Röntgenstrahlen aus Atomexplosionen könnten die Erde vor Asteroiden verteidigen
Ein Asteroid, der auf die Erde zurast, könnte abgelenkt werden, ohne dass ein Raumschiff ihn jemals berührt.
Der Trick besteht darin, Röntgenstrahlen zu verwenden, um den Weltraumfelsen umzulenken, berichten Forscher am 23. September in Nature Physics. In Laborexperimenten erhitzten Wissenschaftler die Oberflächen von frei fallenden künstlichen Asteroiden mit Röntgenstrahlung und erzeugten Dampfschwaden, die die Objekte wegschoben. Nachfolgende Computersimulationen zeigten, dass Röntgenstrahlen, die von einer entfernten nuklearen Explosion ausgesendet werden, einige Asteroiden ablenken könnten, die ungefähr so breit sind wie die National Mall in Washington, D.C., lang ist.
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„Es gibt nur eine Methode, die vorgeschlagen wurde, die genug Energie hat, um die bedrohlichsten Asteroiden, die größten Asteroiden oder in einigen Fällen sogar kleinere Asteroiden, bei denen die Vorwarnzeit kurz ist, abzulenken“, möglicherweise so kurz wie ein Jahr oder weniger, sagt der Physiker Nathan Moore vom Sandia National Laboratory in Albuquerque. „Die allgemeine Meinung in der Planetenabwehr-Gemeinschaft ist, dass Röntgenstrahlen aus einer nuklearen Vorrichtung die einzige Option in solchen Szenarien wären.“
Solche Explosionen würden in der Theorie in sicherer Entfernung von der Erde stattfinden.
Vor zwei Jahren hat die NASA absichtlich ein Raumschiff in den Asteroiden Dimorphos gestoßen, und die Bahn des Asteroiden um einen anderen, größeren Asteroiden verändert (SN: 9/26/22; SN: 10/11/22). Es war ein Wendepunkt für die Planetenabwehr-Gemeinschaft. Aber solche Auswirkungen funktionieren nur, wenn der Asteroid klein ist und genügend Zeit vorhanden ist, um seine Bahn zu ändern, sagt Moore. Also startete er und seine Kollegen, die ablenkende Kraft von Röntgenstrahlen zu testen.
Das Experiment begann in einer Vakuumkammer, in der ein blaubeerengroßer künstlicher Asteroid aus Quarz - einem Mineral, das aus dem häufigen Asteroidenbestandteil Siliziumdioxid besteht - hergestellt wurde. Mit dem leistungsstärksten Röntgengenerator der Welt bestrahlte das Team die Kammer für 6,6 Nanosekunden. Der Impuls verdampfte die Folienstützen, die den Quarz trugen, und ließ das Mineral frei fallen. Er erhitzte auch die Oberfläche des fallenden Minerals und verdampfte es, wodurch eine Gaswolke entstand.
Die sich ausdehnende Wolke drückte auf den Quarz wie der Ausstoß einer Rakete, sagt Moore, und trieb das Mineral mit ungefähr 250 Kilometern pro Stunde weg von der Röntgenquelle. Tests mit Fused Silica brachten ähnliche Ergebnisse.
Die Überprüfung der Machbarkeit dieses Schemas für die Planetenabwehr erforderte die Integration der experimentellen Ergebnisse in Computersimulationen. Die Forscher fanden heraus, dass Röntgenstrahlen aus einer nuklearen Explosion einige Kilometer entfernt einen Asteroiden ähnlicher Zusammensetzung mit bis zu 4 Kilometern Breite ablenken könnten.
Die Forscher hoffen, ähnliche Experimente mit Eisen und anderen Asteroidenbestandteilen durchzuführen. „Asteroiden gibt es in vielen Variationen, aus verschiedenen mineralischen Bestandteilen“, sagt er. „Das ist nur ein Anfangspunkt.“
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N.W. Moore et al. Simulation of asteroid deflection with a megajoule-class X-ray pulse. Nature Physics. Online veröffentlicht am 23. September 2024. doi: 10.1038/s41567-024-02633-7.
Nikk Ogasa ist Redakteur, der sich auf die physikalischen Wissenschaften für Science News konzentriert. Er hat einen Master-Abschluss in Geologie von der McGill University und einen Master-Abschluss in Wissenschaftskommunikation von der University of California, Santa Cruz.
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