Za prikaz samo 145 milisekundi mogućeg raspadanja asteroida istraživačima je trebalo 59 dana računanja na 1.680 procesora. Toliko je trajala najdulja od triju trodimenzionalnih simulacija kojima američki Nacionalni laboratorij Lawrence Livermore ispituje nuklearnu obranu od hipotetske asteroidne prijetnje.
U dva slučaja model je pokazao snažne znakove razbijanja tijela. No to još ne znači da bi Zemlja nakon takve intervencije bila sigurna. Proračuni nisu obuhvatili dovoljno vremena da bi se odredilo koliko bi velike bile preostale krhotine i bi li se ponovno skupile.
Isaiah B. Santistevan i suradnici u radu objavljenom u časopisu The Planetary Science Journal opisuju kako bi nepravilni asteroid širok približno 160 metara reagirao na takvu intervenciju. Riječ je o računalnim scenarijima, a ne o pokusu izvedenom na stvarnom asteroidu ili o najavljenoj obrambenoj misiji.
Razbiti asteroid nije isto što i ukloniti prijetnju
Planetarna obrana razlikuje skretanje i razbijanje. Pri skretanju cilj je malo promijeniti brzinu asteroida kako bi, uz dovoljno vremena, promašio Zemlju. NASA je 2022. misijom DART pokazala da udar letjelice može promijeniti gibanje asteroidnog mjeseca Dimorphosa.
Za vrlo velike objekte ili situacije u kojima do mogućeg udara ostaje malo vremena istražuju se i snažniji načini djelovanja. Nuklearna eksplozija u blizini površine mogla bi je naglo zagrijati rendgenskim zračenjem. Isparavanje i izbacivanje površinskog materijala prenose količinu gibanja na ostatak tijela, a udarni val može oštetiti njegovu unutrašnjost.
Ako se asteroid razbije, treba postići i da se njegovi dijelovi dovoljno rasprše. Velik fragment koji ostane nakon razbijanja i dalje bi mogao predstavljati ozbiljnu opasnost. Zato ova studija prati oštećenje i gibanje materijala u tri dimenzije, umjesto da uspješnost procjenjuje samo prema ukupnoj predanoj energiji.
Velik dio materijala mogao bi svladati gravitaciju asteroida
Autori su u program Spheral ugradili model prijenosa rendgenske energije. Prije složenih trodimenzionalnih izračuna usporedili su više od 1.500 jednodimenzionalnih simulacija s rezultatima ranije razvijenog programa Ares. Slaganje je bilo vrlo dobro, s odstupanjima unutar 0,8 posto u ispitivanim uvjetima.
Trodimenzionalni model zahtijevao je grublju rezoluciju, pa je i usporedba s ranijim dvodimenzionalnim proračunima pokazala veća odstupanja. Zatim su istraživači ispitali tri scenarija za homogeno tijelo od minerala forsterita, mijenjajući uvjete djelovanja i pretpostavke o pucanju materijala.
U najduljem proračunu oko 98 posto materijala dosegnulo je stanje potpunog oštećenja prema korištenom modelu. To znači da je njegova sposobnost da zadrži cjelovitost bila ozbiljno narušena, a ne da je 98 posto mase već nestalo ili se pretvorilo u bezopasne sitne čestice.
Oko 97 posto materijala kretalo se brže od brzine potrebne za bijeg iz gravitacijskog polja asteroida. Veći dio gibao se u suprotnim smjerovima. Takva kombinacija oštećenja i razilaženja podupire zaključak da se tijelo počelo raspadati.
Više energije ne jamči bolji ishod
Rezultati su pokazali i koliko je važna raspodjela energije. U jednom scenariju šire zahvaćena površina dovela je do opsežnijeg oštećenja, iako je ukupno apsorbirana energija bila manja. To ipak nije univerzalno pravilo: ishod ovisi o obliku, sastavu i unutarnjoj građi asteroida te o tome pokušava li ga se skrenuti ili razbiti.
Ovaj pristup razlikuje se od ranije opisane analize nuklearne intervencije unutar asteroida. Ovdje se istražuje djelovanje iz blizine njegove površine i nastanak oštećenja u cijelom tijelu.
Presudan sljedeći korak zahtijeva praćenje krhotina znatno dulje od djelića sekunde. Za procjenu potpunog uklanjanja prijetnje autori navode potrebu da se pokaže kako nijedan preostali fragment ne prelazi približno deset metara i da se materijal ne okuplja ponovno. Sadašnje simulacije to ne mogu potvrditi.
Tim planira ubrzati proračune, poboljšati rezoluciju i uključiti realističniju građu, poput rastresitih nakupina stijena. Pritom veća rezolucija može promijeniti procjenu oštećenja u oba smjera: bolje opisani udarni valovi mogu povećati izračunatu štetu, dok preciznije praćenje pukotina može smanjiti njezino sadašnje precjenjivanje. Tek dulje simulacije s takvim provjerama mogu pokazati što bi se nakon početnog razbijanja dogodilo s opasnim krhotinama.
