Популярный сценарий в фантастике: к Земле приближается астероид и команда героев отправляется в космос, чтобы его взорвать. Увы, в реальности сценарий фильма "Армагеддон" может не сработать.
Кадр из фильма "Армагеддон"
Ученые обнаружили, что уничтожение приближающегося астероида может оказаться гораздо более трудной задачей, чем предполагалось ранее. Чтобы понять это, физики Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе разработали подробную симуляцию для моделирования столкновения и разрушения камней. Результаты их работы будут 15 марта опубликованы в научном журнале Icarus.
Исследование улучшит понимание учеными того, как формировалась Солнечная система, и может подсказать способы добычи полезных ископаемых на астероидах. Но главное - оно может помочь разработать адекватную стратегию для защиты от “камней с неба”.
Как уничтожить астероид?
“Раньше мы полагали, что чем больше объект, тем легче его разделить, поскольку у больших объектов с большей вероятностью имеются уязвимые места. Однако наши результаты показывают, что астероиды крепче, чем мы думали, и для их полного разрушения потребуется большее количество энергии”, - утверждает Чарльз Эль-Мир, автор исследования.
Когда ученые исследуют физику материалов, то, как правило, имеют дело с небольшими порциями вещества, вроде камня на лабораторных весах. Но когда речь идет о камне размером с город, предсказать его поведение очень сложно. В таких случаях просто не обойтись без моделирования.
В начале 2000-х другие ученые создали компьютерную модель, куда включили все основные факторы, вроде массы объекта, температуры и хрупкости материала. Затем смоделировали сценарий, в котором астероид диаметром около километра на скорости 5 км/с врезается в другой астероид диаметром 25 километров. Тогда модель показала, что большой астероид полностью разрушается от столкновения.
В новом исследовании ученые использовали тот же сценарий, но дополнили физическую модель симуляции. Новая модель учитывала многочисленные небольшие процессы, происходящие во время столкновения, вроде скорости распространения трещин по камню.
“Мы задали вопрос: сколько энергии необходимо, чтобы на по-настоящему разрушить астероид и раздробить его на кусочки”, - говорит Чарльз Эль-Мир.
Моделирование было разделено на две фазы: краткая фаза фрагментации и долгосрочная фаза гравитационного перенакопления. Первая фаза описывает процесс разрушения, который происходит сразу после удара и длится доли секунд. Вторая фаза длится часы и учитывает силу тяжести, которая будет заставлять осколки собираться вместе, заново формируя астероид.
Сразу после того, как астероиды столкнулись, по большому камню пошли миллионы трещин. Часть астероида расплавилась, на месте удара образовался кратер. Но самое главное - астероид не распался на части, как считалось прежде. Более того, он стал прочнее, поскольку в ходе второй фазы часть осколков вернулась к нему и перераспределилась вокруг нового ядра. Таким образом, для уничтожения астероида или доступа к его недрам может потребоваться невероятное количество энергии - гораздо больше, чем может предложить какой-либо ядерный заряд.
Небольшие астероиды довольно часто прилетают на Землю, но сгорают или взрываются в атмосфере. Но ученые убеждены, что рано или поздно нам придется столкнуться с чем-то покрупнее. Тогда подобные исследования перестанут быть чисто академическими. “У нас должно быть четкое представление о том, что делать, когда придет время”, - утверждает Эль-Мир.
А фильмы, оказывается, врут.
