NASA v září 2022 s velkou slávou otestovala náraz do kosmického balvanu, k němuž došlo v rámci mise Double Asteroid Redirection Test (DART. Střet s měsícem Didymoon planetky Didymos byl sice pouhým cvičením, jeho výsledky ale podstatně přispěly k vývoji planetární obrany doposud prakticky bezbranné Země.
Kinetická obrana není špatná. Mise DART jednoznačně ukázala, že tímto způsobem jsme schopní zasáhnout. Problém je ale v tom, že do vesmíru dokážeme dostat impaktory jen omezené velikosti. Při klasickém nárazu by si poradily jen s menšími planetkami. Co kdyby nás ale ohrozil nějaký pořádně veliký kosmický balvan?
Odborníci amerických laboratoří Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) počítají s tím, že se do planetární obrany před katastrofálními dopady planetek zapojí klasické jaderné zbraně. S touto myšlenkou si mnozí pohrávají již dlouho. Mary Burkeyová a její kolegové zkoušejí, jak obstojí v důkladných simulacích.
Vyvinuli si k tomu nový nástroj, který umožňuje hodnotit potenciální použití jaderné zbraně proti přilétající planetce. Podobné simulace přitom bývají velmi komplikované a zahrnují složité interakce mezi zářením a energií jaderné exploze – a povrchem i nitrem nebezpečné planetky. Model týmu Burkeyové pro takové simulace využívá poznatky získané během výše zmíněné mise DART.
Jak říká Burkeyová, jaderné zbraně obsahují nejvíc energie na jednotku hmotnosti ze všech lidských zařízení. To z nich dělá zajímavý nástroj proti planetkám. Pro jejich použití v planetární obraně máme různé možnosti. Můžeme zkusit odchýlit planetku z kolizního kurzu, aby zůstala vcelku. Anebo ji můžeme roztříštit na mračno malých úlomků, které rovněž minou Zemi. Podmínkou ale je, jako obvykle u planetární obrany, že hrozbu odhalíme s dostatečným časovým předstihem pro vyslání kosmické lodě s jadernou náloží.
Sofistikované simulace tohoto druhu vyžadují velké množství dat. Tým Burkeyové zapojil do nového modelu pro simulace mnoho detailních fyzikálních parametrů, takže jsou výpočetně velmi náročné. Jak autoři studie přiznávají, pravděpodobnost, že Zemi za našich životů zasáhne větší planetka, není nijak velká. Pokud by k tomu ale došlo, následky by nejspíš byly nedozírné. Kdyby se taková hrozba opravdu zjevila, lidé na klíčových postech budou potřebovat výsledky simulací, aby mohli kvalifikovaně rozhodnout, co bude nejlepší udělat. Určitě neprohloupíme, když budeme mít takové simulace připravené.
Video: NASA’s DART Mission Tests Earth’s Defenses Against Asteroids | WSJ
Literatura
Ochrání Zemi HAMMER, kladivo na rychlé asteroidy?
Autor: Stanislav Mihulka (22.03.2018)
Pokud by Zemi hrozila srážka s asteroidem, tak NASA má plán
Autor: Stanislav Mihulka (23.06.2018)
Atomovka by mohla fungovat jako poslední linie obrany proti planetce
Autor: Stanislav Mihulka (07.10.2021)
Populární projekt HAARP se stane součástí planetární obrany Země
Autor: Stanislav Mihulka (31.12.2022)
Diskuze:
Pavol Hudák,2023-12-27 12:17:55
No a ake su teda aspon predbezne vysledky? Ake velke teleso dokazeme narusit s napr 100Mt atomkou?
Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-27 18:32:36
Narušení bude vždy ta horší varianta. I s atomovkou je lepší planetku odklonit. A pochybuji, že mohou mít nějaká relevantní předběžná data, protože výsledek by závisel hlavně na tom, jak hluboko pod povrchem by došlo k explozi (potřebujete vyvrhnout co největší množství materiálu kýženým směrem). A k tomu zatím neexistují postupy a technologie.
Spíše než ke zjištění obecné informace, jak velký asteroid bychom dokázali rozbít, by jim ten model mohl pomoci s vyvinutím postupů pro maximalizaci šancí na úspěch. Představte si např. situaci: máte omezený čas a raketu s omezenou nosností. Můžete odpálit hlavici na povrchu asteroidu, což je jednodušší a rychlejší a nebo můžete zkusit do asteroidu navrtat díru a hlavici odpálit pod povrchem. Tím dosáhnete mnohem lepší účinnosti, ale zabere vám to čas a část nosnosti rakety obětujete na přistávací modul a vrtné zařízení - o to slabší hlavici raketa unese. No a díky tomu modelu by mohli určit, který postup dává větší smysl. Zatím ale žádné takové vrtné zařízení neexistuje, takže by ten model mohl také napovědět, jestli má smysl nějaké vyvíjet.
Re: Re:
Jirka Naxera,2023-12-28 03:21:05
Tak tohle by me taky zajimalo, uz proto, ze si uplne nejsem jisty, jestli je podpovrchova exploze nejucinnejsi.
V atmosfere je problem v tom, ze pocatecni zionizovany fireball je nepruhledny, ale v pripade vakua muze byt dost nezanedbatelna i reakce na radiacne vypareny prudce zahraty povrch. (Ostatne stejneho jevu se vyuziva i na odpaleni fuze), takze bez simulace bych si netroufal porovnavat.
Zase ale kdyz kouknu na Sedan... 11Mt materialu, ktery mel ~20m/s neni uplne nejmensi hybnost.
BTW co se tyce podpovrchoveho vybuchu, zase takovy problem s vrtanim neni, bunker bustery uz existuji a treba v Gaze je obcas pouzivaji (teda kdyz vi, kudy ten tunel vede), a pokud si vzpominam, tak v 60 letech se i s jadernou hlavici do nich pocitalo.
Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-28 09:30:26
Když jsem nad tím tématem přemýšlel ještě před experimentem DART, přišla mi exploze ve vzdálenosti cca stovek metrů nad povrchem k docílení ablace jako nejlepší řešení :-) Ne proto, že by snad měla šanci dosáhnout větší účinnosti,* ale proto, že bych se obával rozbití asteroidu na kusy při nedostatečném odklonění. Více kusů by se následně odklánělo ještě hůře. Ablace by měla být šetrnější, další výhodu by měla, že pokud by asteroid zůstal víceméně nepoškozený, mohlo by se použít teoreticky neomezené množství samostatných hlavic, které by postupně (nebo najednou) asteroid odtlačily. Naopak u rozbitého asteroidu by se mnohem hůře prováděly kalkulace apod.
*Možná by ablace dosáhla většího specifického impulsu, který ale tady není podstatný, protože materiálu k reaktivnímu pohonu máte v případě asteroidu dostatek.
Ad bunker bustery - největší limitací by bylo, že byste musel použít design hlavice, který vydrží velké gravitační zrychlení při nárazu. Což by výrazně (možná až řádově) snížilo poměr síly hlavice k její hmotnosti. Jediné hlavice, o kterých vím, že by to snesly, jsou dělostřelecké jaderné náboje. Ty ale nejsou termonukleární. Přímé srovnání dvou hlavic: dělostřelecký náboj W19 (až 20kt TNT) vs. balistická hlavice W87 (až 475kt TNT při použití obalu z HEU). Hmotnost obou zhruba 270kg. Je mezi nimi samozřejmě vzdálenost asi 30 let vývoje, ale už v roce 1956, ze kterého hlavice W19 pochází, znali mnohem efektivnější designy.
Navíc samozřejmě u bunker busteru váží kovový obal více, než nálož uvnitř.
Každopádně kvalitní simulace by do těcho úvach konečně mohly vnést světlo :-)
Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-28 09:36:59
*opravuji se, to zrychlení při nárazu by samozřejmě nebylo gravitační ;-)
Re: Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-28 10:02:37
Ještě k té ablaci - obrovskou výhodou by měla, že byste nepotřeboval předem znát materiál a konzistenci asteroidu, čímž byste ušetřil spoustu času a mohl rovnou jednat. Pokud byste naopak počítal s vyhloubením díry do chondritu a ukázalo se, že ten asteroid je ve skutečnosti kus pevné skály nebo dokonce kovu, udělalo by vám to čáru přes rozpočet.
Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2023-12-28 16:38:17
Na stranu druhou, udelat termojadernou explozi je celkem ukol pro vyuku STEM na zakladni skole ;-) kdyz teda mate uz k dispozici fungujici stepny primar (coz problem na presnost je).
Stejne tak na rozdil od primaru neni na sekundary prakticky nic, co by se mohlo rozbit vetsim zrychlenim - kdyz to trochu zvulgarizujeme, *) tak kus lesenroury, do ni narvete mensi tyc z paliva (LiD - deuterium vyelektrolyzujete z vody, lithium z baterek, v prirozenem je 95% izotopu Li7), doprostred narvete Pu239 prut, vepredu proti primaru nejaky oloveny tercik, navarite to cele do telesa strely a zastriknete montazkou a je to. Vsak to zvladnul i Kim.
*) drahy ctenari, nezkousej to doma. Jednak to tak uplne jednoduche neni, a navic, nemas ten primar.
Re: Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-28 20:24:08
Teď nevím, co z toho myslíte jako humor a co vážně. Právě, že náročný na přesnost a tedy citlivý na extrémní přetížení je už ten primár. Který ovšem u hlavic pod ~0,5Mt TNT tvoří jejich rozměrnější část.
A k montážní pěně (polystyrenu apod.) - ta přece také nevydrží příliš velké plošné zatížení. Nechcete, aby se primár se sekundárem a neutronovým štítem na sebe uvnitř při dopadu "zdrcly".
Netvrdím, že Teller-Ulam koncepce nejde udělat odolná proti vysokým přetížem, ale jen jako tradeoff. Zaprvé by do toho někdo musel investovat, nešlo by použít většinu stávajících hlavic. Zadruhé by vyšší odolnost vyvažoval horší poměr energie výbuchu k hmotnosti hlavice.
Každopádně doufám, že se díky tomu simulačnímu modelu dozvíme nějaké zajímavé závěry :-)
Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2023-12-29 13:12:17
No vicemene vazne to myslim cele (ofc. principy konstrukce jsou brutalne zjednodusene).
Ten argument je - primar, co to vydrzi, uz davno mame. Sekundar tak moc na deformaci citlivy neni, navic se da pocitat i s rizenou deformaci (v podstate v te rakete potrebujete upevnit trubku, ktera navic mezi ni a primarem stejne potrebuje mit masivni kovovy stit, aby se ta trubka zahrala ze strana a ne primo zepredu od primaru, ktery je celkem snadno mozne vyuzit k upevneni.
Ta montazka mezitim tam samozrejme ma svoji roli, ve vedeni radiace. https://nuclearweaponarchive.org/Library/Teller.html (kdyz si to proklikate, tak tam je pomerne dost informaci, teda do chvile, nez Vas napadne si neco zkusit nasimulovat, alespon pred hodne lety par dulezitych veci na internetu nebylo (jestli si pamatuju, tak cross section jednotlivych reakci podle energie neutronu), a patrne na sebe pritahnete nezadouci pozornost, kdyz to hledat zkusite.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2023-12-29 13:16:00
Zkratka nevidim tam ani zadny principialni problem, ale hlavne ani zadny zavazny technologicky, co by kterykoli stat, ktery dokazal tu bombu zkonstruovat == ma potrebne znalosti a je schopen spusteni exploze simulovat, nedokazal snadno prekonat ve velmi kratkem case.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-29 14:09:41
Tak to si nerozumíme. Já myslel, že se bavíme o tom, co je lepší použít proti asteroidu, ne o tom, jak je náročné zkonstruovat vodíkovou bombu. Že primární fcí polymerní pěny je vedení radiace, samozřejmě vím, ale zároveň má fci mechanické opory. U balistických hlavic je snaha ušetřit každé kilo, tak není důvod pro další výztuhu mimo té pěny. Stejně tak primár - sice máme takový, který vydrží velké přetížení, ale jde o neefektivní a těžký gun-type design. Bombu, kterou nemusíte optimalizovat na odolnost, můžete optimalizovat na na poměr síly/hmotnosti. A pak jde o to, která varianta znamená lepší výsledek při odklánění asteroidu. Jestli slabší bomba, která bouchne pod povrchem nebo silnější, která bouchne na povrchu či v určité vzdálenosti nad povrchem.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2023-12-29 16:04:51
Myslim, ze mate pravdu pred par prispevky. Zalezi na vysledku simulace, a prenesene patrne bude zalezet na slozeni onoho asteroidu. Ale urcite by to chtelo mit predsimulovanou "univerzalni strategii" i pro pripad, ze neni cas provadet predbezna mereni.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
