Als wordt vastgesteld dat een asteroïde zich op een baan op de aarde bevindt, wetenschappers willen meestal een afbuiging, waar de asteroïde zachtjes wordt geduwd door een relatief kleine verandering in snelheid, terwijl het grootste deel van de asteroïde bij elkaar blijft.

Een kinetisch botslichaam of een impasse nucleaire explosie kan een afbuiging bereiken. Echter, als de waarschuwingstijd te kort is om een ​​succesvolle doorbuiging te bewerkstelligen, een andere optie is om veel energie aan de asteroïde te koppelen en deze op te splitsen in veel goed verspreide fragmenten. Deze benadering wordt disruptie genoemd en het is vaak waar mensen aan denken als ze zich een planetaire verdediging voorstellen. Hoewel wetenschappers liever meer waarschuwingstijd zouden hebben, ze moeten voorbereid zijn op elk mogelijk scenario, omdat veel asteroïden in de buurt van de aarde onontdekt blijven.

Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek gaat nader in op hoe verschillende banen van asteroïden en verschillende snelheidsverdelingen van fragmenten het lot van de fragmenten beïnvloeden, met behulp van beginvoorwaarden uit een hydrodynamische berekening, waar een apparaat met een opbrengst van 1 megaton werd ingezet op een paar meter van het oppervlak van een Bennu-vormig, Asteroïde met een diameter van 100 meter (1/5 van de schaal van Bennu, een in 1999 ontdekte asteroïde in de buurt van de aarde).

Het werk is te zien in een paper gepubliceerd in Acta Astronautica met hoofdauteur Patrick King, een voormalig Lawrence Livermore National Laboratory Graduate Scholar Program fellow die met de Planetary Defense-groep van LLNL aan dit onderzoek werkte als onderdeel van zijn Ph.D. stelling. King werkt momenteel aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL) als fysicus in de Space Exploration Sector. Co-auteurs van het artikel zijn onder meer Megan Bruck Syal, David Dearborn, Robert Managan, Michael Owen en Cody Raskin.

De resultaten die in het artikel worden benadrukt, zijn geruststellend:voor alle vijf beschouwde asteroïdebanen, het uitvoeren van de verstoring slechts twee maanden voor de datum van de inslag op de aarde was in staat om de fractie van de inslaande massa met een factor 1 te verminderen 000 of meer (99,9 procent van de massa mist de aarde). Voor een grotere asteroïde, de verspreiding zou minder robuust zijn, maar zelfs als de verspreidingssnelheden met een orde van grootte worden verminderd, zou 99 procent van de massa de aarde missen, indien de verstoring minimaal zes maanden voor de ingangsdatum plaatsvindt.

"Een van de uitdagingen bij het beoordelen van verstoring is dat je alle fragmentbanen moet modelleren, wat over het algemeen veel gecompliceerder is dan het modelleren van een eenvoudige doorbuiging, ' zei King. 'Niettemin, we moeten proberen deze uitdagingen aan te gaan als we disruptie als een mogelijke strategie willen beoordelen."

King zei dat de belangrijkste bevinding van het werk was dat nucleaire ontwrichting een zeer effectieve verdediging in laatste instantie is. "We hebben ons gericht op het bestuderen van 'late' verstoringen, wat betekent dat het botsende lichaam wordt afgebroken kort voordat het botst, "zei hij. "Als je genoeg tijd hebt - meestal een tijdschaal van tien jaar - heeft het over het algemeen de voorkeur dat kinetische botslichamen worden gebruikt om het botsende lichaam af te buigen."

Kinetische impactoren hebben veel voordelen:de techniek is bekend en wordt getest op echte missies, zoals de DART-missie, en is in staat om een ​​breed scala aan mogelijke bedreigingen aan te pakken als je genoeg tijd hebt. Echter, ze hebben wel wat beperkingen, het is dus belangrijk dat als zich een daadwerkelijke noodsituatie voordoet, er meerdere opties beschikbaar zijn om met een dreiging om te gaan, inclusief enkele manieren die vrij korte waarschuwingstijden aankunnen.

Owen zei dat dit artikel van cruciaal belang is voor het begrijpen van de gevolgen en vereisten voor het verstoren van een gevaarlijke asteroïde die de aarde nadert. Owen schreef de software, genaamd sferisch, die werd gebruikt om de nucleaire verstoring van de oorspronkelijke asteroïde te modelleren, het volgen van de gedetailleerde fysica van het schokken en opbreken van de oorspronkelijke rotsachtige asteroïde en het vastleggen van de eigenschappen van de resulterende fragmenten. Vanaf daar, het team gebruikte Spheral om de zwaartekrachtevolutie van de fragmentwolk te volgen, rekening houdend met de effecten van de fragmenten op elkaar, evenals de zwaartekrachtsinvloed van de zon en planeten.

"Als we een gevaarlijk object zien dat bestemd is om de aarde te laat te raken om het veilig af te leiden, onze beste optie zou zijn om het zo grondig op te splitsen dat de resulterende fragmenten de aarde grotendeels zouden missen, " zei hij. "Dit is echter een ingewikkelde orbitale vraag - als je een asteroïde in stukken breekt, de resulterende wolk van fragmenten zal elk hun eigen pad rond de zon volgen, interactie met elkaar en de planeten zwaartekracht. Die wolk zal de neiging hebben zich uit te strekken tot een gebogen stroom van fragmenten rond het oorspronkelijke pad waarop de asteroïde zich bevond. Hoe snel die stukken zich uitspreiden (gecombineerd met hoe lang het duurt voordat de wolk het pad van de aarde kruist) vertelt ons hoeveel de aarde zullen raken."

Bruck Syal zei dat het werk een belangrijk doel adresseert dat is gedefinieerd in de National Near-Earth Object (NEO) Preparedness Strategy and Action Plan van het Witte Huis OSTP:om NEO-modellering te verbeteren, voorspelling en informatie-integratie.

"Onze groep blijft onze modelleringsbenaderingen voor nucleaire afbuiging en verstoring verfijnen, inclusief voortdurende verbeteringen aan de modellering van röntgenenergiedepositie, die de initiële afblaas- en schokvoorwaarden bepaalt voor een nucleair ontwrichtingsprobleem, " zei ze. "Dit laatste artikel is een belangrijke stap in het demonstreren hoe onze moderne multifysica-instrumenten kunnen worden gebruikt om dit probleem te simuleren over meerdere relevante fysica-regimes en tijdschalen."