مدل بهبود یافته انحراف سیارک سریعتر اجرا می شود و نگرانی های روز قیامت بیشتری را نشان می دهد

محققان آزمایشگاه ملی ساندیا روشی را ابداع کرده‌اند که مدل‌سازی انحراف سیارک را سریع‌تر و دقیق‌تر می‌کند. شبیه‌سازی‌های آنها همچنین نشان داد که شکل و جهت سیارک چقدر می‌تواند تلاش‌ها برای انحراف یک سنگ فضایی تهدیدکننده را پیچیده کند.

همانطور که در مقاله تحقیقاتی اخیرا منتشر شده توضیح داده شده است، محققان Sandia، به رهبری فیزیکدان کارکنان، ناتان مور، به دنبال راهی برای مدل‌سازی بهتر این بودند که چگونه پرتوهای ایکس ناشی از انفجار هسته‌ای نزدیک یک سیارک می‌تواند مسیر حرکت آن را تغییر دهد.

مور به The Register گفت: «پیش از این، محاسبات آنقدر زمان‌بر بود که نمی‌توان بسیاری از آنها را انجام داد. بنابراین کاوش در سناریوهای مختلف، سیارک‌های مختلف یا مفاهیم مختلف ماموریت بسیار دشوار بود.

پیچیدگی این محاسبات، محققان قبلی را مجبور به مصالحه کرد، اغلب سیارک‌ها را به‌عنوان کره مدل‌سازی می‌کردند یا فیزیک درگیر را ساده می‌کردند.

سیارک های کاملا کروی نادر هستند و اشکال نامنظم آنها چالشی اضافی برای کسانی است که چشم به آسمان دارند تا از یک آخرالزمان احتمالی سیارکی جلوگیری کنند.

مور و تیمش برای غلبه بر مشکل محاسباتی و امکان مدل‌سازی بهتر شکل‌های نامنظم سیارک‌ها، دو کد شبیه‌سازی با وفاداری بالا را که قبلا در Sandia استفاده می‌شد ترکیب کردند: ALEGRA که گرمایش تشعشع و دینامیک مواد پرانرژی را مدل می‌کند و SPARTA که رفتار گازهای با چگالی کم را شبیه‌سازی می‌کند.

همانطور که مور در یک ایمیل برای ما توضیح داد، هر دو کد در یک بخش خاص از مدل‌سازی برخورد سیارک خوب هستند، اما در قسمت دیگر بد هستند.

مور به ما گفت: «ALEGRA… می‌تواند تبخیر سطح سنگی را به دقت شبیه‌سازی کند، اما محاسبه برای ماده در چگالی کم ناکارآمدتر می‌شود. "این یک مشکل برای شبیه سازی انحراف سیارک است، زیرا با انبساط گاز در اطراف سیارک، زمان محاسبه افزایش می یابد."

شبیه‌سازی‌های قبلی سیارک‌ها با استفاده از ALEGRA معمولا سیارک‌ها را به‌عنوان کره مدل‌سازی می‌کردند تا زمان‌های محاسبه را کاهش دهند.

مور گفت: «SPARTA در چگالی گاز کم کارآمدتر است. "مشکل این است که برعکس، SPARTA کار کردن در چگالی گاز بالا دشوارتر می شود. بنابراین نکته کلیدی در اینجا استفاده از هر دو کد بود."

در مدل مور، ALEGRA مناطق با چگالی گاز بالا را کنترل می کند، در حالی که SPARTA با مناطق رقیق تر با شکل نامنظم مقابله می کند. نتیجه دو کد است که بخش‌هایی از مشکل را که برای حل آنها مناسب‌تر هستند مدیریت می‌کند و بار محاسباتی کلی را کاهش می‌دهد.

مور در بیانیه مطبوعاتی Sandia گفت که رویکرد ترکیبی بیش از 1600 برابر سریع‌تر از روش‌های قبلی است، در حالی که دقت کافی برای پیش‌بینی انحراف در سیارک‌هایی با شکل نامنظم را حفظ می‌کند.

داده های مور، مشکلات بیشتر

شبیه‌سازی‌های بهبودیافته نشان می‌دهد که شکل و جهت یک سیارک چقدر می‌تواند تلاش‌ها برای محاسبه نتیجه یک انحراف هسته‌ای را پیچیده کند.

مور گفت: «ما انتظار داشتیم هدف مهم باشد. "آنچه ما را شگفت زده کرد این بود که چقدر."

شبیه‌سازی انحراف با استفاده از مدل‌های دقیق از سه سیارک به خوبی مطالعه شده - Golevka، Bennu، و Itokawa - نشان داد که تابش پرتوهای ایکس به سمت‌های مختلف یک سیارک با یک انفجار هسته‌ای نزدیک می‌تواند تا پنج برابر تفاوت در تغییر سرعت حاصل را ایجاد کند. Bennu، متقارن ترین از این سه، هنوز هم تقریبا دو برابر تفاوت در سرعت انحراف بسته به اینکه کدام طرف با انفجار روبرو شده است نشان داد.

به عبارت دیگر، ما باید در مورد محل انفجار یک دستگاه هسته‌ای در نزدیکی یک سیارک بسیار دقیق باشیم، در غیر این صورت خطر ضربه‌ای بسیار کوچک‌تر از آنچه در نظر گرفته شده است را داریم.

با در نظر گرفتن این موضوع، مقاله اشاره می‌کند که ممکن است اطلاعات کمی در مورد یک سیارک ورودی داشته باشیم، و ممکن است زمان کافی برای گرفتن عکس خوبی از آن نداشته باشیم، قبل از اینکه سعی کنیم آن را منحرف کنیم و از پایان یافتن حیات همانطور که می‌دانیم به آتش‌سوزی در سراسر سیاره جلوگیری کنیم. ما همچنین نمی توانیم کاملا مطمئن باشیم که جهت گیری یک سیارک پس از رسیدن بمب انحرافی ما همکاری می کند. این تیم همچنین اشاره کرد که پیش‌بینی دقیق بدون دانستن ترکیب و ساختار داخلی یک سیارک دشوار است.

به عبارت دیگر، یک گام کوچک برای انحراف سیارک، انبوهی از چیزهای جدید برای نگرانی. اما هی، حداقل ما دیگر محدود به مدل‌های انحراف نیستیم که سیارک‌ها را به‌عنوان کره‌های بی‌نقص در نظر می‌گیرند، حتی اگر تهدیدات واقعی به‌طور قابل توجهی کلفت‌تر باشند.

بیایید فقط امیدوار باشیم که یک تهدید سیارکی را از دور به اندازه کافی تشخیص دهیم که فرصتی برای مطالعه آن پیدا کنیم. ®