Pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) estão desenvolvendo simulações tridimensionais para examinar como um dispositivo nuclear poderia ser usado para desviar ou potencialmente fragmentar um asteroide ameaçando a Terra.

A pesquisa, publicada recentemente na revista The Planetary Science Journal, usa o código de simulação Spheral para modelar mais precisamente como um asteroide pode responder quando raios-X de uma explosão nuclear aquecem e vaporizam material rapidamente na sua superfície. Após validar o método contra modelos estabelecidos de deflexão de asteroides, os pesquisadores usaram Spheral para estudar três cenários complexos de fragmentação.

Diferentemente de muitas outras catástrofes naturais, um impacto de asteroide perigoso pode ser prevenido se o objeto for detectado cedo o suficiente. Uma abordagem é a deflexão – impor um pequeno mudança na velocidade que faz com que o asteroide miss a Terra enquanto permanece em grande parte intacto. Outra abordagem é a fragmentação, em que o asteroide é intencionalmente fragmentado e disperso para que nenhuma peça remanescente pose uma ameaça significativa à Terra.

Dois dos cenários simulados mostraram sinais fortes de fragmentação, destacando como o modelo tridimensional de alta fidelidade pode ajudar os pesquisadores a entender melhor como um asteroide pode responder a uma tentativa de mitigação nuclear.

Desenvolvimento de capacidade de modelagem tridimensional

Para testar o método, o time comparou mais de 1.500 simulações unidimensionais do Spheral com resultados de deflexão de asteroides do código de simulação estabelecido Ares do LLNL.

Os cálculos mostraram um acordo próximo entre os dois códigos, dando confiança aos pesquisadores para usar o Spheral em simulações tridimensionais mais complexas de fragmentação. O Spheral é particularmente adequado para modelar problemas envolvendo danos, fratura e fragmentação de materiais, disse Isaiah Santistevan, líder do estudo.

Os pesquisadores então modelaram três cenários de fragmentação envolvendo um asteroide irregular de cerca de 160 metros de diâmetro, variando a distância hipotética da detonação nuclear e suposições sobre a facilidade com que o material do asteroide se fractura.

Sinais fortes de fragmentação

No cenário de maior duração, cerca de 98% do material do asteroide ficou completamente danificado, indicando que sua capacidade de permanecer intacto foi severamente comprometida. A simulação também mostrou que cerca de 97% estava se movendo mais rápido que a velocidade de escape gravitacional do asteroide, com a maioria do material se movendo em direções opostas, indicando ainda mais que o corpo estava se fragmentando.