Forscher am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben ein Modellierungstool zur Bewertung des potenziellen Einsatzes einer Atombombe zur Verteidigung des Planeten vor katastrophalen Asteroideneinschlägen entwickelt.
Die Forschung, heute veröffentlicht im Planetary Science Journalstellt einen neuartigen Ansatz zur Simulation der Energiedeposition einer nuklearen Vorrichtung auf der Oberfläche eines Asteroiden vor. Dieses neue Tool verbessert unser Verständnis der Strahlungswechselwirkungen der nuklearen Ablenkung auf der Oberfläche des Asteroiden und öffnet gleichzeitig die Tür für neue Forschungen zur Stoßwellendynamik, die den inneren Asteroiden beeinflusst.
Dieses Modell wird es Forschern ermöglichen, auf den Erkenntnissen der jüngsten NASA-Mission Double Asteroid Redirection Test (DART) aufzubauen, bei der im September 2022 ein kinetischer Impaktor absichtlich gegen einen Asteroiden prallte, um dessen Flugbahn zu ändern. Da jedoch die Masse, die in den Weltraum befördert werden kann, begrenzt ist, erforschen Wissenschaftler weiterhin die nukleare Ablenkung als praktikable Alternative zu Missionen mit kinetischem Aufprall.
Nukleare Geräte weisen das höchste Verhältnis von Energiedichte pro Masseneinheit aller menschlichen Technologien auf, was sie zu einem unschätzbar wertvollen Werkzeug zur Eindämmung der Bedrohung durch Asteroiden macht, sagte die LLNL-Physikerin Mary Burkey, die die Forschung leitete.
„Wenn wir genügend Vorwarnzeit haben, könnten wir möglicherweise eine Atombombe starten und sie Millionen von Kilometern entfernt zu einem Asteroiden schicken, der auf die Erde zusteuert“, sagte Burkey. „Dann würden wir das Gerät zur Detonation bringen und entweder den Asteroiden ablenken, so dass er intakt bleibt, aber einen kontrollierten Abstoß von der Erde ermöglicht, oder wir könnten den Asteroiden zerstören und ihn in kleine, sich schnell bewegende Fragmente zerlegen, die den Planeten ebenfalls verfehlen würden.“
Genaue Vorhersagen für die Wirksamkeit nuklearer Ablenkungsmissionen beruhen auf ausgefeilten multiphysikalischen Simulationen, sagte Burkey und erklärte, dass LLNL-Simulationsmodelle ein breites Spektrum physikalischer Faktoren abdecken, was sie komplex und rechenintensiv macht.
Der Artikel stellt eine effiziente und genaue Bibliothek von Röntgenenergiedepositionsfunktionen vor, die unter Verwendung des Kull-Strahlungshydrodynamik-Codes entwickelt wurden. Hochgenaue Simulationen verfolgten Photonen, die Oberflächen von asteroidenähnlichen Materialien wie Gestein, Eisen und Eis durchdrangen, und berücksichtigten gleichzeitig komplexere Prozesse wie die Rückstrahlung. Das Modell berücksichtigt auch verschiedene Anfangsbedingungen, darunter unterschiedliche Porositäten, Quellenspektren, Strahlungsfluenzen, Quellendauern und Einfallswinkel. Dieser umfassende Ansatz macht das Modell auf eine Vielzahl potenzieller Asteroidenszenarien anwendbar.
Sollte es zu einem echten Notfall im Bereich der Planetenverteidigung kommen, wird die hochpräzise Simulationsmodellierung von entscheidender Bedeutung sein, um Entscheidungsträgern umsetzbare, risikoinformierte Informationen zu liefern, die einen Asteroideneinschlag verhindern, wichtige Infrastrukturen schützen und Leben retten könnten, erklärte Megan Bruck Syal, das Projekt für die Planetenverteidigung des LLNL führen.
„Während die Wahrscheinlichkeit eines großen Asteroideneinschlags zu unseren Lebzeiten gering ist, könnten die möglichen Folgen verheerend sein“, sagte Bruck Syal.
Unter der Leitung von Burkey gehörten zum Forschungsteam des LLNL die Co-Autoren Robert Managan, Nicholas Gentile, Bruck Syal, Kirsten Howley und Joseph Wasem.
Mehr Informationen:
Mary T. Burkey et al., Röntgenenergiedepositionsmodell zur Simulation der Asteroidenreaktion auf eine Mission zur Abschwächung der nuklearen planetaren Verteidigung, Das Planetary Science Journal (2023). DOI: 10.3847/PSJ/ad0838