Cosa ci vorrebbe per far esplodere un asteroide? La forza di 10 milioni di bombe atomiche.

Amûrê Me Biceribînin Ji Bo Çareserkirina Pirsgirêkan

Un ingegnere spiega cosa servirebbe per polverizzare un asteroide.

Questo è l'asteroide Eros. Ha un diametro di circa 16,8 chilometri e sarebbe molto, molto difficile da distruggere.

NASA/JPL

Se tu erano a spettatore alla fine degli anni '90, non ti biasimerei per aver pensato che il modo migliore per affrontare un asteroide di dimensioni apocalittiche che si lancia verso la Terra è farlo esplodere in mille pezzi. Dopotutto, è così che Bruce Willis salvato il mondo in Armageddon . Salvare il pianeta dovrebbe essere facile come premere un pulsante termonucleare, giusto?

Non così in fretta. Per prima cosa, gli esperti di protezione planetaria (una cosa reale) dicono che sarebbe molto più semplice spingere un mortale asteroide in arrivo in un'orbita più sicura. Questa è una considerazione reale perché la NASA sta tenendo d'occhio circa 2.000 oggetti potenzialmente pericolosi che si trovano entro 4.647.790 miglia dalla Terra e sono abbastanza grandi da causare danni.

Ma c'è anche questo: una nuova ricerca suggerisce che è davvero, davvero difficile polverizzare un asteroide.

Quanto può essere difficile distruggere un asteroide largo 10 chilometri?

Kaliat Ramesh è professore di ingegneria meccanica e scienza dei materiali alla Johns Hopkins University. E di recente, lui e colleghi pubblicato un articolo sulla rivista di scienze planetarie Icaro Quello fondamentalmente ha posto la domanda: cosa ci vorrebbe per rompere un asteroide? La risposta a questa domanda è importante, ma non tanto per ciò che significa per il futuro della vita sulla Terra. Invece, ci aiuta a capire meglio che aspetto hanno gli asteroidi e come si evolvono nel tempo quando gli asteroidi si scontrano tra loro.

Prima di tutto, non c'è modo di fare questo tipo di esercizio senza fare alcune supposizioni.

Mentre sappiamo che gli asteroidi sono costituiti principalmente da ferro e roccia, abbiamo dati limitati sulla loro superficie e composizione interna. La vulnerabilità alla distruzione di qualsiasi roccia dipende fortemente da quante crepe, pori e altre deformità simili esistono sulla sua superficie. Ma Ramesh e i suoi colleghi sono stati in grado di prendere i risultati degli esperimenti sulla Terra - esperimenti che coinvolgono telecamere ad altissima velocità che studiano come le rocce qui sulla Terra si fessurano e si rompono quando vengono colpite da un proiettile - ed estrapolarli, tenendo conto dell'ambiente a bassa gravità dello spazio intorno a un asteroide.

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Le rocce frantumate e fessurate sono una cosa complicata da modellare in un computer. Quando si formano delle crepe sulla superficie, all'improvviso si ottiene questo comportamento collettivo di crepe che cercano di [muoversi] molto velocemente, tutte interagiscono tra loro, dice Ramesh. La rapidità con cui queste numerose crepe si diffondono e si formano aiuta a determinare la resilienza della roccia. Quindi è un processo estremamente complicato prevedere come una collisione cambierà o deformerà una roccia nello spazio.

A parte queste limitazioni, Ramesh e i suoi colleghi hanno stabilito che, beh, sarà molto difficile distruggere un asteroide, quasi impossibile. Anche se ci fosse un asteroide che si lancia verso la Terra, non avrebbe molto senso lanciare contro di esso l'intero arsenale nucleare del mondo nella speranza di farlo esplodere.

Stimiamo che ci vorrebbe un'energia equivalente a circa 200 gigatoni di TNT per distruggere completamente un asteroide con un diametro di 20 chilometri, dice Ramesh. (Questo è circa il doppio la dimensione stimata dell'asteroide o cometa che si crede abbia ucciso i dinosauri. Ma ci sono alcune prove che la Terra è stata colpita da un enorme asteroide di 20 chilometri in passato.)

200 gigatonnellate di tritolo (dinamite) contengono all'incirca l'equivalente energetico di circa 10 milioni di bombe delle dimensioni di Hiroshima. È anche circa 10 volte più energia rispetto alle stime precedenti di ciò che sarebbe necessario per distruggere un asteroide di queste dimensioni. (Questa nuova stima tiene conto delle complesse interazioni tra piccole crepe che si formano sulla superficie dell'asteroide al momento dell'impatto, che in realtà rendono un oggetto più resistente agli urti.)

La bomba più potente della creazione umana aveva una potenza esplosiva di 50 megatoni. Avresti bisogno della potenza di 4.000 di questi per annientare un asteroide largo 20 chilometri. Ma anche allora, non potresti semplicemente lanciare 4.000 armi nucleari per distruggere l'asteroide. Quell'energia dovrebbe essere fornita con un particolare momento (cioè, movimento confinato a una particolare massa). Vale a dire: probabilmente avresti bisogno di confinare la forza di 4.000 delle più potenti bombe nucleari in un proiettile.

Questa ricerca in realtà non riguarda la distruzione di asteroidi. Si tratta di cosa aspettarsi quando li visitiamo.

L'enorme quantità di energia necessaria è il motivo per cui non vorremmo far esplodere un asteroide per salvare la Terra.

Ma Ramesh sottolinea che la sua ricerca non riguarda esattamente lo scoprire come distruggere un asteroide in rotta di collisione con la Terra. È ben consapevole che sarebbe molto più semplice spingere via un asteroide. (Che è qualcosa per cui la NASA ha dei piani preliminari.)

Nel giornale, Ramesh e i suoi colleghi non stavano modellando cosa farebbe un'esplosione nucleare a un asteroide. No, stavano modellando qualcosa che accade naturalmente: cosa succede quando un asteroide più piccolo si schianta contro uno più grande, come è successo continuamente durante la durata della vita del sistema solare?

La risposta a questa domanda ci aiuta a capire come potrebbero apparire gli asteroidi se ne esplorassimo di più e ad anticipare cosa potrebbe accadere se volessimo estrarli (possibilmente con l'uso di esplosivi). Gli asteroidi sono ricche fonti di metalli, minerali, e anche l'acqua . Potrebbero un giorno fornire le materie prime per rifornire le astronavi senza la necessità di tornare sulla Terra.

Alla fine, umani e robot andranno su un asteroide e vogliamo avere un'idea di ciò che vedremo quando ci arriveremo, dice Ramesh.

Alcuni robot l'hanno già fatto. della NASA OSIRIS-REx è attualmente in orbita attorno all'asteroide 101955 Bennu, con l'obiettivo finale di raccogliere materiale dalla sua superficie e riportarlo sulla Terra nel 2023 (una simile missione giapponese ha riportato la polvere di asteroidi a Terra nel 2010 ). della NASA Alba la navicella spaziale ha sorvolato i pianeti nani (che possono anche essere pensati come asteroidi molto grandi) Cerere e Vesta rispettivamente nel 2012 e nel 2015. La NASA ha gettato le basi per un eventuale reindirizzamento di asteroidi missione . Il piano: un'astronave robotica atterrerà su un asteroide, afferrerà un masso e lo porterà in orbita attorno alla luna.

Gli asteroidi, come quelli che gli umani potrebbero voler esplorare o estrarre un giorno alla ricerca di materie prime, sono stati soggetti a tali collisioni nel corso della vita del sistema solare. Immaginando come gli asteroidi si scontrano e vengono distrutti (o meno), possiamo comprendere meglio la loro composizione e le caratteristiche della superficie e come si evolvono nel tempo man mano che si verificano più collisioni. Volevamo prevedere cosa avremmo trovato sulla superficie di un asteroide se ne avessimo visitato uno, dice Ramesh.

Quando un grande asteroide viene colpito da uno più piccolo, la gravità ne tiene insieme gran parte

Una cosa affascinante che accade quando un asteroide viene colpito ma non distrutto è che gran parte delle macerie che volano via dopo la collisione alla fine vengono trascinate indietro verso il nucleo intatto dell'asteroide per gravità. Potremmo benissimo trovare asteroidi che hanno queste macerie attaccate in modo lasco alla superficie (e sono quindi facili da estrarre). Ecco un'animazione di questo processo di ricordo generato dal modello dei ricercatori.

Charles El Mir / Università Johns Hopkins

Questi calcoli ci aiutano anche a capire che se dovessimo distruggere almeno una parte di un asteroide, potremmo anche creare oggetti più pericolosi.

La buona notizia è che gli asteroidi che rappresentano una minaccia esistenziale per la vita sulla Terra colpiscono solo una volta ogni 500.000 anni o più. Anche gli asteroidi larghi 140 metri che potrebbero distruggere città e regioni colpiscono una volta ogni 10.000 anni. E il rischio di essere persino ferito da un oggetto di 20 metri, come quello che è esploso su Chelyabinsk, in Russia, nel 2013 e ha ferito quasi 1.500 persone, è minimo.

Quindi, invece di preoccuparci che gli asteroidi ci uccidano, dovremmo guardarli con meraviglia. Gli asteroidi sono affascinanti perché rappresentano gli elementi costitutivi rimanenti dei pianeti del nostro sistema solare. Hai tutti questi corpi [asteroidi] che esistono da alcuni miliardi di anni, dice Ramesh. Per noi capire i processi che guidano queste cose nel tempo, che è legato alla storia da dove veniamo, ed è anche legato al nostro futuro, quando usciamo nel sistema solare e proviamo a usarli.

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