Nouvelles simulations de déviation nucléaire améliorent la défense planétaire contre les menaces d'astéroïdes.

19 décembre 2023

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par le Lawrence Livermore National Laboratory

Des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont développé un outil de modélisation pour évaluer l'utilisation potentielle d'un dispositif nucléaire pour défendre la planète contre les impacts catastrophiques d'astéroïdes.

La recherche, publiée aujourd'hui dans le Planetary Science Journal, présente une nouvelle approche pour simuler le dépôt d'énergie d'un dispositif nucléaire à la surface d'un astéroïde. Cet nouvel outil améliore notre compréhension des interactions de radiation de la déflexion nucléaire à la surface de l'astéroïde tout en ouvrant la porte à de nouvelles recherches sur la dynamique de l'onde de choc affectant l'intérieur de l'astéroïde.

Ce modèle permettra aux chercheurs de tirer parti des connaissances acquises lors de la récente mission Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA, où en septembre 2022, un impacteur cinétique a été délibérément crashé sur un astéroïde pour modifier sa trajectoire. Cependant, compte tenu des limites de la masse qui peut être placée dans l'espace, les scientifiques continuent d'étudier la déflexion nucléaire comme une alternative viable aux missions d'impact cinétique.

Les dispositifs nucléaires présentent le rapport le plus élevé d'énergie par unité de masse de toute technologie humaine, ce qui en fait un outil inestimable pour atténuer les menaces d'astéroïdes, a déclaré Mary Burkey, physicienne au LLNL, qui a dirigé la recherche.

« Si nous avons suffisamment de temps d'avertissement, nous pourrions potentiellement lancer un dispositif nucléaire, l'envoyer à des millions de kilomètres vers un astéroïde qui se dirige vers la Terre », a déclaré Burkey. « Nous ferions ensuite exploser le dispositif et soit dévier l'astéroïde, le maintenant intact mais lui fournissant une poussée contrôlée loin de la Terre, soit perturber l'astéroïde, en le brisant en petits fragments rapides qui manqueraient également la planète. »

Des prévisions précises sur l'efficacité des missions de déflexion nucléaire reposent sur des simulations multiphysiques sophistiquées, a expliqué Burkey, indiquant que les modèles de simulation du LLNL couvrent un large éventail de facteurs physiques, ce qui les rend complexes et demande beaucoup de calcul.

Le document présente une bibliothèque efficiente et précise de fonctions de dépôt d'énergie de rayons X, développée à l'aide du code de radiodynamique Kull. Des simulations de haute fidélité ont suivi des photons pénétrant les surfaces de matériaux semblables à des astéroïdes tels que la roche, le fer et la glace, tout en tenant compte de processus plus complexes, tels que la reradiation. Le modèle prend également en compte un ensemble diversifié de conditions initiales, y compris différentes porosités, spectres de sources, influences de radiation, durées de source et angles d'incidence. Cette approche globale rend le modèle applicable à un large éventail de scénarios d'astéroïdes potentiels.

En cas d'urgence réelle de défense planétaire, la modélisation de simulation de haute fidélité sera essentielle pour fournir aux décideurs des informations exploitables et fondées sur le risque qui pourraient prévenir l'impact d'astéroïdes, protéger les infrastructures essentielles et sauver des vies, a expliqué Megan Bruck Syal, responsable du projet de défense planétaire du LLNL.

« Bien que la probabilité d'un impact d'astéroïde de grande taille au cours de notre vie soit faible, les conséquences potentielles pourraient être dévastatrices », a déclaré Bruck Syal.

Sous la direction de Burkey, l'équipe de recherche du LLNL comprenait les coauteurs Robert Managan, Nicholas Gentile, Bruck Syal, Kirsten Howley et Joseph Wasem.

Informations sur la revue : The Planetary Science Journal

Fourni par Lawrence Livermore National Laboratory