В новой работе коллаборация ученых из США изучила влияние энергии нейтронов, образующихся при взрыве ядерного заряда, на траекторию астероида, отклоняемого от Земли.

Ученые сравнили результирующее отклонение астероида при использовании нейтронов, формируемых двумя различными источниками, отражающими особенности нейтронов, образующихся соответственно при ядерном и термоядерном взрывах. Цель исследования состояла в выяснении влияния энергии нейтронов, высвобождаемых в результате ядерного взрыва, на траекторию отклоняемого астероида – что позволит выбрать нейтроны с оптимальной энергией и повысить эффективность будущих миссий данного типа.

Согласно главному автору Лансингу Хорану (Lansing Horan) из Технологического института ВВС США, команда изучала именно нейтронное излучение, поскольку оно обладает более высокой проникающей способностью, по сравнению с рентгеновским излучением.

«Это означает, что нейтроны могут нагреть участки поверхности астероида большей площади, а потому являются более эффективными для отклонения астероида, чем рентгеновское излучение», — сказал он.

Нейтроны различных энергий могут взаимодействовать с одним и тем же материалом при помощи различных механизмов. Изменяя распределение и интенсивность этого энергетического воздействия, можно оказывать влияние на результирующее отклонение астероида.

Проведенное исследование показало, что профили энергетического воздействия – которые показывают расположение областей поверхности астероида, где энергетическое воздействие на него неодинаково – могут отличаться друг от друга при использовании нейтронов двух различных энергий, сравниваемых в данной работе. Когда энергетическое воздействие распределяется неравномерно, это говорит о формировании локальных участков испарения или фрагментирования материала астероида, которые обусловливают результирующее изменение траектории космического камня.

В своей работе Хоран и его группа использовали компьютерное моделирование ядерного взрыва на поверхности астероида при помощи программы Monte Carlo N-Particle (MCNP) radiation-transport code и гидродинамического кода 2D and 3D Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE3D). Для расчетов была использована модель 300-метрового шарообразного астероида из диоксида кремния (SiO2), представленного как сотни концентрических сферических слоев, состоящих из сотен тысяч конических элементов – которые являются элементарными ячейками для отображения энергетического воздействия на космический камень со стороны нейтронного излучения, связанного с ядерным зарядом.