شکل یک سیارک بر جایی که یک انفجار هسته ای باید برای انحراف آن باشد، تأثیر می گذارد

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

اگر یک سیارک خطرناک به سمت زمین حرکت می کرد، یک دفاع می تواند یک انفجار هسته ای باشد تا یک طرف را با اشعه ایکس منفجر کند و آن را از مسیر خارج کند. اما شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهد که برای یک سیارک توده‌ای و نامنظم، دقیقا جایی که آن اشعه ایکس به آن برخورد می‌کند، می‌تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند.

در مطالعه ای که در Icarus منتشر شد، محققان دریافتند که تابش اضلاع مختلف یک سیارک شبیه سازی شده، میزان حرکت انفجار و میزان چرخش ناشی از آن را تغییر می دهد. در یک مورد، سرعت انحراف - تغییر در سرعت خطی آن پس از انفجار پرتو ایکس شبیه‌سازی‌شده - از یک زاویه 3.9 میلی‌متر در ثانیه بود، اما از زاویه دیگر فقط 0.8 میلی‌متر در ثانیه بود: اختلافی تقریبا پنج برابری.

ناتان مور، فیزیکدان آزمایشگاه ملی ساندیا که این تحقیق را رهبری می کرد، می گوید: «ما انتظار داشتیم هدف مهم باشد. آنچه ما را شگفت زده کرد این بود که چقدر.

برای یک سیارک متفاوت، تغییر در سرعت چرخشی آن پس از انحراف - سرعت چرخش آن - با ضریب 17 متفاوت است.

این یافته ها تاکید می کند که در یک تلاش واقعی برای استفاده از انفجار هسته ای برای انحراف یک سیارک، دانستن شکل جسم و انتخاب سمت مناسب برای هدف گیری می تواند حیاتی باشد.

مور و همکارانش برای بدست آوردن داده های خود دقیق ترین مدل انحراف سیارک را تا به امروز ایجاد کردند. اکثر مدل‌های قبلی با انتخاب بین اشکال واقعی سیارک‌ها و ریاضیات با وفاداری بالا، مسئله بسیار پیچیده را ساده کردند. تیم مور مدلی ایجاد کرده است که هر دو را شامل می شود.

شبیه‌سازی‌های جدید دقیق‌ترین نگاه را به مشکل انحراف سیارک ارائه می‌دهند.

مور گفت: «الگوریتم جدید ما بیش از 1600 برابر سریع‌تر است که برای این پیشرفت بسیار مهم بود. با مدل‌های قدیمی، رایانه‌ها نمی‌توانستند آن را مدیریت کنند.»

مور از زمانی که آزمایشی در ماشین Z Sandia برای اولین بار نشان داد که اشعه ایکس می تواند قطعه کوچکی از مواد سیارکی را منحرف کند، موضوع مدل سازی دقیق را مطالعه کرده است.

"من شروع به تعجب کردم که چگونه می توانم محاسبه را برای پیش بینی دقیق تر انحراف یک سیارک در مقیاس کامل افزایش دهم."

او گفت که اکثر محققان سیارک ها را به صورت کره مدل سازی کردند. ریاضی را آسان تر کرد. اما سیارک های کروی شکل وجود ندارند.

او گفت: "شما می توانید تخمین هایی را از این طریق انجام دهید، اما سیارک ها در انواع شکل های عجیب و غریب و توده ای هستند." "در آن زمان بود که به کاری چسبیدم که یکی از همکارانم در رابطه با گازرسانی به اجسام در فضا انجام می‌داد. فکر می‌کنم لحظه‌ای بود که متوجه شدیم می‌توانیم این کار را انجام دهیم. دیگر کره‌ای نیست. ما می‌توانیم انحراف را برای هر سیارکی مدل کنیم."

او کدهای با وفاداری بالا را که در ساندیا برای مشکلات مختلف استفاده می‌شد قرض گرفت و آنها را برای کار روی سیارک‌ها ترکیب کرد.

مور توضیح داد: «کد ALEGRA معمولا برای مدل‌سازی آزمایش‌های سریع و پرانرژی، مانند سیم‌های مغناطیسی در ماشین Z استفاده می‌شود، در حالی که SPARTA، یک کد شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو، معمولا برای مدل‌سازی نیروهای نسبتا ضعیف و آهسته در حال تکامل، مانند کشش بر روی یک ماهواره از باد خورشیدی استفاده می‌شود.

نوآوری کلیدی در اینجا کشف چگونگی ترکیب دو رویکرد شبیه سازی بود.

این شبیه‌سازی‌ها به محققان اجازه می‌دهد یک سیارک را بر اساس تصاویر سه‌بعدی با وضوح بالا از فضاپیماها مدل‌سازی کنند، سپس اثرات انفجار پرتو ایکس را در حالی که اندازه و فاصله انفجار و همچنین سمتی که تحت تابش قرار می‌گیرد، شبیه‌سازی کنند.

کد یک نقشه حرارتی تولید می کند که نشان می دهد چه مقدار از هر قسمت از سطح تبخیر می شود. از این رو، این برنامه محاسبه می کند که سیارک با چه شدتی رانده می شود، با چه سرعتی می چرخد ​​و چقدر سطح ممکن است از هم جدا شود.

این بخش آخر مهم است زیرا هدف هل دادن سیارک است، نه شکستن آن به قطعات کوچکتر اما بالقوه هنوز مرگبار.

مور گفت: "در حال حاضر، مدل کامپیوتری ما فقط تجزیه سنگ‌های روی سطح را در نظر می‌گیرد. ما هنوز نمی‌توانیم تجزیه کل سیارک را به‌طور دقیق پیش‌بینی کنیم."

انجام این کار به تحقیق و سرمایه گذاری بیشتر در ابزارهای مدل سازی بهتر نیاز دارد. یک انفجار پرتو ایکس اثرات زیادی روی یک سیارک خواهد داشت و این اثرات ممکن است با یکدیگر تعامل داشته باشند. این یک محاسبه جامع از آنچه واقعا در یک موقعیت دفاعی سیاره‌ای اتفاق می‌افتد را بسیار پیچیده می‌کند، اما این دقیقا همان چیزی است که دانشمندانی مانند مور برای آن تلاش می‌کنند.

در حالی که این یک تلاش برای آینده باقی می ماند، این نتایج اخیر پیامدهای مهمی دارند اگر بشریت نیاز به منحرف کردن یک سیارک داشته باشد.

مور گفت: "مطالعه ما نشان می دهد که هدف گیری دقیق چقدر مهم است." "سمت مناسب را انتخاب کنید و برنده شوید. اشتباه حدس بزنید و ممکن است روز بدی باشد."

کار تیم او ابزاری برای برنامه ریزی و به حداکثر رساندن شانس موفقیت فراهم می کند. در تئوری، می توان اطلاعات مربوط به سیارک را آپلود کرد، قدرت انفجاری بهینه، فاصله و جهت انفجار را برای نجات زمین محاسبه کرد و سپس این کار را انجام داد.

محدودیت هایی وجود دارد. شبیه‌سازی به داده‌های نسبتا دقیقی در مورد شکل سیارک از هر طرف نیاز دارد، و انسان‌ها ممکن است زمانی برای دریافت این اطلاعات نداشته باشند. قرار دادن یک ماده منفجره در فاصله ایده آل از سمت صحیح یک سیارک در حالی که بی صدا در فضا فریاد می زند نیز مشکل خواهد بود.

با این حال، این تحقیق حدس و گمان را برای اجتناب از روز قیامت کاهش می دهد.

Nathan W. Moore و همکاران، محاسبه کارآمد پرتاب بخار بر روی هندسه سیارک در طول انحراف انرژی پالسی، ایکاروس (2026). DOI: 10.1016/j.icarus.2026.117364

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →