新的核偏轉(zhuǎn)模擬推進(jìn)行星防御小行星威脅 _行星

勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家開發(fā)的建模工具顯示了一顆小行星被近地天體表面附近引爆的理論核裝置分解的過程。信用:瑪麗·t·伯基
據(jù)勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室：勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的研究人員開發(fā)了一種建模工具，用于評(píng)估核裝置的潛在用途，以保護(hù)地球免受災(zāi)難性的小行星撞擊。
這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的《行星科學(xué)雜志》上，介紹了一種模擬小行星表面核裝置能量沉積的新方法。這個(gè)新工具提高了我們對(duì)小行星表面核偏轉(zhuǎn)輻射相互作用的理解，同時(shí)為影響小行星內(nèi)部的沖擊波動(dòng)力學(xué)的新研究打開了大門。
這個(gè)模型將允許研究人員建立在從美國國家航空航天局最近的雙小行星重定向測試(DART)任務(wù)中獲得的見解基礎(chǔ)上，在2022年9月，一個(gè)動(dòng)能撞擊器故意撞上一顆小行星，以改變其軌道。然而，由于能夠被提升到太空的質(zhì)量有限，科學(xué)家們繼續(xù)探索核偏轉(zhuǎn)作為動(dòng)能撞擊任務(wù)的可行替代方案。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的LLNL物理學(xué)家瑪麗·伯基說，核裝置在任何人類技術(shù)中具有最高的單位質(zhì)量能量密度比，使它們成為減輕小行星威脅的寶貴工具。
“如果我們有足夠的預(yù)警時(shí)間，我們可能會(huì)發(fā)射一個(gè)核裝置，將其發(fā)送到數(shù)百萬英里以外的一顆朝向地球的小行星上， ”伯基說。“然后，我們將引爆裝置，要么讓小行星轉(zhuǎn)向，保持完整，但提供一個(gè)遠(yuǎn)離地球的受控推力，要么我們可以破壞小行星，將其破碎成小而快速移動(dòng)的碎片，也不會(huì)錯(cuò)過行星。”

鳴謝:《行星科學(xué)雜志》(2023) 。DOI: 10.3847/PSJ/ad0838
Burkey說，對(duì)核偏轉(zhuǎn)任務(wù)有效性的準(zhǔn)確預(yù)測依賴于復(fù)雜的多物理模擬，他解釋說，LLNL模擬模型覆蓋了廣泛的物理因素，這使它們變得復(fù)雜和計(jì)算要求高。
本文介紹了一個(gè)高效而精確的X射線能量沉積函數(shù)庫，它是使用Kull輻射流體動(dòng)力學(xué)代碼開發(fā)的。高保真模擬跟蹤光子穿透小行星狀物質(zhì)的表面，如巖石，鐵和冰，同時(shí)考慮到更復(fù)雜的過程，如再輻射。該模型還考慮了一系列不同的初始條件，包括不同的孔隙度、源光譜、輻射通量、源持續(xù)時(shí)間和入射角。這種全面的方法使該模型適用于各種潛在的小行星情況。
LLNL行星防御項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Megan Bruck Syal解釋說，如果出現(xiàn)真正的行星防御緊急情況，高保真模擬建模將是關(guān)鍵，可以為決策者提供可操作的風(fēng)險(xiǎn)信息，從而防止小行星撞擊，保護(hù)重要的基礎(chǔ)設(shè)施和拯救生命。
“雖然在我們有生之年發(fā)生大規(guī)模小行星撞擊的概率很低，但潛在的后果可能是毀滅性的，”布魯克·西爾說。
由Burkey領(lǐng)導(dǎo)，LLNL的研究團(tuán)隊(duì)包括合著者Robert Managan ， Nicholas Gentile ， Bruck Syal，Kirsten Howley和Joseph Wasem 。