|
Моделирование столкновения с астероидом
|
|
|
|
Физики из Оксфордского университета внесли свой вклад в новое исследование, которое показало, что астероиды, богатые железом, могут переносить гораздо больше энергии, чем считалось ранее, не распадаясь на части - прорыв, имеющий прямое отношение к стратегиям планетарной обороны. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
|
|
|
|
Недавние миссии, такие как тест НАСА на двойное перенаправление астероидов (DART), который успешно подтолкнул астероид Диморфос в 2022 году, показывают, что перенаправление астероида возможно. Но чтобы сделать это надежно, ученые должны понять, как ведут себя материалы астероидов при интенсивном и быстром нагреве — условиях, сильно отличающихся от медленных и разрушительных лабораторных тестов.
|
|
|
|
В новом исследовании международная команда, включающая оксфордских физиков, использовала установку CERN High Radiation to Materials (HiRadMat) для облучения образца железного метеорита Кампо-дель-Сиело (аналог богатого металлами астероида) с помощью протонных пучков с чрезвычайно высокой энергией 440 ГэВ.
|
|
|
|
Используя лазерную доплеровскую виброметрию (при которой лазеры используются для измерения крошечных вибраций на поверхности образца), они в режиме реального времени собирали данные о том, как материал реагирует на быстрое нарастание напряжения. Тест был неразрушающим, что позволило исследователям измерять напряжение, деформацию по мере их возникновения, а не только до и после.
|
|
|
|
|
|
|
Результаты показывают, что материалы астероидов могут поглощать значительно больше энергии, чем предполагают традиционные модели, не разрушаясь, и даже могут становиться более прочными в процессе. По-видимому, это связано с тем, что материалы астероидов ведут себя как сложные композиты, внутренняя структура которых перераспределяет и усиливает напряжение неожиданным образом. Особенно удивительным открытием стало то, что метеорит продемонстрировал демпфирование, зависящее от скорости деформации: чем быстрее на него воздействуют, тем лучше он рассеивает энергию.
|
|
|
|
Полученные результаты имеют важное значение для разработки стратегий отклонения астероидов. В частности, они указывают на то, что можно передавать энергию глубоко внутрь астероида, не разрушая его на части. Это открывает путь к новым методам отклонения, которые более эффективно толкают астероид, сохраняя его в целости.
|
|
|
|
Соавтор исследования профессор Джанлука Грегори (Gianluca Gregori) (физический факультет Оксфордского университета) сказал: "До сих пор мы в значительной степени полагались на моделирование и статические лабораторные тесты, чтобы понять, как материалы астероидов ведут себя при ударе или излучении. Это первый случай, когда мы смогли наблюдать — неразрушающим способом и в режиме реального времени - как настоящий образец метеорита деформируется, укрепляется и адаптируется в экстремальных условиях".
|
|
|
|
Исследование направлено на решение давней проблемы в науке о защите планет: расхождения между лабораторными измерениями прочности метеоритов и гораздо более низкими значениями, полученными на основе того, как метеориты распадаются в атмосфере Земли. Новые данные показывают, что эти различия могут быть объяснены тем, как происходит внутреннее перераспределение напряжений в гетерогенной микроструктуре метеоритов.
|
|
|
|
Исследование было разработано в партнерстве с компанией Outer Solar System Company (OuSoCo), которая изучает возможность использования в космосе систем с протонным пучком высокой энергии.
|
|
|
|
Источник
|
