- 研究人員開發三維模擬檢視核裝置偏轉小行星的可能性。
- 核緩解被視為對大型小行星的緊急選項。
- 模擬顯示小行星對核緩解的反應提供詳細圖景。
- Spheral 模擬有助於理解材料損傷和運動的影響。
美國的研究人員正在開發三維模擬，以檢視核裝置如何用來偏轉或潛在地幹擾威脅地球的小行星。來自洛倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的團隊使用 Spheral 模擬代碼，更準確地模擬小行星在核裝置爆炸近其表面時，由於 X 光迅速加熱和氣化材料而可能作出的反應。在驗證該方法與已建立的小行星偏轉模型後，研究人員利用 Spheral 研究了三種複雜的幹擾情境。
有害小行星的撞擊可以潛在地被預防。團隊透露，與許多自然災害不同，只要及早檢測到小行星，就有可能預防有害小行星的撞擊。一種方法是偏轉，透過施加微小的速度變化，使小行星偏離地球，同時大體保持完整。另一種方法是幹擾，故意將小行星碎片化並分散，使得沒有剩餘的部分對地球構成重大威脅。美國國家航空暨太空總署（NASA）的雙小行星重定向測試（DART）在 2022 年通過故意撞擊小行星月球 Dimorphos 展示了一種動能撞擊的偏轉方法。
核緩解作為緊急選項
根據新聞稿，核緩解代表了一種替代的緊急選項，特別是對於較大型的物體或警告時間較短的情境，因為相較於太空船撞擊所帶來的動能，可以向小行星提供更多的能量。兩個模擬顯示出強烈的幹擾跡象，突顯了高保真三維建模如何幫助研究人員更好地理解小行星對核緩解嘗試的反應。研究領導者以賽亞·聖蒂斯特凡（Isaiah Santistevan）表示：「這些模擬為我們提供了更詳細的小行星可能對核緩解嘗試的反應圖景。」
聖蒂斯特凡指出：「能夠在三維中模擬損傷、斷裂和材料運動是改善我們評估行星防禦選項能力的重要一步。」研究人員透露，為了測試這種方法，他們比較了超過 1,500 次一維 Spheral 模擬與 LLNL 已建立的 Ares 模擬代碼中的小行星偏轉結果。計算顯示兩種代碼之間的緊密一致性，讓研究人員有信心將 Spheral 用於更複雜的三維幹擾模擬。
模擬結果顯示小行星損傷
聖蒂斯特凡透露，Spheral 特別適合用於模擬涉及材料損傷、斷裂和碎片化的問題。研究人員接著模擬了三種幹擾情境，涉及一顆大約 160 米的非規則形狀小行星，變化假設的核爆炸距離以及小行星材料的斷裂難易程度。在運行時間最長的模擬中，大約 98% 的小行星材料完全受損，意味著其保持完整的能力嚴重喪失。模擬還顯示大約 97% 的材料移動速度超過小行星的逃逸速度，且大多數材料向相反方向移動，進一步表明該物體正在分裂。
聖蒂斯特凡表示：「令人鼓舞的是，我們看到小行星承受了廣泛的損傷，同時材料的運動速度也足以逃脫其引力。」他補充道：「這些都是小行星正在進行幹擾的重要指標，而三維模擬讓我們能夠更詳細地檢查這一過程。」
三維模擬對小行星防禦的重要性
小行星撞擊地球的威脅一直是科學界關注的焦點。隨著技術的進步，研究人員利用三維模擬來深入了解核裝置對小行星的影響，這對於制定有效的防禦策略至關重要。透過模擬，研究人員能夠更準確地預測小行星在核爆炸下的行為，這不僅能提升對小行星的理解，還能幫助決策者在面對潛在威脅時做出更明智的選擇。