Физики научились побеждать астероиды
Группа учёных из МФТИ, Института космических исследований РАН и двух институтов госкорпорации «Росатом» — Российского федерального ядерного центра ВНИИЭФ и Троицкого института инновационных и термоядерных исследований — провела расчёт и лазерное моделирование разрушительного воздействия ядерных взрывов на опасные астероиды. Разработанная методика позволяет экспериментально определять критерии разрушения этих угрожающих планете космических тел с помощью лазерного воздействия на их миниатюрные копии. Результаты исследований опубликованы в Журнале экспериментальной и теоретической физики.
Астероиды — космические тела, состоящие из углерода, кремния, металла или льда. Диаметр таких объектов колеблется от 30 метров до уничтожающих всё живое 900 километров, средняя скорость движения — 20 километров в секунду. Столкновение с астероидами представляет одну из самых больших опасностей для нашей планеты.
Существует два подхода для решения вопроса защиты Земли: изменение траектории движения астероидов или разрушение их на мелкие осколки, большая часть которых не столкнется с Землей. Авторы статьи работали над вторым способом — моделированием воздействия на астероид мощной ударной волны от ядерного взрыва на его поверхности. Учёные показали, что короткое лазерное воздействие на миниатюрную копию астероида сопоставимо с ядерным взрывом на реальном объекте по ключевым процессам, вызывающим его разрушение. В эксперименте учёные получили схожие графики распределения температуры и давления процессов.
Для корректного моделирования физики создавали миниатюрный макет с плотностью и прочностными характеристиками астероида, повторяли его геометрическую форму, а также обеспечивали равенство характерных давлений в начале ударно-волновой стадии процесса. Это равенство с точностью до коэффициента соответствует равенству отношения энергии ядерного взрыва к массе астероида и отношения энергии лазерного импульса к массе мини-макета. Например, для астероида диаметром 200 метров и необходимой для разрушения энергией 6 мегатонн аналогом служила копия диаметром 8–10 миллиметров и разрушающим лазерным импульсом в 500 Дж.
Кстати, самым мощным взрывным устройством за всю историю человечества была «Царь-бомба», созданная в СССР в 1961 году. Полная энергия ее взрыва, по разным данным, составляла 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Исследователи разработали технологию изготовления искусственного вещества каменных (хондритовых) астероидов с заданными свойствами — это наиболее распространенный тип астероидов (более 90%). Учитывались химический состав, плотность, пористость, прочность. В основу создания мини-макетов легли данные анализа структуры вещества каменного астероида, упавшего на Землю пять лет назад, в феврале 2013 года, рядом с населенным пунктом Чебаркуль, — хондрита. При создании астероидного вещества использовалась комбинация процессов осаждения, сжатия и нагрева: имитация естественных процессов его образования в природе. Из цилиндрических образцов искусственного астероидного вещества были изготовлены образцы разных форм: шаровидные, эллипсоидные, кубические и т. д.
Для подтверждения соответствия лазерных экспериментов действительности учёные провели газодинамические расчёты. Было показано, что при разнице в массе между реальным астероидом и его лабораторным аналогом в 14–15 порядков удельная энергия, необходимая для полного разрушения астероида, почти в два раза меньше, чем удельная энергия, необходимая для подобного разрушения мини-макета.
Исследования проводились на лазерных установках «ИСКРА-5», «ЛУЧ» и «САТУРН». Лазерное излучение сначала усиливалось до нужной мощности, а затем направлялось на закрепленный в экспериментальной вакуумной камере взаимодействия мини-макет. В эксперименте обеспечивалась возможность боковой и тыльной диагностики разрушения и регистрации разлёта осколков макета астероида. Среднее время лазерного воздействия на макет — от 0,5 до 30 наносекунд.
Для оценки критерия заведомого разрушения был принят во внимание процесс падения челябинского астероида. Он имел начальный размер около 20 м и при прохождении атмосферы раздробился на мелкие фрагменты, не нанёсшие катастрофического урона. Таким образом, для исходного размера астероида в 200 м можно говорить о его заведомом разрушении при дроблении на осколки, имеющие линейный размер в 10 раз и массу в 1000 раз меньше исходных. Очевидно, что данная оценка справедлива, если угол вхождения астероида в атмосферу Земли и траектория движения его осколков в атмосфере близки к траектории челябинского астероида.
Также учёные пытались ответить на вопрос: может ли эффект разрушения «накапливаться», можно ли заменить один сильный взрыв несколькими последовательно запущенными, но с меньшей мощностью? Было обнаружено, что с точки зрения общего критерия разрушения несколько более слабых импульсов (как одновременных, так и последовательных) не дают заметного преимущества по сравнению с однократным импульсом суммарной мощности.
В нескольких экспериментах лазерное излучение вводилось в углубление, предварительно подготовленное в мини-макете. Для разрушения макетов при таких условиях необходимо меньшее количество удельной энергии (500 Дж/г вместо 650 Дж/г), что связано с большей эффективностью воздействия заглублённого взрыва.
С учётом масштабного фактора и результатов лабораторных экспериментов исследователи показали возможность заведомого разрушения ядерным взрывом с энергией свыше 3 мегатонн опасного для Земли астероида хондритного типа диаметром 200 м. Учёные планируют продолжить исследования с мини-макетами различной прочности и состава, в том числе с макетами каменно-ледяных и железоникелевых астероидов, а также работы по уточнению влияния формы макетов и наличия углублений на критерий заведомого разрушения.
«Наша база коэффициентов и зависимостей для разного типа астероидов позволит оперативно смоделировать взрыв и найти критерии разрушения. Пока явной опасности нет, и у нашей команды есть время доработать методику спасения нашей планеты от катастрофы. Параллельно работаем над моделированием отклонения астероида без его разрушения и надеемся на международную вовлечённость в процесс», — делится космическими планами один из авторов исследования, доцент кафедры прикладной физики и кафедры лазерных систем и структурированных материалов МФТИ Владимир Юфа.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - ...
Последние аномальные новости

Актриса пожаловалась на полтергейст

Аппарат Voyager 2 покинул Солнечную систему

Астрономы близки к открытию загадочной Планеты Икс

Бигфут навестил семью в Миннесоте

Битва за Землю началась в космосе

Где находился замок короля Артура

Грядёт Третья мировая война

Загадочное животное распотрошило 40 уток

Инсценировать высадку на Луну было бы дороже, чем ее осуществить

Искусственный интеллект EVE Online вышел из-под контроля

Кошка месяц прождала хозяев у сгоревшего дома

Могилу древнего вампира раскопали в Англии

Мужчина три месяца питается лишь воздухом

На протяжении тысячелетий кто-то старательно избавлял человечество от знаний

Население США начали готовить к шести месяцам тьмы

Неразгаданные тайны земли Кыштовской

НЛО заметили над Фиджи

НЛО попал в прямой эфир с МКС

Обнаружен новый предок человека

Образцы лунного грунта подделать невозможно

Огненный шар в телестудии сорвал прямой эфир

Пирамиды китайского озера Фушиан Ху

Подсчитали массу зомби-бактерий в недрах Земли

Раскрыт новый способ продления жизни

Следы воды нашли на астероиде Бенну

Созданы вечно текущие капли первородной материи

Тайны царя Давида

Теории исчезновения государства Атлантида

Треугольный НЛО заметили над Орегоном

Упавшее в унитаз кольцо вернулось к хозяйке спустя девять лет

Актриса рассказала о встрече с НЛО

Антарктида скрывает множество тайн

Березовая мистика славян

Врачи рассказали правду о современных методах лечения

Вышедшая замуж за призрака женщина объявила о разводе

Древнюю Землю населяли великаны

Жуткое радужное болото в Вирджинии

Загадка парящего камня Шивапура

Загадочный комплекс Эль-Фуэрте де Самайпата

Искусственный интеллект. Опасный враг или добрый помощник

Как выглядит летающий мотоцикл

Как мы можем остановить астероид, летящий к Земле

Как рождаются экзопланеты

Когда инопланетяне выйдут на контакт

Кукла, которую официально подозревали в убийствах

Мексиканская динотопия

Мистическая гора Манарага

Мужчина рассказал как из него вытащили инопланетный имплант

Нибиру заметили над Италией

Новорожденного ребенка убил поцелуй

Обнаружен теленок размером с кошку

Полтергейст убил пенсионерку

Почему американцы никогда больше не летали на Луну

Радиация при полете к Марсу отнимет 2,5 года жизни

Стоунхендж строили мигранты

Странное создание на ранчо в Метепеке

Треугольный НЛО замечен над Ладогой

Фрагменты НЛО нашли у побережья Маврикия

Экипаж шаттла снял треугольный НЛО

Эксперименты ЦРУ по контролю над разумом

Настоящая атмосфера казино Вулкан теперь на ваших компьютерах

Адам и Ева с точки зрения генетика

Географическая карта мира Пири Рейса

Зачем инопланетяне опять взорвали вулкан Попокатепетль

Злой рок преследует археологов в Сибири

Инопланетяне после падения в Розуэлле остались живы

Инопланетянин прокрался в дом женщины

Каменная карта, которой 50 миллионов лет

Крейсер пришельцев ворвался в Солнечную систему

Кто построил Великую Заволжскую стену

Луна - космическая база инопланетян

Медицина древнего Египта

Миру угрожает крупнейшее вымирание за последние 252 млн лет

Неизвестные жуткие животные атаковали село на Сумщине

Необъяснимые древние артефакты

Неразгаданные тайны подземного мира

Нибиру уничтожит Землю еще в 2018 году

НЛО перевозили по улицам Киева

НЛО попал в эфир прогноза погоды

Планеты возле двойных звезд могут иметь пригодные для жизни луны

Подземные города великанов

Почему тамплиеров любят конспирологи

Президент Трамп связан с инопланетянами

Проклятие жемчужины пустыни Гоби

Растения - такие же мыслители, как и мы

Собака месяц ждала хозяев у сгоревшего дома

Тайны древнего города Мачу-Пикчу

Треугольный НЛО наблюдали по всему миру

Хлыста боится праведник

Цыгане один из самых загадочных народов в мире

Что напридумывали фантасты

Аппарат InSight записал шум марсианского ветра

Атмосферы экзопланет могут скрывать следы жизни

Белорусские чудеса. НЛО и озерные чудовища

Голубая дыра - необъяснимая подводная тайна

Женщина запечатлела НЛО на фоне заката

Жительница штата Орегон ежедневно видит НЛО

Загадочная Ловлэндская лягушка

Итальянские замки, в которых живут привидения

Как могут выглядеть растения на экзопланетах

Как экзопланеты теряют атмосферу

Когда ждать человека на Луне

Монстр сбежал с военной базы во время урагана

Мужчина доверился гадалкам и порезал женщину

Огромный НЛО завис над Индией

Психологи не могут отрицать контакты пациентов с инопланетянами

Раввин начал создавать корону для Царя-мессии

Светящийся объект замечен в Катав-Ивановске

Секс-роботы, выполняющие любое желание

Следы НЛО обнаружили в Новоусманском районе

Что необходимо для переворота полюсов Земли

Брошенная женщина позвонила своему парню 77000 раз

Вокруг экзопланеты обнаружено гигантское гелиевое облако

Дельфин обнаружен в атмосфере Юпитера

Добыча полезных ископаемых на астероидах

Женщина научилась держать языком стаканы

Жуткий Подменыш

Загадочное Дерево фей

Загадочные путешественники во времени

Легенды про Человека в шляпе

Найдена экзопланета с хвостом из гелия

Основная версия рождения Земли

Перепроверка не обнаружила признаков темной материи

Плато Стоунхенджа повреждено при проходческих работах

Предсказание сильнейших экстрасенсов на 2019 год

При клинической смерти люди переживают странный опыт

Разработан первый умный секс-робот для женщин

Создали самообучающийся ИИ, способный играть во все игры

Странная аномалия попала на камеру наблюдения

Телескопы SPECULOOS для поиска обитаемых планет начинают наблюдения

Чупакабра напала на фермерское хозяйство

Не получается попасть на сайт игровых автоматов Вулкан

Изучая прогнозы на Лигу Чемпионов, вы научитесь делать верные ставки и зарабатывать хорошую прибыль

Ангелоподобный НЛО летит к Земле

Аномальная радуга поразила американцев

Депутат Милонов призвал срочно запретить Битву экстрасенсов

Дом с привидениями продается в Англии

Домовой предсказал женщине новую любовь

Жители планеты страдают от экспериментов HAARP

Житель Коми рассказал криптозоологу о встрече с йети

Жуткий лес Хойя-Бачу

Земле предрекли новый Всемирный потоп

Инопланетный портал открылся в Австралии

Как заставить магнит левитировать

Ковдор - столица Гипербореи

Легенда уфологии дал новое интервью

Межзвездный разведчик удаляется от Земли

НЛО оставил после себя след

Нострадамус предсказал, что принц Гарри займёт престол после Елизаветы II

Появление НЛО вызвало на Аляске мощное землетрясение

Призрак невесты в старинном доме

Пугающие воспоминания о похищении волосатым пришельцем

Путешественник во времени назвал ключевые события будущего

С середины XX века астрономы искали признаки инопланетных цивилизаций

Сатанисты установили статую в правительстве штата Иллинойс

Сверхскоростное НЛО в небе Австралии

Создана карта искусственного интеллекта России

Страшный прогноз о будущем человечества

Таинственная Атлантида. Что о ней известно

Тайны, загадки и легенды больницы в Ховрине

Теория, объясняющая темное вещество и темную энергию

Треугольный НЛО в небе Саудовской Аравии

Чупакабра подрала собаку в Северодвинске

Заработайте в казино 777 slots

Разбогатей с казино Вулкан

Чуждые имплантанты - доказательство физического контакта

В музыкальной школе в Москве научат петь красиво

Наша компания предлагает вам антисептик для дерева, купить который вы можете по самой выгодной цене

Создание проектов деревянных домов из бревна по реальным ценам

Альпинист снял на видео горного призрака

Антарктида - обитель древних цивилизаций

За три месяца открыты 104 экзопланеты

Замаскированный корабль инопланетян видели над Исландией

Инопланетяне назвали день и час Апокалипсиса

Институт SETI не нашел инопланетян на астероиде Оумуамуа

Как проклятье фильма ужасов убивало актеров одного за другим

Как распознать гостей из других миров

Камеры МКС запечатлели НЛО около Земли

Лже-экстрасенсы дали рекламу в шоу экстрасенсов

Любовь безрукого фермера и его безногой жены

Нашли Ковчег Завета с библейскими заповедями

Нашли мифическую страну Доггерленд

НЛО заметили над Саратовом

НЛО потерпел крушение в районе реки Замбези

Новый идентификатор личности от Microsoft будет глобальным

Новый северный полюс будет в Техасе

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика