新的核偏转模拟推进行星防御小行星威胁

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员开发了一种建模工具，用于评估核装置在保护地球免受灾难性小行星撞击方面的潜在用途。

这项研究今天发表在《行星科学杂志》上，介绍了一种模拟小行星表面核装置能量沉积的新方法。这个新工具提高了我们对小行星表面核偏转辐射相互作用的理解，同时为影响小行星内部的冲击波动力学的新研究打开了大门。

该模型将使研究人员能够利用从NASA最近的双小行星重定向测试(DART)任务中获得的见解，在该任务中，2022年9月，一个动能撞击器被故意撞向一颗小行星，以改变其轨道。然而，由于可提升到太空的质量有限，科学家们继续探索核偏转作为动能撞击任务的可行替代方案。

领导这项研究的劳伦斯国家实验室物理学家玛丽·伯基(MaryBurkey)表示，在所有人类技术中，核装置的单位质量能量密度比最高，这使其成为减轻小行星威胁的宝贵工具。

伯基说：“如果我们有足够的预警时间，我们可能会发射核装置，将其发射到数百万英里之外的一颗飞向地球的小行星上。”“然后我们会引爆该装置，要么使小行星偏转，保持其完好无损，但提供远离地球的受控推力，要么我们可以破坏小行星，将其分解成小而快速移动的碎片，这些碎片也会错过地球。”

伯基说，对核偏转任务有效性的准确预测依赖于复杂的多物理场模拟，并解释说，LLNL模拟模型涵盖了广泛的物理因素，这使得它们变得复杂且计算要求高。

本文介绍了使用Kull辐射流体动力学代码开发的高效、准确的X射线能量沉积函数库。高保真模拟跟踪光子穿透岩石、铁和冰等类小行星材料表面，同时考虑到更复杂的过程，例如再辐射。该模型还考虑了多种初始条件，包括不同的孔隙率、源光谱、辐射通量、源持续时间和入射角。这种综合方法使该模型适用于各种潜在的小行星场景。

LLNL行星防御项目的MeganBruckSyal解释说，如果出现真正的行星防御紧急情况，高保真模拟模型对于为决策者提供可操作的风险信息至关重要，这些信息可以防止小行星撞击、保护重要基础设施并拯救生命。带领。

布鲁克·沙尔说：“虽然我们一生中发生大规模小行星撞击的可能性很低，但潜在的后果可能是毁灭性的。”