دور کردن سیارک‌های خطرناک از زمین با انفجار هسته‌ای

به نقل از اسپیس، همان طور که پایان فاجعه‌بار عصر دایناسورها در حدود ۶۶ میلیون سال پیش نشان می‌دهد، برخوردهای کیهانی می‌توانند تأثیرات فاجعه‌باری را بر زندگی روی زمین داشته باشند. «ناتان مور»(Nathan Moore) فیزیکدان «آزمایشگاه ملی سندیا»(Sandia National Laboratories) در نیومکزیکو گفت: سیارک‌ها فقط در تاریخ نیستند؛ آنها هنوز هم بر زمین تأثیر می‌گذارند. «آپوفیس»(Apophis) یک جرم نزدیک به زمین که به اندازه استادیوم المپیک است، هفته گذشته از کنار زمین عبور کرد.

ناسا در سال ۲۰۲۳ با انجام دادن «آزمایش تغییر جهت سیارک دوگانه» یا «دارت»(DART) نشان داد که می‌تواند برخورد کیهانی را با کوبیدن فضاپیمای خود به قمر «دیمورفوس»(Dimorphos) منحرف کند.

اگرچه دانشمندان دریافتند که این برخورد با موفقیت مدار سیارکی با عرض تقریبا ۱۶۰ متر را تغییر داده است اما خطرناک‌ترین سیارک‌ها به اندازه کوه هستند و برخورد ساده یک فضاپیما با چنین غول‌هایی حداقل تأثیر را خواهد داشت. دانشمندان پیشتر خاطرنشان کردند که این کار فقط ممکن است یک سیارک را به صورت چند قطعه درآورد و در عوض، یک گلوله را که در حال حرکت به سمت زمین است، به یک انفجار مرگ‌بار تبدیل کند.

اکنون مور و همکارانش دریافته‌اند که اگر بمب‌های هسته‌ای در بالای سطح سیارک منفجر شوند، می‌توانند از برخوردهای ویران‌گر کیهانی جلوگیری کنند. نظر آنها این است که پالس پرتو ایکس حاصل از فوران می‌تواند سنگ‌های روی سطح سیارک را تبخیر کند و در نتیجه، فشاری را به وجود بیاورد که یک برخورد فاجعه‌بار را از زمین دور کند.

مور و همکارانش در یک پژوهش جدید، از ماشین Z در آزمایشگاه ملی سندیا استفاده کردند که قوی‌ترین منبع آزمایشگاهی تشعشع در جهان است. این پالس‌های الکتریکی قوی، میدان‌های مغناطیسی و پرتو ایکس تولید می‌کنند تا مشخص شود که مواد چگونه تحت فشار و دمای بالا واکنش نشان می‌دهند. مور گفت: در حال حاضر فقط یک راه برای ایجاد انفجار پرتو ایکس قوی با هدف انجام آزمایشی مانند این وجود دارد و آن استفاده از ماشین Z است.

این گروه پژوهشی از پالس‌های الکتریکی ماشین Z برای تولید میدان‌های مغناطیسی قوی استفاده کردند. این میدان‌های مغناطیسی، گاز آرگون را فشرده کردند تا پلاسما تولید کنند؛ یعنی همان شکل از ماده که رعد و برق و ستاره‌ها را می‌سازد. پلاسمای آرگون، همان انفجار پرتو ایکس را تولید کرد که پژوهشگران برای شبیه‌سازی انفجار هسته‌ای به آن نیاز داشتند.

مور گفت: شما باید قدرت زیادی -حدود ۸۰ تریلیون وات- را در فضای بسیار کوچکی متمرکز کنید و خیلی سریع -حدود ۱۰۰ میلیاردم ثانیه- به تولید یک پلاسمای آرگون به اندازه کافی داغ -چندین میلیون درجه- بپردازید تا یک انفجار پرتو ایکس قوی ایجاد شود که سطح ماده سیارکی را تا ده‌ها هزار درجه گرم کند و فشار کافی را به آن بدهد.

دانشمندان دو هدف را که هر کدام ۱۲ میلی‌متر عرض داشتند، در خلاء معلق کردند. یکی از آنها از جنس کوارتز و دیگری از جنس سیلیس ذوب‌شده بود. این مواد از نظر ترکیب شبیه به سیارک‌های شناخته‌شده هستند. مور گفت: تلاش‌های پیشین برای مطالعه راهبردهای گوناگون انحراف سیارک‌ها، همه اهداف را در جای خود ثابت نگه می‌داشتند که چندان واقعی نبود. از این گذشته، سیارک‌ها در فضای بیرونی به هیچ چیز متصل نیستند.

پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل، چیزی را ابداع کردند که آن را «قیچی اشعه ایکس» می‌نامند. آنها اهداف را با استفاده از ورق فلزی نازک به ضخامت فقط ۱۳ میکرون یا حدود یک هشتم ضخامت موی متوسط ​​انسان آویزان کردند. این ورق فلزی در برخورد با اشعه ایکس تبخیر شد و اهداف را آزاد کرد تا به طور طبیعی در فضا شتاب بگیرند.

پالس‌های پرتو ایکس، ستون‌های بخار را از هر هدف تولید می‌کردند و هر کدام را تا حدود ۲۵۰ کیلومتر در ساعت شتاب می‌دادند که با پیش‌بینی‌های محاسباتی مطابقت داشت. مور گفت: توانایی انحراف سیارک‌های مینیاتوری در آزمایشگاه با استفاده از ماشین Z، با هر کاری که در هر جای دیگری از زمین می‌توان انجام داد، متفاوت است.

پژوهشگران با افزایش مقیاس این یافته‌ها به یک سیارک با عرض چهار کیلومتر و بمب هسته‌ای یک مگاتنی که در فاصله دو کیلومتری سطح آن منفجر می‌شود، نشان دادند که فشار حاصل می‌تواند به منحرف کردن سیارک‌های خطرناک از زمین کمک کند.

مور خاطرنشان کرد که سیارک‌ها دارای ترکیبات گوناگونی هستند. وی افزود: از این روش جدید می‌توان برای بررسی واکنش انحراف مواد سیارکی متفاوت استفاده کرد. درک چگونگی تبخیر و انحراف مواد سیارک به منظور آماده شدن برای یک مأموریت دفاع سیاره‌ای، حیاتی خواهد بود.

این پژوهش در مجله «Nature Physics» به چاپ رسید.