Cientistas querem usar bombas nucleares para desviar asteróides (mas nem todas servem)

Os cientistas querem usar bombas para desviar asteróides que se aproximam perigosamente da Terra. Contudo, um novo estudo revelou que nem todas as bombas nucleares servem e é preciso escolher a correta.

Uma colaboração entre o Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e o Instituto de Tecnologia da Força Aérea (AFIT) investigou como a produção de energia de neutrões da detonação de um dispositivo nuclear pode afetar a deflexão de um asteróide.

Os cientistas compararam a deflexão do asteróide resultante de duas fontes de energia de neutrões diferentes, representativas dos neutrões de fissão e fusão. O objetivo era entender que energias de neutrões libertadas de uma explosão nuclear são melhores para desviar um asteróide, preparando potencialmente o caminho para um desempenho de deflexão otimizado.

Segundo o líder do estudo, Lansing Horan IV, a equipa focou-se na radiação de neutrões de uma detonação nuclear, uma vez que os neutrões podem ser mais penetrantes do que os raios-X.

“Isso significa que a produção de neutrões pode potencialmente aquecer maiores quantidades de material da superfície do asteróide e, portanto, ser mais eficaz para desviar asteróides do que a produção de raios-X”, disse, em comunicado.

Neutrões de diferentes energias podem interagir com o mesmo material através de diferentes mecanismos de interação. Ao alterar a distribuição e a intensidade da energia depositada, a deflexão do asteróide resultante também pode ser afetada.

O estudo mostra que os perfis de deposição de energia – que mapeiam os locais espaciais na superfície curva do asteróide e abaixo dela, onde a energia é depositada em distribuições variadas – podem ser bastante diferentes entre as duas energias de neutrões comparadas.

Quando a energia depositada é distribuída de forma diferente no asteróide, os detritos de purga derretidos ou vaporizados podem mudar em quantidade e velocidade, o que determina a mudança de velocidade resultante do asteróide.

Segundo Horan, há duas opções para desviar um asteróide: rutura ou deflexão. A primeira é a abordagem de transmitir tanta energia que o asteróide é fortemente partido em muitos fragmentos que se movem em velocidades extremas.

“Trabalhos anteriores descobriram que mais de 99,5% da massa do asteróide original não atingiria a Terra”, disse o investigador. “Este caminho de rutura provavelmente seria considerado se o tempo de aviso antes do impacto de um asteróide fosse curto e/ou o asteróide fosse relativamente pequeno.”

Já a deflexão é a abordagem mais suave, que envolve transmitir uma quantidade menor de energia ao asteróide, mantendo o objeto intacto e empurrando-o para uma órbita ligeiramente diferente com uma velocidade ligeiramente alterada.

“Com o tempo, muitos anos antes do impacto, até mesmo uma mudança minúscula na velocidade pode resultar numa distância que faltava à Terra”, disse Horan. “A deflexão geralmente pode ser preferida como a opção mais segura e ‘elegante’, se tivermos tempo de aviso suficiente para decretar esse tipo de resposta”.

Para a fase de deposição de energia, o código de transporte de radiação Monte Carlo N-Particle (MCNP) do Laboratório Nacional de Los Alamos foi usado para simular uma detonação isolada de neutrões que irradiou em direção a um asteróide esférico de óxido de silício de 300 metros.

O asteróide dividiu-se em centenas de esferas concêntricas e cones encapsulados para formar centenas de milhares de células, e a deposição de energia foi contada e rastreada para cada célula individual a fim de gerar os perfis de deposição de energia ou distribuições espaciais de energia em todo o asteróide.

Para a fase de deflexão do asteróide, o código hidrodinâmico Lagrangiano-Euleriano Arbitrário 2D e 3D do LLNL (ALE3D) foi usado para simular a resposta do material do asteróide às deposições de energia.

A mudança de velocidade de deflexão resultante foi obtida para várias configurações de rendimentos de neutrões e energias de neutrões, permitindo que o efeito da energia de neutrões na deflexão resultante fosse quantificado.

“Um objetivo final seria determinar o espectro de energia de neutrões ideal, a propagação de saídas de energia de neutrões que depositam as suas energias da forma mais ideal para maximizar a mudança de velocidade ou deflexão resultante”, disse Horan. “Este artigo revela que a produção de energia de neutrões específica pode impactar o desempenho de deflexão do asteróide, e por que isso ocorre, servindo como um trampolim em direção ao objetivo maior.”

“Se a entrada de deposição de energia estiver incorreta, não devemos ter muita confiança na saída de deflexão do asteróide”, continuou. “Agora sabemos que o perfil de deposição de energia é mais importante para grandes rendimentos que seriam usados ​​para desviar grandes asteróides.”

Este estudo vai ser publicado em junho na revista científica Acta Astronautica