行星防御：研究称核爆炸可破坏危险的小行星 以保护地球

另一种选择是将大量的能量耦合到小行星上，将其分解成许多分散的碎片。这种方法被称为破坏，当人们想象行星防御时，他们通常会想到这种方法。虽然科学家们希望有更多的预警时间，但他们需要为任何可能的情况做好准备，因为许多近地小行星仍未被发现。

现在，一项新研究对不同的小行星轨道和不同的碎片速度分布如何影响碎片的命运进行了更仔细的研究，利用流体力学计算的初始条件，在离 Bennu形状、直径100米的小行星表面几米的地方部署一个1兆吨的装置。

这项研究发表在《Acta Astronautica》上，主要作者Patrick King是前劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）研究生学者项目研究员，他与LLNL的行星防御小组合作进行这项研究，作为他博士论文的一部分。King目前在约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室（JHUAPL）工作，是空间探索部门的一名物理学家。该论文的共同作者包括Megan Bruck Syal, David Dearborn, Robert Managan, Michael Owen和Cody Raskin。

论文中强调的结果是令人欣慰的：对于所考虑的所有五个小行星轨道，在撞击地球日期前两个月进行破坏能够将撞击质量的部分减少至原来的1/1000。对于一个更大的小行星来说，分散会不那么有力，但如果在撞击日期前至少提前六个月进行破坏，即使分散速度降低一个数量级，也会导致99%的质量错过地球。

“评估破坏的挑战之一是，你需要对所有的碎片轨道进行建模，这通常要比对简单的偏转进行建模复杂得多，”King说。“尽管如此，如果我们想评估干扰作为一种可能的战略，我们需要尝试解决这些挑战。”

King表示，这项工作的主要发现是，核干扰是一种非常有效的最后防御手段。"我们专注于研究'晚期'破坏，这意味着撞击体在撞击前不久就被分解了，"他说。"当你有充足的时间--通常是十年的时间尺度--通常倾向于使用动能撞击器来偏转撞击体。"

动能撞击器有许多优点：其一，该技术是众所周知的，并且正在实际任务中进行测试，如“双小行星重定向测试（DART）”任务，并且如果有足够的时间，能够处理广泛的可能威胁。然而，它们确实有一些局限性，所以重要的是，如果确实出现了实际的紧急情况，可以有多种选择来处理威胁，包括一些可以处理相当短的警告时间的方法。

Owen说，这篇论文对于了解破坏接近地球的危险小行星的后果和要求至关重要。 Owen编写了名为Spheral的软件，用于模拟原始小行星的核破坏，遵循冲击和分解原始岩石小行星的详细物理学原理，并捕捉所产生的碎片的特性。从那里，研究小组使用Spheral来跟踪碎片云的引力演变，说明碎片之间的影响，以及太阳和行星的引力影响。

他说：“如果我们发现了一个注定要撞击地球的危险天体，但却来不及安全地转移它，那么我们剩下的最佳选择就是把它彻底打碎，这样产生的碎片就会基本上错过地球。但这是一个复杂的轨道问题--如果你把一颗小行星分解成碎片，所产生的碎片云将各自围绕太阳追求自己的路径，与行星之间相互影响，并在重力作用下相互影响。该云将倾向于伸展成一个弯曲的碎片流，围绕小行星原来的路径。这些碎片扩散的速度有多快（加上距离云层穿过地球的路径还有多长时间）告诉我们有多少会撞击地球。”

Bruck Syal说，这项工作涉及美政府提出的国家近地天体准备战略和行动计划中定义的一个主要目标：改善近地天体建模、预测和信息整合。

她说：“我们小组继续完善我们的核偏转和破坏的建模方法，包括正在进行的对X射线能量沉积建模的改进，它为核破坏问题设定了最初的爆破和冲击条件。这篇最新的论文是一个重要的步骤，展示了我们的现代多物理学工具如何被用来在多个相关的物理学制度和时间尺度上模拟这个问题。”