За първи път физици в САЩ провеждат лабораторни експерименти, които показват как астероид може да бъде отклонен с мощни изблици на рентгенови лъчи.
С помощта на най-големия в света високочестотен генератор на електромагнитни вълни Нейтън Мур и колегите му от Националните лаборатории Сандия са показали как мишена, имитираща астероид, може да се отклони с ултракъси рентгенови импулси.
Въпреки че повечето удари на астероиди се случват далеч от населени места, те все пак имат потенциала да причинят поражения. През 2013 г. например над 1600 души бяха ранени, когато метеор се взриви над руския град Челябинск. За да се защитим по-добре от тези заплахи, планетарните учени изследват как могат да бъдат отклонени астероидите от траекториите им, преди да достигнат Земята.
През 2022 г. НАСА успешно демонстрира малко отклонение с мисията DART, която изпрати космически апарат да се сблъска със скалистия астероид Диморфос със скорост 24 000 км/ч. След сблъсъка периодът на орбитата на Диморфос около по-големия астероид Дидимос се съкрати с около 33 мин.
Този подход обаче не би бил достатъчен, за да отклони по-големи обекти като известния астероид Чиксулуб. Той е бил с диаметър около 10 километра и е предизвикал масово измиране, когато се е сблъскал със Земята преди около 66 милиона години.
Мощен рентгенов импулс
За щастие, както обяснява Мур, има алтернативен подход за въздействие, подобно на DART. "От десетилетия се знае, че единственият начин да се предотврати ударът на най-големите астероиди в Земята е да се използва мощен рентгенов импулс от ядрено устройство", обяснява Мур. "Но никога не е имало безопасен начин да се изпробва тази идея. Тестването в космоса също не би било практично."
Досега техниките за отклоняване на рентгенови лъчи са били изследвани само в компютърни симулации. Но сега екипът на Мур е тествал много по-малка версия на отклонението в лабораторни условия.
За да генерира високоенергийни импулси от рентгенови лъчи, екипът използва мощно съоръжение в Националните лаборатории Сандия, наречено Z Pulsed Power Facility - или Z Machine. Понастоящем най-голямото съоръжение за производство на импулсна енергия в света, машината Z е по същество гигантска батерия, която освобождава огромни количества натрупана електрическа енергия в мощни, ултракратки импулси, насочени към цел с размерите на сантиметър.
Няколко милионни части от секундата
В този случай изследователите използват машината Z, за да компресират цилиндър с газ аргон в гореща, плътна плазма. След това плазмата излъчва рентгенови лъчи в наносекундни импулси, които са изстреляни към макети на астероиди, направени от дискове от стопен силициев диоксид. С помощта на оптична инсталация зад мишената екипът измерва отклонението на мишените.
"Тези "тренировъчни мисии" са миниатюрни - нашите макетни астероиди са с размер само около сантиметър - и полетът е краткотраен - само няколко милионни части от секундата", обяснява Мур. "Но това е достатъчно, за да можем да тестваме точно дефлекторните модели."
Тъй като експериментът е проведен тук, на Земята, а не в космоса, екипът е трябвало също така да гарантира, че мишените са били в състояние на свободно падане, когато са поразявани от рентгеновите лъчи. Това е направено чрез отделяне на макетния астероид от държач около една наносекунда преди да бъде ударен.
Рентгенови ножици
Изследователите постигат това, като окачват образеца на опора, изработена от тънко метално фолио, което е прикрепено към цилиндрично приспособление. За да отделят образеца, използват техника, която Мур нарича "рентгенова ножица", която почти мигновено отрязва образеца от цилиндричното приспособление.
При облъчване с рентгенови лъчи носещото фолио бързо се нагрява и изпарява, много преди движението на отклоняващата се мишена да бъде повлияно от закрепването. За кратък момент мишената се оказва в състояние на свободно падане.
При първоначалните експерименти на екипа рентгеновите ножици работят точно както е предвидено. Едновременно с това рентгеновият импулс изпаряваше повърхността на мишената и отклоняваше това, което оставаше, със скорости, близки до 70 м/сек.
Екипът се надява, че успехът му ще бъде първата стъпка към измерване на това как реалните астероидни материали се изпаряват и отклоняват от по-мощни рентгенови импулси. Това би могло да доведе до разработването на нова жизненоважна защитна линия срещу опустошителни удари от астероиди.
"Разработването на научно разбиране за това как ще реагират различните материали на астероидите е изключително важно за проектирането на мисия за прихващане и за увереността, че тази мисия ще работи", посочва Мур. Не е добре да се рискува при следващия голям удар."
Справка: Moore, N.W., Mesh, M., Sanchez, J.J. et al. Simulation of asteroid deflection with a megajoule-class X-ray pulse. Nat. Phys. (2024). https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7
Източник: ‘Mock asteroids’ deflected by X-rays in study that could help us protect Earth, physicsworld
Още по темата
Космос
Обратен ефект: DART удари астероид, но създаде 37 парчета, падащи към Марс
Космос
Астроном забеляза близък до Земята астероид часове преди да избухне над Берлин (видео)
Космос
Гениална система срещу астероиди може да е единственият шанс на Земята при заплаха от удар
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари