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
Последние аномальные новости

Армия США вскоре получит мобильную установку с лазером

Женщина рассказала о жизни с волосами до колен

Инопланетную базу обнаружили на снимках Антарктики

Климатолог предсказал глобальную катастрофу

Кот два месяца не уходил с могилы хозяина

Мистические истории произошедшие ночью

Началось шестое массовое вымирание

Небоскребы превратят в солнечные фермы

Невакцинированные являются плацдармом эволюции ковида

НЛО заметили над Сантьяго

НЛО собрались в стаю во время запуска телескопа Джеймс Уэбб

Объяснена магнитная загадка Луны

Околосмертный опыт. Женщина увидела толпу на огромном стадионе

Очевидец заснял над США целый флот НЛО

Пара колоссальных сфинксов обнаружена в Египте

Странное явление в небе Новокузнецка

Странный обьект пролетел вблизи молодой двойной системы

США предупредили о риске развала страны

Удлиненный череп с имплантированным куском металла

Экстрасенс предупредил обладателей пяти мужских имен

Микрокредиты онлайн в Казахстане

В атмосфере экзопланеты обнаружили водяной пар

Ванга предрекла великое объединение двух стран

Внеземная цивилизация ответственна за возникновение жизни на Земле

Вожди инопланетян прибыли на Землю

Группы антиваксеров превращаются в отряды ополчения

Загадочная болезнь собак вызывает тревогу в Великобритании

Катящиеся по склону валуны обнаружили на Марсе

Китайцам 70 дней крутил новости ИИ, но никто этого не заметил

Наблюдения НЛО в штате Юта

Нострадамус предрек жуткий хаос и Третью мировую войну

Обнаружена гигантская экзопланета, спрятанная у всех на виду

Послание греческого старца Геокена

Почему никто не смог покорить вершину горы Канкар-Пунсум

Пророк Вильегас предрек миру ядерную войну

Сложности поисков Планеты X

Сотни мертвых птиц устилают дороги Кентукки

Странные металлы прольют свет на то, как устроен мир

Телеканал History анонсировал январские премьеры

Человечеству предрекли скорую смерть от голода

Экзопланеты, лучше всего защищающие жизнь

Власти Квебека введут налог на антиваксеров

Власти получили иск за воображаемый план по спасению планеты

Власть перейдет в руки Машин 22 февраля

Девушка осознала ошибку мастера пирсинга через 8 лет

Девушка ростом 90 см нашла жениха обычного роста

Доказали схожесть мысленной и реальной речи

Дом жертвы Фредди Крюгера продали

Надвигается или ядерная зима или нечто похуже

Обнаружили неслучайность мутаций в ДНК арабидопсиса

Огромный таракан поселился в ухе мужчины

Папа Римский нарушил правила ради похода в музыкальный магазин

Появилась возможность приобрести личную гору

Прививки станут обязательными уже в 2022 году

Прошедшая 10000 км 100-летняя женщина раскрыла секрет здоровья

Россиянин в 40-градусный мороз три дня скитался в лесу

Солнце твердо встало на путь к событию Y-класса

Стадо коров набросилось на женщину из-за ее собаки

Температура Мирового океана достигла рекордных значений

Усилия по спасению планеты провалены

Хирург заклеймил печени двух пациентов

Американская нация балансирует на краю пропасти

Ванга назвала сильные обереги от зла

Геноцид в Руанде изменил ДНК женщин

Девушка увеличила губы и стала похожа на Гомера Симпсона

Дефицит витамина B12 сделал чёрного чернее

Женщина объяснила свое долголетие любовью к бигмакам

Зеленый чай продлевает жизнь

Инопланетян в марсианском метеорите не обнаружено

Мафиози нашли благодаря снимку Google Maps

МВД разработает порядок геномной регистрации

Нашли ещё одну экзолуну

Немца приговорили к пожизненному сроку за каннибализм

Одержимая розовым женщина вышла замуж за любимый цвет

Омикрон-штамм коронавируса мог произойти от мышей

Опасный астероид приблизится к Земле 18 января

Описан способ слежки с выключенным iPhone

Оценено распространение 5G по планете

Певец продал свой дом с привидениями

Певица неудачно повернула голову и лишилась голоса

Пенис мужчины уменьшился после ковида

Пентагон открыл департамент по исследованию НЛО

Перечислены шесть непонятных привычек россиян

Светлое будущее по китайски

Сигналы мозга позволяют расшифровать мысли

Симулятор Луны создан в Китае

Солнечная система находится внутри таинственной пустоты

Спутник Сатурна Мимас скрывает подледный океан

Техник столкнулся с человеком-тенью на ядерном объекте

Физики заявили о возможном существовании мультивселенной

Футуролог предрек появление городов-обсерваторов

Авторский проект краеведа 'Воронеж мистический'

Байден в третий раз назвал Камалу Харрис президентом США

Байден приказал всем сесть с попкорном перед телевизорами

Билл Гейтс оценил вероятность появления более заразного CovID-19

Билл Гейтс предрек спад заболеваемости CovID-19 после омикрона

Блэкаут в Аргентине, 700 000 человек остались без света

Для антиваксеров настает время последнего похода в банк

Знаменитая крыса-сапер умерла

Камера МКС сняла огромный сферический НЛО

Микробы могут производить кислород в полной темноте

Нынешнее поколение доживет до технологий бессмертия

Облака странной формы всегда привлекают внимание

Обнаружены 74 новых гена, связанные с ожирением

Паника в НАСА. Солнце готовится взорваться

Пропавшего россиянина нашел ИИ

Священник заявил о конце пандемии при условии покаяния людей

Серебристый НЛО пролетел над Техасом

Скоро около 10% населения станут климатическими беженцами

Следующей пандемией будет лихорадка Эбола

Ставки растут. В Кении отключили свет

Странные теплые пещеры в Антарктиде

Считавшийся мертвым младенец заплакал по дороге на кладбище

США объяснили необходимость в ядерном оружии

Тайны проклятого особняка вдовы Винчестер

У народа саха начинаются мистические дни Танха

Четыре летящих вместе НЛО замечены над Финиксом

Что гости из будущего обещают на 2022 год

Что предсказали на 2022 год Ванга и Нострадамус

Эсминец США получит боевую лазерную систему

Япония защитится от гиперзвуковых ракет рельсотронами

Автобусные экскурсии по мистическим местам Перми

Афонский старец предсказал падение США

Впервые человеку пересадили сердце ГМ-свиньи

Жители Оби винят чупакабру в убийстве баранов

Как добрые слова превратили злого призрака в Бодхисаттву

Кто и как открыл первую экзопланету

Кузбасские туристы намерены призвать духов в борьбе с вандалами

Лофтус Холл - самый известный дом с привидениями

Могут ли инопланетяне захватить нашу галактику

НЛО заметили над Кемерово

Обнаружили экзопланету через гравитационную линзу

Операторы AT&T и Verizon отклонили просьбу об отсрочке развертывания сетей 5G

Открыта новая экзопланета на очень вытянутой орбите

Открыта экзопланета в форме мяча для регби

Самые популярные теории об утерянной Атлантиде

Сиамские близнецы работают электриками

Старейшая женщина отпраздновала 119-летие

Шпион, изменивший ход истории

Академик РАН рассказал, сколько может прожить человек

Археологическое открытие пошатнуло историческую науку

Геоглиф Лося сравнивали с геоглифами Наски

Германию готовят к великому переселению

Глаза северного оленя меняют цвет

Жители Керчи заметили НЛО

Инопланетяне защищают Землю от кометы Леонарда

Легкие современные рождественские гадания

Людей захлестнули сны о вторжении орд злых инопланетян

Мутанта не остановили даже 12 выстрелов

Назван способ переубедить антипрививочников

НАСА охотится за инопланетными мегаструктурами

НЛО заметили в Пятигорске

Открыли новый минерал, получивший название куфарит

Пентагон построит второй секретный зал суда в Гуантанамо

Рога викингов принадлежали не викингам

Солнце когда-то было окружено кольцами

Танец привидений сняли в Воронеже

Тестирование цифрового рубля начнётся до конца января

Умерла одна из самых маленьких женщин

Уфологи обвинили Space X в сокрытии данных об НЛО

Фрилансеры в Китае зарабатывают на привидениях

Химтрейлы обновили. В Арктике выпал снег с голубыми примесями

Чудесные исцеления, дарованные Богом

Эмбрион человека может сформироваться из неоплодотворенной яйцеклетки

Ясновидящий обещает очень страшные вещи

Почему каждого человека должна волновать проблема экологии

Выставка Обитатели внеземных цивилизаций открылась в Краснодаре

Женщина скончалась после того как голоса в ее голове замолчали

Жители Крыма увидели в небе странное явление

Инцидент, убедивший разведку США в существовании инопланетян

Необычный НЛО сняли в Южной Каролине

Обломки НЛО найдены на Марсе

Разноцветный НЛО увидели жители Южно-Сахалинска

Садахурип - древнейшая пирамида Земли

Странное создание с гор Сьерра-Невада

Экипаж аэробуса запечатлел V-образный НЛО

Бесплатные онлайн-решебники

Причины стресса у современных подростков

Беспилотный грузовик совершил первый в мире рейс без людей в кабине

Воду нашли в лунном грунте

Инопланетные бактерии могут захватить Землю

Колонизация космоса

Марсианский укроп и атомный тормоз

На коже человека нашли неизвестные бактерии, грибки и вирусы

Президент Туркменистана распорядился потушить Врата ада

Причиной ожирения является бодипозитив

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