В 2022 году NASA впервые проверило в реальном космосе, можно ли защитить Землю от астероида. Миссия DART стала своего рода генеральной репетицией планетарной обороны: космический аппарат намеренно врезался в небольшой астероид, чтобы изменить его траекторию. Эксперимент оказался успешным — орбита небесного тела действительно сместилась.
Идея проста и элегантна: если к Земле летит опасный объект, его не обязательно уничтожать. Достаточно слегка «подтолкнуть» астероид заранее, чтобы он прошёл мимо нашей планеты. По сравнению с этим вариантом ядерный взрыв в космосе выглядит куда более рискованным. Разрушенный астероид может рассыпаться на множество обломков, и часть из них всё равно достигнет Земли.
Тем не менее полностью списывать ядерный сценарий со счетов учёные не спешат — особенно когда речь идёт о чрезвычайных ситуациях.
Материал астероида решает всё
Ключевой вопрос любой миссии планетарной защиты звучит почти приземлённо: из чего сделан астероид? Камень, металл, рыхлая «груда щебня» — состав напрямую влияет на то, что произойдёт после удара, будь то столкновение с зондом или воздействие ядерного взрыва.
Именно этой проблемой занялась команда учёных, работавших на ускорителе SPS (Super Proton Synchrotron) в ЦЕРНе. Их исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, посвящено тому, насколько эффективным может быть ядерное отклонение астероидов с учётом их реальных физических свойств.
«Планетарная защита — это серьёзный научный вызов, — объясняет Карл-Георг Шлезингер, сооснователь компании OuSoCo, участвовавшей в работе. — Мир должен быть готов выполнить ядерную миссию с высокой степенью уверенности, но при этом мы не можем заранее провести настоящий тест». Это означает одно: к моделям и данным о материалах предъявляются почти запредельные требования.
Как смоделировать ядерный взрыв
Чтобы разобраться в поведении астероидного вещества, исследователи провели необычный эксперимент на установке HiRadMat в ЦЕРНе в рамках проекта Fireball совместно с Оксфордским университетом. Вместо настоящего взрыва они использовали пучок протонов ускорителя SPS с энергией 440 ГэВ.
По образцу метеорита Кампо-дель-Сьело — богатого металлом космического «гостя», упавшего на Землю в древности, — выпустили 27 коротких, но чрезвычайно мощных импульсов протонного пучка. Такой подход позволил в лабораторных условиях воспроизвести некоторые эффекты, которые возникли бы при ядерном воздействии, не применяя оружие массового поражения.
Результаты оказались неожиданными.
«Материал стал прочнее — мы зафиксировали рост предела текучести и эффект самостабилизирующего демпфирования», — рассказывает Мелани Бохманн, сооснователь и руководитель исследовательской группы. Проще говоря, металлическое астероидное вещество не только не разрушилось, но и проявило способность гасить нагрузку.
Это важный вывод. Он указывает на то, что для астероидов с высоким содержанием металла можно применять более мощные ядерные устройства, чем считалось ранее, и при этом не превращать космический объект в опасное облако обломков.
Почему это важно для Земли
На первый взгляд идея «ядерного отклонения» звучит пугающе. Однако в интерпретации учёных это не оружие, а крайняя мера — запасной план на случай, если объект слишком велик или времени на подготовку слишком мало.
«Наши результаты сохраняют аварийный вариант для ситуаций, когда неядерные методы неэффективны, — подчёркивает Бохманн. — Ранее модели могли предполагать, что фрагментация ограничивает допустимую мощность устройства. Теперь ясно, что это не всегда так».
Иными словами, человечество постепенно расширяет набор инструментов для защиты планеты. Миссия DART показала, что мягкое отклонение работает. А эксперименты в ЦЕРНе дают надежду, что даже в самом крайнем случае у нас будет шанс не просто уничтожить астероид, а безопасно отвести угрозу в сторону.
