Als ob der fabelhafte Dual Asteroid Redirection Test vom letzten Jahr, bei dem eine Satellitenkugel auf einen Asteroiden abgefeuert wurde, nicht genug wäre, führen Forscher jetzt eine detaillierte Simulation des nuklearen Ablenkungsszenarios durch, das im Weltraumkatastrophenfilm Armageddon aus dem Jahr 1998 vorgestellt wurde.
Im Lawrence Livermore National Labpräsentierte ein Team unter der Leitung von Mary Burkey (oben) einen Aufsatz, der den Ball auf einem in Wirklichkeit recht aktiven Forschungsgebiet voranbringt. Wie sie betonen, ist der Einsatz eines Satelliten als Rakete nicht immer praktikabel, und tatsächlich ist die Detonation eines nuklearen Sprengsatzes so nah wie möglich am ankommenden Objekt potenziell unser bester Schachzug.
Das Problem besteht darin, dass eine nukleare Ablenkung sehr präzise erfolgen müsste, sonst könnte sie (wie in Armageddon) dazu führen, dass Teile des Asteroiden trotzdem auf die Erde treffen. Dies könnte zu dem weit verbreiteten Verwüstungsszenario führen, das im Weltraumkatastrophenfilm Deep Impact aus dem Jahr 1998 vorgestellt wurde.
Wie Burkey et al. in ihrer Arbeit erklären veröffentlicht im Planetary Science Journal:
Selbst wenn man die komplexe Struktur und die inhomogenen Materialeigenschaften eines Asteroiden außer Acht lässt und das Objekt als eine einheitliche Kugel annähert, bereitet die schiere Breite der erforderlichen Physik Schwierigkeiten.
Die vollständige Simulation der Energiedeposition erfordert den Teilchentransport innerhalb eines vollständigen Strahlungshydrodynamik-Codes, der mit detaillierten Materialmodellen ausgestattet ist, und ist sehr rechenintensiv, da die Zeitschritte klein sein müssen, um die Wechselwirkung der Strahlung mit dem Asteroiden zu modellieren. Selbst auf 200–300 CPUs kann die Ausführung einer Simulation Wochen dauern.
Kein einzelner Code kann alle 10 Größenordnungen abdecken und gleichzeitig alle verschiedenen Physikpakete korrekt berücksichtigen. Daher ist es wünschenswert, das Problem in Stufen zu unterteilen und die Weiterentwicklung an Codes zu übergeben, die die relevante Physik der nächsten Stufe abdecken.
Und da der größte Teil der Energie, die bei einer nuklearen Explosion erzeugt wird, aus Röntgenstrahlen besteht (was ich heute erfahren habe), ist die Simulation ihrer Ausbreitung und anfänglichen Wechselwirkung mit der Oberfläche eines Asteroiden ein entscheidender Schritt. Dieses Papier bietet eine vollständigere und umfassendere Simulation einer solchen Anstrengung, „unter Verwendung einer vollständigen Rad-Hydro-Simulation, die mit sich entwickelnden Trübungen ausgestattet ist, was es auch ermöglichte, die erste umfassende Anstrengung zur Erforschung des Hochfluenzregimes zu sein, bei dem eine Abschwächung im Störungsstil erfolgte.“ Mission würde funktionieren.“
Mit anderen Worten: Es ist eines der ersten, das wirklich untersucht, was Mikrosekunde für Mikrosekunde tatsächlich passieren würde, wenn wir einen Asteroiden zerstören würden. Und da Sie deshalb hierher gekommen sind, sieht es so aus:
Bildnachweis: Burkey et al
Das alles geschieht innerhalb einer einzigen Sekunde, wie Sie an der Zeitnotation erkennen können (1e+06 Mikrosekunden sind eine Million davon, also eine volle Sekunde).
Das Papier geht nicht über seine vorläufigen Ergebnisse hinaus, die im Wesentlichen darin bestehen, dass diese Simulationsmethode genau genug ist, dass wir uns bei einer umfassenderen Untersuchung der Atombombenabwürfe auf Asteroiden darauf verlassen können.
Die Vervollständigung dieses Energiedepositionsmodells eröffnet eine Vielzahl potenzieller Studien, die mit groß angelegten hydrodynamischen Codes durchgeführt werden können … Eigenschaften wie die Verteilung von Material/Dichte, Rotation, unregelmäßige Formen, von Felsbrocken geworfene Schatten, die marginale Anziehungskraft der Schwerkraft, und selbst die Zusammensetzung in größerem Maßstab erfordert detailliertere Untersuchungen ihrer Auswirkungen auf den Ausgang einer Mission. Insbesondere die Frage, ob eine versuchte Ablenkungsmission einen Asteroiden auseinanderbrechen lässt, ist seit langem eine Frage in der Gemeinschaft der Planetenverteidigung.
Jede detaillierte, hochpräzise Simulation und jeder umfassende Sensitivitätstest bringt das Fachgebiet näher an das Verständnis, wie effektiv nukleare Schadensbegrenzung wäre.
Das Team fordert außerdem schneller laufende Simulationen (diese hat ewig gedauert), die spezifisch für eine bestimmte Bedrohung durchgeführt werden können und so die Reaktionszeit minimieren. Da sich maschinelles Lernen in solchen Kontexten als nützlich erwiesen hat, kann KI vielleicht einmal genutzt werden, um die Menschheit zu retten, anstatt sie zu zerstören.