30 просмотров

Что нужно, чтобы взорвать астероид? Сила 10 миллионов атомных бомб.

Инженер объясняет, что нужно, чтобы превратить астероид в пыль.

Брайан Резник @B_resnick 7 марта 2019 г., 11:10 по восточному поясному времени

Поделитесь этой историей

  • Поделитесь этим на Facebook
  • Поделитесь этим в Твиттере

Делиться Все варианты обмена для: Что нужно, чтобы взорвать астероид? Сила 10 миллионов атомных бомб.

Если бы вы были кинозрителем в конце 90-х, я бы не стал винить вас за то, что вы думаете, что лучший способ справиться с астероидом апокалиптических размеров, летящим к Земле, — это разнести его вдребезги. Ведь именно так Брюс Уиллис спас мир в Армагеддон. Спасти планету должно быть так же просто, как нажать термоядерную кнопку, верно?

Не так быстро. Во-первых, эксперты по планетарной защите (реальная вещь) говорят, что было бы намного проще просто вытолкнуть смертоносный приближающийся астероид на более безопасную орбиту. Это серьезное соображение, потому что НАСА следит за примерно 2000 «потенциально опасных» объектов, которые находятся в пределах 4 647 790 миль от Земли и достаточно велики, чтобы причинить ущерб.

Но есть и еще кое-что: новое исследование показывает, что астероид очень и очень сложно превратить в пыль.

Насколько сложно уничтожить астероид диаметром 10 километров?

Калиат Рамеш — профессор машиностроения и материаловедения в Университете Джона Хопкинса. А недавно он и его коллеги опубликовали статью в журнале Planetary Science. Икар который в основном задавал вопрос: что нужно, чтобы разрушить астероид? Ответ на этот вопрос имеет значение, но не столько для того, что он означает для будущего жизни на Земле. Вместо этого это помогает нам лучше понять, как выглядят астероиды и как они эволюционируют со временем, когда астероиды сталкиваются друг с другом.

Статья в тему:  Кто рассчитал парниковый эффект на Венере в 1960 году

Во-первых, невозможно выполнить такое упражнение, не сделав некоторых предположений.

Хотя мы знаем, что астероиды в основном состоят из железа и горных пород, у нас мало данных об их поверхности и внутреннем составе. Уязвимость любой породы к разрушению сильно зависит от количества трещин, пор и других подобных деформаций на ее поверхности. Но Рамеш и его коллеги смогли взять результаты экспериментов на Земле — экспериментов с использованием высокоскоростных камер, изучающих, как скалы здесь, на Земле, растрескиваются и трескаются при попадании снаряда — и экстраполировать их на более высокие уровни, учитывая условия низкой гравитации. пространства вокруг астероида.

Если вы умрете от астероида, вот как это произойдет

Разбитые, растрескивающиеся скалы сложно моделировать на компьютере. Когда на поверхности образуются трещины, «внезапно возникает такое коллективное поведение трещин, которые пытаются [двигаться] очень быстро, все они взаимодействуют друг с другом», — говорит Рамеш. То, насколько быстро эти многочисленные трещины распространяются и образуются, помогает определить устойчивость породы. Так что предсказать, как столкновение изменит или деформирует камень в космосе, очень сложно.

Помимо этих ограничений, Рамеш и его коллеги определили, что уничтожить астероид будет очень сложно — почти невозможно.Даже если к Земле летит астероид, не имеет большого смысла запускать в него весь ядерный арсенал в надежде взорвать его.

«По нашим оценкам, потребуется энергия, эквивалентная примерно 200 гигатоннам тротила, чтобы полностью разрушить астероид диаметром 20 километров», — говорит Рамеш. (Это примерно в два раза больше предполагаемого размера астероида или кометы, которая, как считается, убила динозавров. Но есть некоторые свидетельства того, что в прошлом Земля была поражена массивным 20-километровым астероидом.)

Статья в тему:  Сколько стоит ядерный стресс-тест со страховкой

200 гигатонн тротила (динамит) содержит примерно энергетический эквивалент примерно 10 миллионов бомб размером с Хиросиму. Это также примерно в 10 раз больше энергии, чем предыдущие оценки того, что потребуется для уничтожения астероида такого размера. (Эта новая оценка учитывает сложные взаимодействия между небольшими трещинами, которые образуются на поверхности астероида при ударе, что на самом деле делает объект более устойчивым к ударам.)

Самая мощная бомба, созданная человеком, имела взрывную мощность 50 мегатонн. Вам понадобится мощность 4000 из них, чтобы уничтожить 20-километровый астероид. Но даже тогда вы не могли просто запустить 4000 единиц ядерного оружия, чтобы уничтожить астероид. Эта энергия должна быть доставлена ​​с определенным импульсом (то есть движение ограничено определенной массой). То есть вам, вероятно, придется ограничить силу 4000 самых мощных ядерных бомб одним снарядом.

Это исследование на самом деле не связано с уничтожением астероидов. Это о том, чего ожидать, когда мы посещаем их.

Необходимое огромное количество энергии — вот почему мы не хотели бы взрывать астероид, чтобы спасти Землю.

Но Рамеш подчеркивает, что его исследование не совсем направлено на выяснение того, как уничтожить астероид, движущийся по курсу столкновения с Землей. Он прекрасно понимает, что было бы намного проще просто столкнуть астероид с дороги. (На что у НАСА есть предварительные планы.)

В статье Рамеш и его коллеги не моделировали, что ядерный взрыв сделает с астероидом. Нет, они моделировали то, что происходит естественным образом: что происходит, когда один меньший астероид сталкивается с большим, как это происходит постоянно на протяжении всей жизни Солнечной системы?

Статья в тему:  Как голод в мире влияет на здоровье детей

Ответ на этот вопрос помогает нам понять, как могли бы выглядеть астероиды, если бы мы исследовали их больше, и предвидеть, что может произойти, если бы мы захотели их добывать (возможно, с использованием взрывчатых веществ). Астероиды являются богатыми источниками металлов, минералов и даже воды. Однажды они могут предоставить сырье для заправки космических кораблей без необходимости возвращаться на Землю.

В конце концов, «люди и роботы отправятся к астероиду, и мы хотим получить некоторое представление о том, что мы увидим, когда доберемся туда», — говорит Рамеш.

Некоторые роботы уже есть. OSIRIS-REx НАСА в настоящее время вращается вокруг астероида 101955 Бенну с конечной целью собрать материал с его поверхности и вернуть его на Землю в 2023 году (аналогичная японская миссия доставила астероидную пыль обратно на Землю в 2010 году). Космический аппарат НАСА Dawn пролетел мимо карликовых планет (которые также можно рассматривать как очень большие астероиды) Цереры и Весты в 2012 и 2015 годах соответственно. НАСА заложило основу для возможной миссии по «перенаправлению астероидов». План: роботизированный космический корабль приземлится на астероид, схватит валун и выведет его на орбиту вокруг Луны.

Астероиды — подобные тем, которые люди, возможно, когда-нибудь захотят исследовать или добывать сырье — подвергались таким столкновениям на протяжении всей жизни Солнечной системы. Представляя, как астероиды сталкиваются и разрушаются (или нет), мы можем лучше понять их состав и особенности поверхности, а также то, как они эволюционируют с течением времени по мере того, как происходит больше столкновений. «Мы хотели предсказать, что мы обнаружим на поверхности астероида, если посетим его», — говорит Рамеш.

Статья в тему:  Где находится наша Солнечная система во Вселенной

Когда большой астероид сталкивается с меньшим, гравитация удерживает большую часть его вместе.

Одна захватывающая вещь, которая происходит, когда астероид сталкивается, но не разрушается, заключается в том, что большая часть обломков, отлетающих после столкновения, в конечном итоге притягивается к неповрежденному ядру астероида под действием силы тяжести. Мы вполне могли бы найти астероиды, у которых этот щебень свободно прикреплен к поверхности (и поэтому их легко добывать). Вот анимация этого процесса воспоминания, созданная моделью исследователей.

Эти расчеты также помогают нам понять, что если бы мы уничтожили хотя бы часть астероида, мы могли бы также создать более опасные объекты.

Хорошая новость заключается в том, что астероиды, представляющие экзистенциальную угрозу для жизни на Земле, наносят удары только раз в 500 000 лет или чаще. Даже 140-метровые астероиды, способные уничтожить города и регионы, падают раз в 10 000 лет. А риск получить травму даже от 20-метрового объекта, подобного тому, который взорвался над Челябинском в России в 2013 году и унес жизни почти 1500 человек, ничтожен.

Поэтому вместо того, чтобы беспокоиться об астероидах, убивающих нас, мы должны смотреть на них с удивлением. Астероиды очаровательны, потому что они представляют собой остатки строительных блоков планет в нашей Солнечной системе. «У вас есть все эти [астероидные] тела, которые существуют уже несколько миллиардов лет», — говорит Рамеш. «Для нас, чтобы понять процессы, которые управляют этими вещами с течением времени, которые связаны с историей того, откуда мы пришли, а также связаны с нашим будущим, когда мы выйдем в солнечную систему и попытаемся их использовать».

Статья в тему:  Зачем ученые разрабатывают искусственный интеллект

Дополнительная литература: астероиды!

  • Как НАСА охотится за астероидами, которые могут врезаться в Землю
  • Если вы умрете от астероида, вот как это произойдет

Понимание политической сферы Америки может быть ошеломляющим. Вот где Vox приходит на помощь. Мы стремимся предоставить основанную на исследованиях, интеллектуальную и доступную информацию всем, кто в ней нуждается.

Подарки читателей поддерживают эту миссию, помогая сохранить нашу работу свободной — независимо от того, добавляем ли мы нюансы контекста к неожиданным событиям или объясняем, как наша демократия дошла до этого. Несмотря на то, что мы стремимся сохранить Vox бесплатным, наш отличительный стиль объяснительной журналистики требует много ресурсов. Одной рекламы недостаточно для ее поддержки. Помогите сделать такую ​​работу бесплатной для всех, сделав подарок компании Vox сегодня.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x