Desviar o colapsar un asteroide usando un dispositivo nuclear.Un poco loco, ¿verdad?¿Quizás también Hollywood?Pero algún día puede ser necesario detonar armas nucleares en el espacio para la defensa planetaria.Para que este método sea efectivo, los científicos deben resolver todos los detalles por adelantado.Esto significa saber cuánta fuerza se necesita según la masa y la trayectoria del asteroide.
Recientemente, la colaboración en investigaciónLaboratorio Nacional Lawrence Livermore(LLNL) yFacultad de Ingeniería de la Fuerza Aérea(AFIT) investigó cómo la producción de energía de una explosión nuclear podría afectar la trayectoria de un asteroide.Consistía en modelar varias reacciones nucleares (fisión o fusión) para determinar la energía de neutrones producida, lo que potencialmente podría allanar el camino para un nuevo tipo de misión de redirección de asteroides (ARM).
Su estudio se describe en un estudio publicado recientemente en la revista “Effect of Neutron Energy on Asteroid Deflection Performance”.astronauta acta.El equipo detrás de esto fue dirigido por Lansing Horan IV y sus colegas.Facultad de Ingeniería de la Fuerza Aérea(AFIT) realizó el estudio como parte de una colaboración.Integración compleja con armas.Director sénior de LLNL.
Para el estudio, el equipo se centró en la radiación de neutrones producida por dos tipos diferentes de explosiones nucleares: fisión (bomba atómica) y fusión nuclear (bomba termonuclear).Esto se debe a que los neutrones son más transparentes que los rayos X, otra forma de radiación producida por las explosiones nucleares.Además, los neutrones de diferentes energías pueden interactuar con la misma materia a través de diferentes mecanismos.
sesgo versus fragmentación
Al comparar estos dos tipos de reacciones nucleares, el equipo pudo comprender mejor qué tipo de energía de neutrones es mejor para la defensa planetaria.Básicamente, tienes dos opciones al derrotar asteroides. Perturbación o parcialidad.Como Horan explicó recientemente en LLNL,presione soltar, el colapso transfiere tanta energía al asteroide que consiste en romperlo en muchos pedazos.
“Esto significa que el rendimiento de neutrones puede potencialmente calentar una mayor cantidad de ‘material de la superficie de los asteroides’ y, por lo tanto, es más efectivo para desviar asteroides que el rendimiento de rayos X”.
“Investigaciones anteriores han demostrado que más del 99,5% de la masa original del asteroide no llegará a la Tierra.Esta ruta de interrupción se considerará si el tiempo de advertencia antes del impacto del asteroide es corto o si el asteroide es relativamente pequeño”.
La desviación, por el contrario, es un enfoque más suave que implica entregar una cantidad menor de energía a un asteroide para sacarlo de órbita. De lo contrario, no se dañará.Del mismo modo, los dispositivos nucleares están diseñados para producir diferentes rendimientos energéticos, donde la detonación por fisión se mide en kilotones (kt) y la detonación por fusión se mide en megatones (Mt).
Con el tiempo y los cálculos adecuados, incluso una pequeña cantidad de energía puede desviar previamente un asteroide.con horanresumen:
“Con el tiempo, incluso un pequeño cambio en la velocidad podría alcanzar la distancia perdida en la Tierra años antes del impacto.Si hay suficiente tiempo de advertencia para hacer cumplir este tipo de respuesta, generalmente se puede preferir el sesgo como la opción más segura y ‘elegante’.Es por eso que nuestro trabajo se ha centrado en el sesgo”.
corrida de números
Para determinar qué opción es la mejor, el equipo dividió el estudio en dos pasos básicos que involucraron la deposición de energía de neutrones y reacciones de desviación de asteroides.El primer paso se hizo usando:Partículas Monte Carlo NEl Código de transmisión de radiación (MCNP) fue desarrollado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos para rastrear cómo se comportan varias partículas en una amplia gama de energías.
Usando MCNP, el equipo consideró varios escenarios de deposición de energía que involucran un asteroide esférico de 300 metros (985 pies) de diámetro y compuesto de óxido de silicio (SiO2).2).El asteroide se dividió en cientos de esferas y conos concéntricos, creando cientos de miles de células.Luego consideraron cómo los neutrones emisores almacenarían energía en este asteroide y cómo se distribuiría por todo su interior.
Segundo paso de confianza en 3D de LLNLLagrangiano-Euler arbitrarioEl código hidrodinámico (ALE3D) consistió en simular cómo reaccionaría el material del asteroide ante los diversos depósitos de energía considerados.Luego, los perfiles de MCNP se importaron e integraron con asteroides ALE3D y se realizaron simulaciones.
Lo que encontraron indica que los diferentes perfiles de deposición de energía causan cambios significativamente diferentes en la dirección y velocidad del asteroide, que es un factor importante (en lugar de su distribución espacial).También concluyeron que la desviación es preferible a la destrucción, y que la precisión y la exactitud son primordiales, especialmente cuando preocupan los grandes rendimientos utilizados para desviar grandes asteroides.
con horanindicado, hay mucha más investigación por hacer, pero su trabajo es un paso adelante en la dirección de las simulaciones de deflexión nuclear.Al planificar una misión de mitigación de asteroides, la capacidad de tener en cuenta estos parámetros de energía es fundamental para el éxito.
“Es importante seguir estudiando y comprender todas las técnicas de mitigación de asteroides para maximizar las herramientas de nuestro conjunto de herramientas.Desviar asteroides usando dispositivos nucleares en ciertos escenarios tiene varias ventajas sobre las alternativas no nucleares.De hecho, para tiempos de advertencia breves o accidentes de grandes asteroides, los explosivos nucleares pueden ser la única opción viable para la desviación y/o perturbación”.
Esta investigación conjunta se realizó como parte del Programa de Maestría en Ingeniería Nuclear de Horan en AFIT.A Darren E. Holland y James E. Bevins, respectivamente, se unen los profesores asistentes de investigación y los profesores asistentes de ingeniería nuclear de AFIT.Sus coautores incluyeron a Megan Bruck Syal y Joseph Wasem de LLNL.Integración compleja con armas.oficina del director.
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