Bir asteroitin şekli, nükleer patlamanın onu saptırmak için nereye yönelmesi gerektiğini etkiler

Tehlikeli bir asteroit Dünya’ya doğru gidiyorsa, savunmalardan biri, bir tarafı X ışınlarıyla patlatıp onu rotasından saptıracak bir nükleer patlama olabilir. Ancak yeni simülasyonlar, topaklı, düzensiz bir asteroit için X ışınlarının tam olarak çarptığı yerin büyük bir fark yaratabileceğini öne sürüyor.

Yayınlanan bir çalışmada İkarusAraştırmacılar, aynı simüle edilmiş asteroitin farklı taraflarını ışınlamanın, patlamanın kazandırdığı momentumu ve ne kadar dönüşe yol açtığını değiştirdiğini buldu. Bir durumda, sapma hızı – simüle edilmiş X-ışını patlamasından sonra doğrusal hızındaki değişiklik – bir açıdan saniyede 3,9 milimetre iken diğer açıdan saniyede sadece 0,8 milimetreydi: neredeyse beş kat fark.

Araştırmayı yöneten Sandia Ulusal Laboratuvarlarından fizikçi Nathan Moore, “Amacın önemli olmasını bekliyorduk” dedi. “Bizi şaşırtan şey ne kadar olduğuydu.”

Farklı bir asteroit için, sapmadan sonra dönüş hızındaki değişim (dönme hızı) 17 kat değişiyordu.

Bulgular, bir asteroitin saptırılması için nükleer patlamanın kullanılmasına yönelik gerçek bir girişimde, nesnenin şeklini bilmenin ve hedef için doğru tarafı seçmenin kritik olabileceğinin altını çiziyor.

Artık küre yok

Verilerini elde etmek için Moore ve meslektaşları bugüne kadarki en doğru asteroit sapma modelini oluşturdular. Önceki modellerin çoğu, gerçekçi asteroit şekilleri ve yüksek doğruluklu matematik arasında seçim yaparak son derece karmaşık sorunu basitleştirdi. Moore’un ekibi her ikisini de içeren bir model yarattı.

Yeni simülasyonlar asteroit sapması sorununa şimdiye kadarki en ayrıntılı bakışı sunuyor.

Moore, “Yeni algoritmamız 1.600 kat daha hızlı, bu da bu buluş için kritik öneme sahip” dedi. “Eski modellerde bilgisayarlar bunu kaldıramıyordu.”

Moore, Sandia’nın Z makinesinde yapılan bir deneyin ilk kez X ışınlarının küçük bir asteroit malzemesi parçasını saptırabildiğini göstermesinden bu yana doğru modelleme konusu üzerinde çalışıyor.

“Tam ölçekli bir asteroitin sapmasını daha doğru bir şekilde tahmin etmek için hesaplamanın ölçeğini nasıl büyüteceğimi merak etmeye başladım.”

Çoğu araştırmacının asteroitleri küre şeklinde modellediğini söyledi. Matematiği kolaylaştırdı. Ancak küresel asteroitler mevcut değil.

“Tahminleri bu şekilde yapabilirsiniz, ancak asteroitler her türden tuhaf, topaklı şekillerde gelir” dedi. “İşte o zaman meslektaşlarımdan birinin uzaydaki nesnelerin gazlarının dışarı atılmasıyla ilgili yaptığı bazı çalışmalara takıldım. Sanırım bunu yapabileceğimizi anladığımızda çok iyi bir an yaşadık. Artık küre yok. Herhangi bir asteroit için sapmayı modelleyebilirdik.”

Sandia’da çeşitli problemler için kullanılan yüksek kaliteli kodları ödünç aldı ve bunları asteroitler üzerinde çalışmak için birleştirdi.

Moore, “ALEGRA kodu normalde Z makinesinde manyetik olarak patlayan teller gibi hızlı, yüksek enerjili deneyleri modellemek için kullanılırken, Monte Carlo kodunun doğrudan simülasyonu olan SPARTA genellikle güneş rüzgarından bir uydu üzerindeki sürükleme gibi nispeten zayıf, yavaş gelişen kuvvetleri modellemek için kullanılır.” diye açıkladı.

“Buradaki en önemli yenilik, iki simülasyon yaklaşımının nasıl birleştirileceğini bulmaktı.”

Daha güvenli bir gelecek için simülasyonlar

Simülasyonlar, araştırmacıların, uzay aracının yakın uçuşlarından elde edilen yüksek çözünürlüklü 3 boyutlu görüntülere dayanarak bir asteroit modellemesine, ardından patlamanın boyutunu ve mesafesinin yanı sıra hangi tarafın ışınlanacağını ayarlarken bir X-ışını patlamasının etkilerini simüle etmesine olanak tanıyor.

Kod, yüzeyin her bir parçasının ne kadarının buharlaştığını gösteren bir ısı haritası oluşturuyor. Program bundan yola çıkarak asteroitin ne kadar sert itileceğini, ne kadar hızlı döneceğini ve yüzeyin ne kadar parçalanabileceğini hesaplıyor.

Bu son kısım önemlidir çünkü amaç asteroiti itmek olacaktır, onu daha küçük ama yine de potansiyel olarak ölümcül parçalara ayırmak değil.

Moore, “Şu anda bilgisayar modelimiz yalnızca yüzeydeki kayaların parçalanmasını dikkate alıyor. Asteroit gövdesinin tamamının parçalanacağını henüz doğru bir şekilde tahmin edemiyoruz” dedi.

Bunu yapmak için daha iyi modelleme araçlarına daha fazla araştırma ve yatırım yapılması gerekecektir. Bir X-ışını patlamasının asteroit üzerinde pek çok etkisi olabilir ve bu etkiler birbiriyle etkileşime girebilir. Bu, gezegensel bir savunma durumunda gerçekte ne olacağına dair kapsamlı bir hesaplamayı inanılmaz derecede karmaşık hale getiriyor, ancak Moore gibi bilim adamlarının tam da bunun için çabaladığı şey bu.

Bu, geleceğe yönelik bir çaba olmaya devam etse de, bu son sonuçların, insanlığın bir asteroitin yönünü değiştirmesi gerekip gerekmediği konusunda önemli sonuçları olacak.

Moore, “Çalışmamız dikkatli nişan almanın ne kadar önemli olduğunu gösteriyor” dedi. “Doğru tarafı seçersen kazanırsın. Yanlış tahmin edersen kötü bir gün olabilir.”

Ekibinin çalışması, başarı şansını planlamak ve en üst düzeye çıkarmak için bir araç sağlar. Teorik olarak, asteroit hakkında bilgi yüklenebilir, Dünya’yı kurtarmak için optimum patlayıcı gücü, patlamanın mesafesi ve yönü hesaplanabilir ve ardından bu işlem yapılabilir.

Sınırlamalar var. Simülasyon, asteroitin şekli hakkında her yönden oldukça doğru verilere ihtiyaç duyuyor ve insanların bu bilgiyi almaya zamanı olmayabilir. Uzayda sessizce çığlık atan bir asteroitin doğru tarafından ideal mesafeye bir patlayıcıyı yerleştirmek de zor olabilir.

Yine de bu araştırma, kıyametten kaçınmak için tahminleri azaltıyor.

Moore bunun çok cesaret verici olduğunu söyledi.