Nuove simulazioni di deflessione nucleare avanzano la difesa planetaria contro le minacce asteroidali.

19 dicembre 2023

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realizzato da Lawrence Livermore National Laboratory

I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hanno sviluppato uno strumento di modellizzazione per valutare l'eventuale utilizzo di un dispositivo nucleare per difendere il pianeta dagli impatti catastrofici degli asteroidi.

La ricerca, pubblicata oggi nel Planetary Science Journal, introduce un nuovo approccio alla simulazione del deposito energetico di un dispositivo nucleare sulla superficie di un asteroide. Questo nuovo strumento migliora la nostra comprensione delle interazioni della radiazione del deflusso nucleare sulla superficie dell'asteroide aprendo la porta a nuove ricerche sulle dinamiche delle onde d'urto che influenzano l'asteroide interno.

Questo modello consentirà ai ricercatori di fare leva sulle intuizioni ottenute dalla recente missione di redirezionamento dell'asteroide doppio della NASA (DART), dove, nel settembre 2022, un impattatore cinetico è stato deliberatamente schiantato su un asteroide per modificarne la traiettoria. Tuttavia, data la limitazione della massa che può essere sollevata nello spazio, gli scienziati continuano a esplorare la deflessione nucleare come alternativa valida alle missioni di impatto cinetico.

I dispositivi nucleari hanno il rapporto più alto di densità di energia per unità di massa di qualsiasi tecnologia umana, rendendoli uno strumento prezioso nella mitigazione delle minacce degli asteroidi, ha affermato Mary Burkey, fisica dell'LLNL, che ha guidato la ricerca.

"Se abbiamo abbastanza tempo di avviso, potremmo potenzialmente lanciare un dispositivo nucleare, inviarlo a milioni di miglia di distanza su un asteroide diretto verso la Terra", ha detto Burkey. "Poi faremmo detonare il dispositivo e o devieremmo l'asteroide, mantenendolo integro ma fornendo una spinta controllata lontano dalla Terra, oppure potremmo disgregare l'asteroide, spezzandolo in piccoli frammenti veloci che scivoleranno anch'essi oltre il pianeta".

Le previsioni accurate sull'efficacia delle missioni di deflessione nucleare si basano su complesse simulazioni multiphysics, ha spiegato Burkey, sottolineando che i modelli di simulazione dell'LLNL coprono una vasta gamma di fattori fisici, il che li rende complessi e richiedenti in termini di calcolo.

L'articolo introduce una libreria efficiente e accurata di funzioni di deposito di energia a raggi X, sviluppata utilizzando il codice di radiazione-idrodinamica di Kull. Simulazioni ad alta fedeltà hanno seguito i fotoni che penetrano le superfici di materiali simili a quelli di un asteroide come roccia, ferro e ghiaccio, tenendo conto di processi più complessi come la reradiazione. Il modello considera anche un insieme diversificato di condizioni iniziali, comprese porosità diverse, spettri di sorgente, fluence di radiazione, durate di sorgente e angoli di incidenza. Questo approccio completo rende il modello applicabile a una vasta gamma di scenari asteroidali potenziali.

Se dovesse sorgere un'emergenza reale nella difesa planetaria, la modellizzazione di simulazione ad alta fedeltà sarà fondamentale per fornire ai decisori informazioni informate sul rischio che potrebbero prevenire l'impatto degli asteroidi, proteggere l'infrastruttura essenziale e salvare vite umane, ha spiegato Megan Bruck Syal, responsabile del progetto di difesa planetaria dell'LLNL.

"Sebbene la probabilità di un grande impatto di asteroidi durante la nostra vita sia bassa, le conseguenze potenziali potrebbero essere devastanti", ha detto Bruck Syal.

Sotto la guida di Burkey, il team di ricerca dell'LLNL includeva i co-autori Robert Managan, Nicholas Gentile, Bruck Syal, Kirsten Howley e Joseph Wasem.

Informazioni sulla rivista: The Planetary Science Journal

Fornito da Lawrence Livermore National Laboratory