Vier jaar geleden, een schitterende vuurbal schoot door de ochtendhemel boven Rusland, vervolgens gebroken met een kracht van ongeveer 500, 000 ton TNT. De schokgolf blies ramen uit en beschadigde duizenden gebouwen in verschillende steden in de Russische oblast Tsjeljabinsk, gewonden ongeveer 1, 500 mensen.

De meteoroïde ter grootte van een schoolbus die deze vernietiging veroorzaakte, woog naar schatting ongeveer 11, 000 ton en reisde ongeveer 60 keer de snelheid van het geluid. Gelukkig, het brak uit elkaar op een hoogte van ongeveer 19 mijl, en was niet boven een stad. Een explosie van deze omvang zou veel grotere schade hebben aangericht als deze op lagere hoogten in een dichtbevolkt gebied had plaatsgevonden.

NASA's Planetary Defense Coordination Office is belast met het bewaken van de paden van asteroïden en andere objecten met banen die hen op een spoedcursus met de aarde zouden kunnen sturen, en planning voor reactie op een daadwerkelijke impactdreiging.

Onder dit kantoor, NASA's Asteroid Threat Assessment Project is opgezet om voorspellende tools te ontwikkelen, inclusief op fysica gebaseerde computersimulaties, om de impact te beoordelen die wordt veroorzaakt door zogenaamde "near-earth asteroïden" en een subklasse van deze objecten die als "potentieel gevaarlijke asteroïden" worden beschouwd.

Röntgenstudies van meteorietmonsters gepland bij Berkeley Lab's Advanced Light Source (ALS) zullen deze inspanning helpen door nieuwe inzichten te verschaffen over de microscopische samenstelling van het samenstellende materiaal van een asteroïde, en uiteenvallen van meteoroïden in de atmosfeer.

Harold Barnard, een wetenschapper bij Berkeley Lab's ALS, heeft een gespecialiseerde testkamer ontwikkeld voor röntgenonderzoek van meteorietmonsters die de extreme compressiekrachten simuleert die asteroïden ervaren wanneer ze door de atmosfeer van de aarde reizen.

De cilindrische kamer heeft grepen die dienen als een bankschroef om druk uit te oefenen op meteorietmonsters, en röntgenbeeldvorming kunnen bestuderen hoe deze compressie, in combinatie met warmte en druk, beïnvloedt hun microscopische structuur.

"We willen de breukmechanica van meteoren begrijpen, " hij zei, die zullen dienen om computermodellen van asteroïden te informeren en te testen terwijl ze uit de lucht vallen, die op hun beurt worden gebruikt om de sterkte van de explosie te voorspellen wanneer ze uiteenvallen.

Francesco Panerai, een wetenschapper bij AMA Inc. die werkt bij NASA Ames Research Center (NASA ARC) in Moffett Field, Californië, en wie de meteorietstudies aan de ALS zal leiden, zei dat de experimenten bedoeld zijn om ons te helpen begrijpen hoe asteroïden breken en uiteenvallen.

"Het is een zeer complexe wetenschap, maar het heeft veel gemeenschappelijke kenmerken met (ruimtevaartuig) toegangssystemen, "Zei Panerai. "We zullen de tools die we hebben om ruimtevaartuigen te modelleren toepassen op asteroïden."

Hij voegde toe, "Een van de lastige onderdelen is begrijpen hoe meteorieten op microscopisch niveau breken, en hoe het materiaal uiteindelijk in de atmosfeer zal barsten, "Omdat meteorieten een complexe microscopische structuur hebben in vergelijking met gewone rotsen en zich op verschillende manieren gedragen onder stress. "We proberen te zien of we de scheuren en de voortplanting van breuken kunnen visualiseren."

Het in kaart brengen van deze microstructuur aan een grote asteroïde kan helpen om de hoogte en sterkte van de explosie te voorspellen, bijvoorbeeld, of het waarschijnlijk getroffen gebied van een naderende meteorietinslag na het uiteenvallen in de lucht.

De ALS-studie zal gedetailleerde 3D-beelden opleveren van de interne structuur van het monster onder stress door een reeks röntgenfoto's samen te voegen die zijn genomen in verschillende stadia van verwarming en spanning, en vanuit verschillende hoeken.

Dula Parkinson, een onderzoekswetenschapper bij Berkeley Lab die werkt aan de NASA-gerelateerde projecten, zei dat dezelfde monstercel een reeks verschillende materialen kan uitrekken of comprimeren in andere soorten experimenten, ook:"Het kan werken voor alles wat je wilt verpletteren of aantrekken, " zei hij. "Als iemand een aanvraag heeft die uitdagend is, het duwt je echt om iets nieuws te ontwikkelen."

Lees meer over het onderzoekspartnerschap tussen NASA en Berkeley Lab in deze artikelen:

• Wanneer Rocket Science X-ray Science ontmoet:Berkeley Lab en NASA werken samen in röntgenexperimenten om de veiligheid te garanderen, betrouwbaarheid van ruimtevaartuigsystemen.
• The Heat is On:röntgenfoto's laten zien hoe gesimuleerde atmosferische binnenkomstomstandigheden de afscherming van ruimtevaartuigen beïnvloeden.
• Een nieuw paradigma in parachuteontwerp:röntgenonderzoeken die de microscopische structuur van parachuteweefsels van ruimtevaartuigen laten zien, kunnen belangrijke details invullen over hoe ze presteren onder extreme omstandigheden.