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晚期小天体小行星破裂可以保护地球

苏雨玛
摘要如果确定一颗小行星位于撞击地球的轨道上,科学家通常希望进行偏转,即小行星被相对较小的速度变化轻轻推动,同时将大部分小行星保持在一起

如果确定一颗小行星位于撞击地球的轨道上,科学家通常希望进行偏转,即小行星被相对较小的速度变化轻轻推动,同时将大部分小行星保持在一起。

动能撞击器或防区外核爆炸可以实现偏转。然而,如果警告时间太短而无法成功偏转,另一种选择是将大量能量耦合到小行星并将其分解成许多分散良好的碎片。这种方法称为破坏,人们在想象行星防御时通常会想到这种方法。虽然科学家们希望有更多的预警时间,但他们需要为任何可能的情况做好准备,因为许多近地小行星仍未被发现。

现在,新的研究使用流体动力学计算的初始条件,仔细研究了不同的小行星轨道和不同的碎片速度分布如何影响碎片的命运,其中一个 1 兆吨产量的装置被部署在离地表几米处一颗直径为 100 米的 Bennu 形小行星(1999 年发现的近地小行星 Bennu 的 1/5)。

这项工作发表在Acta Astronautica上的一篇论文中,主要作者 Patrick King 是前劳伦斯利弗莫尔国家实验室研究生学者项目研究员,他与 LLNL 的行星防御小组合作进行这项研究,作为他博士的一部分。论文。King 目前在约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (JHUAPL) 担任太空探索部门的物理学家。该论文的合著者包括梅根·布鲁克·赛尔、大卫·迪尔伯恩、罗伯特·马纳根、迈克尔·欧文和科迪·拉斯金。

论文中强调的结果令人欣慰:对于所考虑的所有五个小行星轨道,在地球撞击日期前两个月进行破坏能够将撞击质量的比例减少 1,000 倍或更多(99.9% 的质量未命中)地球)。对于较大的小行星,散布将不那么强大,但如果至少在撞击日期前六个月进行破坏,即使散布速度降低一个数量级,也会导致 99% 的质量消失在地球上。

“评估中断的挑战之一是你需要对所有碎片轨道进行建模,这通常比对简单的偏转建模要复杂得多,”金说。“尽管如此,如果我们想将颠覆作为一种可能的策略进行评估,我们就需要努力应对这些挑战。”

金说,这项工作的主要发现是,核破坏是一种非常有效的最后防御手段。“我们专注于研究‘晚期’破坏,这意味着撞击物体在撞击之前不久就被分解了,”他说。“当你有足够的时间——通常是长达十年的时间尺度——通常优选使用动力撞击器来偏转撞击体。”

动能撞击器有许多优点:首先,该技术是众所周知的,并且正在实际任务中进行测试,例如 DART 任务,如果您有足够的时间,它能够处理各种可能的威胁。但是,它们确实有一些限制,因此重要的是,如果确实出现了实际紧急情况,则可以使用多种选择来应对威胁,包括一些可以处理非常短的警告时间的方法。

欧文说,这篇论文对于理解破坏接近地球的危险小行星的后果和要求至关重要。Owen 编写了名为 Spheral 的软件,用于模拟原始小行星的核破坏,遵循震撼和分解原始岩石小行星的详细物理原理,并捕获产生的碎片的特性。从那里,该团队使用 Spheral 跟踪碎片云的引力演化,考虑了碎片之间的影响以及太阳和行星的引力影响。