De nouvelles simulations de déviation nucléaire font progresser la défense planétaire contre les menaces d’astéroïdes

Des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont développé un outil de modélisation permettant d'évaluer l'utilisation potentielle d'un dispositif nucléaire pour défendre la planète contre les impacts catastrophiques d'astéroïdes.

La recherche, publiée aujourd'hui dans le Journal des sciences planétaires, introduit une nouvelle approche pour simuler le dépôt d'énergie d'un dispositif nucléaire sur la surface d'un astéroïde. Ce nouvel outil améliore notre compréhension des interactions de rayonnement de la déviation nucléaire à la surface de l'astéroïde tout en ouvrant la porte à de nouvelles recherches sur la dynamique des ondes de choc affectant l'intérieur de l'astéroïde.

Ce modèle permettra aux chercheurs de s'appuyer sur les connaissances acquises lors de la récente mission DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA, où, en septembre 2022, un impacteur cinétique s'est délibérément écrasé sur un astéroïde pour modifier sa trajectoire. Cependant, compte tenu des limites de la masse pouvant être soulevée dans l'espace, les scientifiques continuent d'explorer la déviation nucléaire comme alternative viable aux missions à impact cinétique.

Les dispositifs nucléaires ont le rapport de densité d'énergie par unité de masse le plus élevé de toutes les technologies humaines, ce qui en fait un outil inestimable pour atténuer les menaces liées aux astéroïdes, a déclaré Mary Burkey, physicienne du LLNL, qui a dirigé la recherche.

“Si nous disposons d'un délai d'avertissement suffisant, nous pourrions potentiellement lancer un dispositif nucléaire, l'envoyant à des millions de kilomètres vers un astéroïde se dirigeant vers la Terre”, a déclaré Burkey. “Nous ferions alors exploser l'appareil et soit nous dévierions l'astéroïde, le gardant intact mais en l'éloignant de la Terre de manière contrôlée, soit nous pourrions perturber l'astéroïde, le brisant en petits fragments se déplaçant rapidement qui manqueraient également la planète. “

Des prévisions précises sur l'efficacité des missions de déviation nucléaire reposent sur des simulations multiphysiques sophistiquées, a déclaré Burkey, expliquant que les modèles de simulation LLNL couvrent un large éventail de facteurs physiques, ce qui les rend complexes et exigeants en termes de calcul.

L'article présente une bibliothèque efficace et précise de fonctions de dépôt d'énergie des rayons X, développée à l'aide du code d'hydrodynamique du rayonnement de Kull. Des simulations haute fidélité ont suivi les photons pénétrant dans les surfaces de matériaux de type astéroïde tels que la roche, le fer et la glace, tout en prenant en compte des processus plus complexes, tels que la reradiation. Le modèle prend également en compte un ensemble diversifié de conditions initiales, notamment différentes porosités, spectres de sources, fluences de rayonnement, durées de sources et angles d'incidence. Cette approche globale rend le modèle applicable à un large éventail de scénarios potentiels d’astéroïdes.

Si une véritable urgence de défense planétaire devait survenir, une modélisation de simulation haute fidélité sera essentielle pour fournir aux décideurs des informations exploitables et tenant compte des risques qui pourraient prévenir l'impact d'un astéroïde, protéger les infrastructures essentielles et sauver des vies, a expliqué Megan Bruck Syal, du projet de défense planétaire du LLNL. plomb.

“Bien que la probabilité d'un impact important d'un astéroïde au cours de notre vie soit faible, les conséquences potentielles pourraient être dévastatrices”, a déclaré Bruck Syal.

Dirigée par Burkey, l'équipe de recherche du LLNL comprenait les co-auteurs Robert Managan, Nicholas Gentile, Bruck Syal, Kirsten Howley et Joseph Wasem.