komanda palygino skirtingus sprogdinimo atstumus ir medžiagos irimo prielaidas, paremtas meteoritų pavyzdžiais, įskaitant 2013 metais virš Čeliabinsko sprogusio meteoro analogijas.
Viename scenarijuje, kai sprogdinimas vyko apie 10 metrų virš paviršiaus, didžioji dalis medžiagos modelyje tapo stipriai pažeista, o daug fragmentų įgijo greitį, leidžiantį jiems atsiskirti nuo asteroido. Kitoje simuliacijoje, padidinus atstumą iki maždaug 25 metrų, į asteroidą pateko mažiau energijos, bet buvo apšviestas didesnis paviršiaus plotas, todėl pažeidimai kai kuriais atvejais tapo platesni.
Vis dėlto šie rezultatai dar nereiškia, kad problema išspręsta. Skaičiavimai buvo itin resursų imlūs ir apėmė tik milisekundžių trukmės procesus, todėl ilgalaikė baigtis lieka ne iki galo aiški: fragmentai gali saugiai išsisklaidyti, bet taip pat gali likti pavojingo dydžio, o dalis medžiagos teoriškai galėtų vėl susitelkti gravitacijos veikiama.
Planetinės gynybos praktikoje pirmas pasirinkimas išlieka ankstyvas aptikimas ir švelnesnės nukreipimo priemonės, tokios kaip kinetinis smūgis, ką pademonstravo NASA DART misija. Branduolinis sprendimas svarstomas kaip paskutinė priemonė, kai laiko ar techninių galimybių įprastam nukreipimui nepakanka, o nauji modeliai padeda tikslinti, kada toks scenarijus būtų prasmingas.
Tyrimo autoriai pabrėžia, kad didelės raiškos simuliacijos yra svarbios ne tik teorijai, bet ir pasirengimui ekstremaliems atvejams. Tokie darbai leidžia geriau suprasti, kaip realūs, nevienalyčiai ir porėti asteroidai reaguotų į spinduliuotės poveikį, ir kokių sprendimų reikėtų priimti, jei kada nors tektų gintis nuo objekto, keliančio grėsmę miestui.
„Pagal pažeidimų mastą, medžiagos judėjimo kryptingumą ir suteiktą greičio pokytį matome, kad dviejuose iš trijų scenarijų suardymas yra labai tikėtinas“, – teigė tyrėjai.