Ako se asteroid iznad određene veličine ikada dovoljno približi Zemlji, čovječanstvo bi se moglo naći u ozbiljnoj nevolji. Čak i relativno mala svemirska stijena - otprilike veličine nogometnog igrališta - bila bi dovoljno velika za potpuno uništenje jednog grada.

Pošto su neki tamni i ne reflektiraju svjetlost, asteroide je teško uočiti, a ne možemo ni postaviti štit o koji bi se odbili. Kako onda spriječiti asteroid koji može razoriti Zemlju?

Pa, možemo probati odvratiti ga nuklearnom bojevom glavom. Ali, kako to testirati? Uz pomoć simulacije, naravno. 

U jednoj od njih tim istraživača suprotstavio je nuklearnu bombu snage jednog megatona asteroidu duljine 160 metara. Pokazalo se kako stvar funkcionira, ali vjerojatno ne onako kako mislite. 

Ne trebamo do površine

Ideja o nuklearnom napadu na asteroid postoji već desetljećima. Obično se zamišlja detonacija uređaja koji se nalazi na površini nebeskog tijela (ili možda ispod nje), kako bi ga se raznijelo u sitnije komade ili nagnalo na promjenu putanje. 

No, problem je što asteroidi nisu jednostavna stacionarna meta. Mogu se kotrljati i rotirati kroz svemir. Već je prilično zahtjevno dovesti svemirsku letjelicu do njih. Još je teže sletjeti na površinu, ostati tamo i započeti bušenje.

Srećom, nova simulacija pokazuje kako nuklearna bomba uopće ne mora dodirnuti asteroid. Njena detonacija može se dogoditi nekoliko metara od njegove površine.

Ako mislite kako će udarni val napraviti što je potrebno, u krivu ste. Svemir je vakuum. Na tako malim udaljenostima nema dovoljno medija za prijenos udarnog vala.

Umjesto toga, na asteroid će djelovati X-zrake. Oko 70 do 80 posto energije koju proizvodi nuklearna eksplozija može se pojaviti u obliku rendgenskih zraka. Zračenje bi spržilo površinu asteroida, potičući isparavanje i ablaciju. 

Ako ispareni materijal može prevladati lokalno gravitacijsko polje, bit će izbačen u svemir, što će dovesti do promjene momenta koja mijenja brzinu asteroida. Slično kao kad vrtno crijevo skače i uvija se kada je tlak vode koja izlazi dovoljno visok.

Postoji i dodatni učinak. Iznenadni udar rendgenske energije također pokreće snažan udarni val u sam asteroid, pa može doći do puknuća i razbijanja stijene iznutra. To je posebno zaintrigiralo istraživače. 

Stoga su proveli tri detaljne 3D simulacije, koristeći oblik i poroznu strukturu asteroida Bennu (na koji je 2020. godine sletjela NASA-ina svemirska letjelica) kao realističnu osnovu za svoju simuliranu svemirsku stijenu. Prilagodili su parametre poput udaljenosti detonacije i koliko se lako asteroid lomio pod stresom izazvanim rendgenskim zrakama.

Za to su koristili modele loma temeljene na dvije stvarne svemirske stijene: meteoritu iz Čeljabinska, koji je eksplodirao iznad Rusije 2013., i meteoritu Aba Panu, koji je pao u Nigeriji 2018.

Skupe i dugotrajne simulacije

U najdužoj simulaciji, s bombom 10 metara iznad površine, 98,2 posto materijala asteroida potpuno je oštećeno, a otprilike 97 posto kretalo se brže od brzine bijega asteroida. Veliki dijelovi također su se kretali bočno u suprotnim smjerovima - u osnovi pokazujući kako se asteroid raspada.

Kad su bombu odmaknuli dalje, na 25 metara, stvari su postale još čudnije. Manje nuklearne energije zapravo je dosegnulo asteroid, ali rendgenske zrake osvijetlile su veće područje njegove površine. Taj je snop prouzročio veću štetu: nakon 68 milisekundi 92,6 posto asteroida bio je potpuno oštećeno, u usporedbi sa 78,1 posto u ekvivalentnoj simulaciji od 10 metara u istom trenutku.

Naravno, postoji kvaka. Simulacije su bile izuzetno računalno skupe. Najduža, koja je oblikovala samo 145 milisekundi djelovanja, trajala je 59 dana na 1680 računalnih procesora. Zbog toga istraživači nisu mogli odrediti dugoročnu sudbinu poremećenog asteroida.

Mogao bi se raspasti, a komadi se sigurno raspršiti. Mogao bi se fragmentirati na manje komade koji su i dalje bili dovoljno veliki kako bi predstavljali prijetnju ili se gravitacijski ponovno povezati nakon eksplozije.

Nalazi su objavljeni u časopisu The Planetary Science Journal.