Ученые выявили самую реалистичную модель ударного разрушения астероида

Умение достаточно точно моделировать последствия постороннего воздействия на астероиды открывает дорогу проведению первых реальных экспериментов по отклонению космических объектов

Ученые выявили самую реалистичную модель ударного разрушения астероида

Вероятность падения крупного астероида на Землю крайне мала, однако принимая во внимание возможные последствия таких столкновений, учёные исследуют возможности планетарной обороны. Наглядным доказательством важности подобных исследований служит падение Тунгусского метеорита, сила удара которого была эквивалента взрыву водородной бомбы. NASA уже давно планирует миссию под названием DART. Это будет первой попыткой отклонить астероид, протаранив его зондом. Но для того, чтобы этот и последующие эксперименты имели смысл, необходимо уметь достаточно точно рассчитывать такие столкновения.

Команда ученых во главе с Тэйн Ремингтон (Tane Remington) из Ливерморской национальной лаборатории решили выяснить, какая из современных моделей деформации твердого тела лучше всего подходит для расчета последствий столкновения искусственных тел с астероидом. Результатами своей работы они поделились в журнале Earth and Space Science.

В качестве источника данных реального эксперимента были использованы результаты испытаний 1991 года, в ходе которых японские ученые сняли на высокоскоростную камеру выстрел по круглому шестисантиметровому куску базальта, имитирующему астероид, пластиковой пулей, летящей со скоростью 3,2 километра в секунду. После попадания только часть породы распалась на мелкие осколки, оставив достаточно крупную сердцевину. Получение подобного результата при моделировании столкновения учеными было принято за эталонное.

Применяемые в рамках экспериментов модели были дискретны: объекты в них не монолитны, а разбиты на небольшие трехмерные фрагменты. С повышением количества таких фрагментов возрастала необходимая вычислительная мощность. Поэтому, первым шагом ученых стало определение оптимального количества частиц. Физики решили вычислить его эмпирическим путём, проводя эксперимент за экспериментом, плавно увеличивая детализацию астероида. Число фрагментов увеличивали до тех пор, пока их количество не перестало влиять на результат. В итоге виртуальный астероид состоял из почти двух миллионов фрагментов при диаметре в 150 фрагментов.

Для расчёта напряжённости базальта учёные выбрали деформационную модель Бенца-Асфога (Benz-Asphaug), так как при использовании псевдопластической модели урон проходил сквозь центр, не оставляя целого ядра.

Ученые выявили самую реалистичную модель ударного разрушения астероида

Для того чтобы добиться максимальной точности команде Тэйн Ремингтон пришлось включить в расчёты ещё два элемента — прочность материала и параметр распределения Вейбулла (для имитации дефектов в твердых хрупких материалах). Итоговая модель максимально достоверно повторила эксперимент 1991 года, что по мнению авторов позволяет применять её при планировании попыток изменения орбиты астероида.

Читайте также

Самые завораживающие экзопланеты, известные человечеству: миры, которые меняют представление о Вселенной

Самые завораживающие экзопланеты, известные человечеству: миры, которые меняют представление о Вселенной

Искусственный интеллект помог астрономам обнаружить редкие квазары-гравитационные линзы

Искусственный интеллект помог астрономам обнаружить редкие квазары-гравитационные линзы

«Роскосмос» раскрыл секрет эффектных снимков старта ракеты «Союз» без пересвета

«Роскосмос» раскрыл секрет эффектных снимков старта ракеты «Союз» без пересвета

NASA отправит два зонда CAPSTONE 02 к Луне для испытаний будущих миссий Artemis

NASA отправит два зонда CAPSTONE 02 к Луне для испытаний будущих миссий Artemis

Астрономы измерили точный размер IC 1101 – самой большой из известных галактик

Астрономы измерили точный размер IC 1101 – самой большой из известных галактик

Китай завершил модернизацию глобальной спутниковой системы Beidou

Китай завершил модернизацию глобальной спутниковой системы Beidou

Новое исследование говорит, что экстремальные солнечные бури могут быть вдвое опаснее для Земли

Новое исследование говорит, что экстремальные солнечные бури могут быть вдвое опаснее для Земли

Астрономы обнаружили первый трехлопастный астероид — у него также нашли собственный спутник

Астрономы обнаружили первый трехлопастный астероид — у него также нашли собственный спутник

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Что NASA готовит после МКС: самые амбициозные космические миссии ближайших лет

Что NASA готовит после МКС: самые амбициозные космические миссии ближайших лет

Microsoft может сохранить поддержку дисков в следующем Xbox вопреки курсу Sony

Microsoft может сохранить поддержку дисков в следующем Xbox вопреки курсу Sony

Натрий-ионные аккумуляторы: смогут ли они заменить литий в электромобилях будущего?

Натрий-ионные аккумуляторы: смогут ли они заменить литий в электромобилях будущего?

Toyota создала машину-губку для быстрой сушки испытательного трека

Toyota создала машину-губку для быстрой сушки испытательного трека

Серийный пассажирский МС-21-310 совершил первый полет

Серийный пассажирский МС-21-310 совершил первый полет