Цөмийн дэлбэрэлт дэлхийг астероидоос аварч чадах ч нэг барьцаа бий

Ядролор дэлбэрэлт нь X-туяаны хүчтэй урсгал ялгаруулснаар ирж буй астероидоос Дэлхийг хамгаалах боломжтой. Харин шинэ судалгаагаар ийм ажиллагааны амжилт нь дэлбэрэлтийн туяа астероидын аль талд тусахаас ихээхэн хамаарч болохыг харуулж байна.

Компьютерийн симуляцид ихэвчлэн ашигладаг гөлгөр, дугуй биетүүдээс ялгаатай нь жинхэнэ астероидууд жигд бус гадаргуутай, тэгш бус хэлбэртэй байдаг. Эдгээр ялгаа нь эрчим хүчтэй цацраг тусах үед астероид хэрхэн хөдөлж байгааг мэдэгдэхүйц өөрчилж чадна.

Icarus сэтгүүлд нийтлэгдсэн шинэ судалгаагаар X-туяаны дэлбэрэлтийн чиглэлийг өөрчлөхөд, ижил астероидыг чиглүүлсэн ч үр дүн эрс ялгаатай байж болохыг тогтожээ. Нэг симуляцид астероидын хурд нэг чиглэлээс тусгаж үед секундэд 3.9 миллиметрээр өөрчлөгдсөн бол өөр чиглэлээс зөвхөн секундэд 0.8 миллиметрээр өөрчлөгджээ. Энэ нь дэлбэрэлтийн улмаас астероидын урагш хөдөлгөөний хурд өөрчлөгдөх хазайлтын хурдны бараг таван дахин ялгаа гэсэн үг юм.

Энэ судалгааг удирдсан Сандиа үндэсний лабораторийн физикч Нэйтан Мур хэлэхдээ: «Бид чиглэл чухал гэдгийг урьдчилан таамаглаж байсан. Гэхдээ бидэнд гайхшral төрүүлсэн зүйл бол энэ ялгаа хэр их байсан явдал юм.»

Астероидын эргэлтэд үзүүлэх нөлөө бүр ч эрс байж болно. Өөр нэг симуляци хийгдсэн астероидын хувьд X-туяаны чиглэлээс хамаарч эргэлтийн хурдны өөрчлөлт 17 дахин ялгаатай байв.

Эдгээр олдворууд астероидын хэлбэрийг ойлгох, цөмийн дэлбэрэлтийн чиглэлийг анхаарч сонгох нь ирээдүйд Дэлхийг мөргөлтөөс хамгаалахад чухал байж болохыг харуулж байна.

Энэ судалгааг Сандиагийн Лабораторийн чиглэсэн судалгаа, хөгжүүлэлтийн хөтөлбөрөөр санхүүжүүлсэн.

Астероидын хазайлтыг симуляцилах шинэ арга

Янз бүрийн хэлбэртэй астероидууд цөмийн дэлбэрэлтэд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлдгийг судлахын тулд Мур болон түүний хамтран ажиллагсад хамгийн нарийвчлалтай астероидын хазайлтын загвар гэж өөрсдийгөө тодорхойлдог загварыг боловсруулжээ.

Өмнөх компьютерийн загварууд нэг томоохон хязгаарлалттай тулгардаг байв. Судлаачид астероидын нарийн төвөгтэй хэлбэрийг дүрслэх эсвэл түүнд үйлчлэх физик хүчний маш нарийвчилсан тооцоолол хийх хоёрын аль нэгийг сонгох шаардлагатай байсан. Хоёр аргыг хамт ашиглах нь практикт боломжгүй хэмжээний тооцоолох хүчин чадал шаардсан.

Шинэ систем энэ саадыг давж, эрдэмтдэд бодит астероидын хэлбэрийг судлах, мөн рентген цацрагийн дэлбэрэлтэд үзүүлэх хариу урвалыг тооцоолоход шаардлагатай нарийвчлалыг хадгалах боломжийг олгодог. Үүний үр дүнд одоог хүртэл хийгдсэн хамгийн нарийвчилсан астероидын хазайлтын симуляци гарчээ.

Мур хэлэхдээ: «Манай шинэ алгоритм 1600 гаруй дахин хурдан, энэ нь нээлтэд гол үүрэгтэй байсан. Хуучин загваруудаар компьютерүүд үүнийг зүгээр л даван гарч чаддаггүй байсан.»

Бүдүүн, мухар астероидууд яагаад бүх зүйлийг өөрчилдөг вэ

Мурыг эдгээр тооцоог сайжруулахад сонирхдог болсон шалтгаан нь Сандиагийн Z машин ашигласан өмнөх туршилтаас эхэлсэн юм. Тэр туршилт нь X-туяа астероидын жижиг хэсгийг хазайлгаж чадахыг анх удаа харуулсан.

Дараагийн асуулт бол адилхан физик процесс бүхэл астероидод хэрхэн нөлөөлөхийг тодорхойлох явдал байв.

Тэр хэлэхдээ: «Би бүтэн хэмжээтэй астероидын хазайлтыг илүү нарийвчлалтай таамаглахын тулд тооцооллыг хэрхэн томруулах вэ гэж бодож эхэлсэн.»

Гол асуудал нь астероидуудыг бөмбөлөг хэлбэртэй гэж үзэх өргөн дэгдсэн практик байв. Энэ нь математикийг хялбарчилдаг ч бодит астероидын ирмэг, хотгор, жигд бус гадаргуутай хэлбэрийг үл тооцдог.

Тэр хэлэхдээ: «Ингэж үнэлгээ хийж болно, гэхдээ астероидууд янз бүрийн сонин, бөөрөнхий бус хэлбэртэй байдаг. Тэгээд би коллегүүдийнхээ нэг сансар дахь объектуудын гаралттай холбоотой ажлыг судалж эхэлсэн. Бид үүнийг хийж чадна гэдгийг ойлгосон мөчийг "аha" гэж хэлж болно. Бөмбөлөг гэж байхгүй. Бид ямар ч астероидын хазайлтыг загварчлах боломжтой болно.»

Шийдэл нь Сандиа дахь хоёр нарийн төвөгтэй симуляцийн системийг нэгтгэхэд оршсон бөгөөд тэдгээр нь огт өөр төрлийн физик асуудлыг шийдэхэд аль хэдийн ашиглагддаг байв.

Мур тайлбарлахдаа: «ALEGRA код нь ихэвчлэн Z машин дээр соронзон утсыг шахах гэх мэт хурдан, өндөр энергитэй туршилтуудыг загварчлахад ашиглагддаг. Харин SPARTA, шууд симуляци Монте-Карло код нь нарны салхины дарамтаас үүдэлт хиймэл дагуулын хөдөлгөөн гэх мэт харьцангуй сул, удаан хөгжиж буй хүчийг загварчлахад ихэвчлэн ашиглагддаг.»

Тэр нэмж хэлэхдээ: «Гол шинэчлэл нь хоёр симуляцийн аргыг хэрхэн нэгтгэх вэ гэдгийг олж мэдсэн явдал юм.»

Цөмийн дэлбэрэлтийн дараа юу болохыг урьдчилан таамаглах нь

Шинэ компьютерийн загвар нь судлаачдад сансрын хөлгийн ойртолтын үед авсан 3D дүрсний дагуу астероидыг дахин бүтээх боломжийг олгодог. Дараа нь тэд дэлбэрэлтийн хүч, астероидоос зай, цацрагийн ирэх чиглэлийг өөрчлөн рентген туяаны дэлбэрэлтийг симуляцилах боломжтой.

Програм нь астероидын гадаргуугийн өөр өөр хэсгүүдээс хэр их материал ууршихыг тооцоолж, үр дүнг дулааны газрын зураг хэлбэрээр харуулдаг. Энэ мэдээлэлд тулгуурлан үүссэн түлхэлт, эргэлтийн өөрчлөлт, гадаргуугийн эвдрэлийн хэмжээг тооцоолдог.

Эдгээр тооцоолол чухал, учир нь амжилттай гаригийн хамгаалалтын ажиллагаа астероидыг олон аюултай хэсэг болгон хуваахгүйгээр түүний тойрог замыг өөрчлөх ёстой. Нэг том объектыг чиглүүлэх нь дахин Дэлхийд аюул учруулж болох хэд хэдэн хэсэг болгохоос илүү байж болно.

Гэвч симуляци цөмийн дэлбэрэлтийн бүх боломжит үр дагаврыг одоохондоо урьдчилан таамаглах чадваргүй.

Мур хэлэхдээ: «Одоогоор манай компьютерийн загвар зөвхөн гадаргуун чулуулгийн задралыг авч үзэж байна. Бүхэл астероидын задралыг бид одоохондоо нарийвчлалтайгаар урьдчилан хэлж чадахгүй байна.»

Энэ чадварыг хөгжүүлэхэд нэмэлт судалгаа, хөрөнгө оруулалт, илүү дэвшилтэт тооцооллын хэрэгсэл шаардлагатай. Хүчтэй рентген дэлбэрэлт нь бие биедээ нөлөөлдөг олон физик үр нөлөөг үүсгэж болно. Эдгээр бүх харилцан үйлчлэлийг тооцох нь бодит хазайлтын оролдлогын үед астероид яг хэрхэн ажиллахыг таамаглахыг маш хэцүү болгодог.

Зөв дэлбэрэлт сонгох нь Дэлхийг аврах болно

Эдгээр үлдсэн сорилтууд байсаар байгаа ч олдворууд ирээдүйн гаригийн хамгаалалтын ажилд үнэ цэнтэй удирдамж өгч байна. Судалгаагаар цөмийн дэлбэрэлтийн чиглэл зүгээр л бага зэргийн нарийн ширийн зүйл биш гэдгийг харуулж байна. Энэ нь астероидыг хэр үр дүнтэй өөр чиглэлд шилжүүлэхэд мэдэгдэхүйц нөлөөлж чадна.

Мур хэлэхдээ: «Манай судалгаа зөв нишанлахын чухлыг харуулж байна. Зөв талыг сонговол та ялна. Буруу таавал энэ нь муу өдөр байж болно.»

Шинэ симуляцийн хэрэгсэл ирээдүйд төлөвлөгөө гаргагчдад аюултай астероидыг хазайлгах хамгийн үр дүнтэй аргыг тодорхойлоход тусалж болзошгүй. Зарчмын хувьд судлаачид түүний хэлбэрийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг оруулаад, Дэлхийгээс холдуулахад шаардлагатай хамгийн тохиромжтой дэлбэрэлтийн хүч, зай, чиглэлийг тооцоолж болно.

Гэвч эдгээр тооцооллыг бодит ажиллагаа болгоход маш хэцүү хэвээр байна.

Нэгдүгээрт, программ астероидын хэлбэрийн талаарх бүх чиглэлээс хангалттай нарийвчлалтай мэдээлэл шаарддаг. Хэрэв астероид Дэлхийтэй мөргөлдөх замд илрэх юм бол шаардлагатай ажиглалтыг цуглуулах хугацаа хангалтгүй байж магадгүй.

Хоёрдугаарт, сансарт хөдөлж буй астероидтой харьцангуй яг зөв байрлалд цөмийн төхөөрөмжийг хүргэж, байрлуулах нь өөр нэг сорилт юм. Хэрэв эрдэмтэд хамгийн тохиромжтой дэлбэрэлтийн тохиргоог тодорхойлж чадсан ч түүнийг биелүүлэхэд онцгой нарийвчлал шаардагдана.

Гэсэн хэдий ч сайжруулсан симуляци нь астероидын хамгаалалтын нэг боломжит аргатай холбоотой эргэлзээний ихэнх хэсгийг арилгаж болзошгүй. Жинхэнэ астероидуудын төвөгтэй гадаргуутай цөмийн рентген хэрхэн харилцан үйлчлэхийг илүү сайн ойлгосноор эрдэмтэд аль стратеги хамгийн сайн ажиллахыг урьдчилан таамаглахад ойртож байна.

Мурын хувьд энэ ахиц бол хүн төрөлхтөнд каталоггүй астероидын мөргөлтөөс сэргийлэх илүү сайн боломж олгох итгэл төрүүлсэн алхам юм.