A modelagem tridimensional aprimora uma ferramenta de último recurso

Pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory usam simulações tridimensionais para estudar como um dispositivo nuclear poderia alterar a trajetória ou fragmentar um asteroide em rota de colisão com a Terra.

O trabalho, publicado em The Planetary Science Journal, usa o código Spheral da LLNL para modelar o aquecimento e a vaporização rápidos do material superficial por raios X de uma detonação nuclear. Esse material pode empurrar o objeto e mudar seu movimento; em casos extremos, a energia poderia fraturá-lo e dispersá-lo.

A pesquisa não propõe armas nucleares como resposta rotineira, mas examina uma opção de emergência quando o objeto é muito grande ou o tempo de alerta é curto.

Desvio e fragmentação são missões diferentes

Um asteroide perigoso não precisa ser destruído para evitar o impacto. Com aviso suficiente, uma pequena mudança de velocidade pode fazê-lo passar pela posição da Terra em outro momento. Esse é o objetivo do desvio.

A missão Double Asteroid Redirection Test da NASA demonstrou essa abordagem cinética em 2022. O trabalho da LLNL analisa o momento produzido pelo aquecimento intenso de raios X de um dispositivo nuclear próximo.

Simulações exploram a mitigação nuclear de ameaças de asteroides
O pesquisador Isaiah Santistevan, do Lawrence Livermore National Laboratory, liderou simulações tridimensionais sobre como um dispositivo nuclear poderia desviar ou fragmentar um asteroide. Crédito: Blaise Douros/LLNL

A fragmentação é mais exigente, pois os fragmentos precisam ser dispersos sem deixar uma ameaça significativa. As novas simulações estudaram três cenários; dois mostraram sinais fortes de fragmentação.

Por que a terceira dimensão importa

Asteroides não são alvos uniformes. Sua estrutura interna, composição e fraturas influenciam o movimento da energia e do material. Um modelo tridimensional representa melhor dano, fraturas e movimento.

Isaiah Santistevan disse que as simulações oferecem uma visão mais detalhada da resposta possível. A equipe validou o método com modelos estabelecidos e depois aplicou o Spheral aos casos de fragmentação.

O estudo não sugere que um único modelo resolva todos os cenários, mas acrescenta uma ferramenta de maior fidelidade para explorar ameaças distintas.

Simulações da LLNL exploram a mitigação nuclear de ameaças de asteroides
A imagem mostra dano material, velocidade do material e a componente x da velocidade. O dano extenso e o movimento em direções opostas indicam que o asteroide está se fragmentando. Crédito: Isaiah Santistevan

Uma capacidade de emergência, não substituta da detecção precoce

A mensagem principal é o valor do tempo de alerta. Quanto mais cedo o objeto for encontrado, maior a possibilidade de desviá-lo com pequena mudança de velocidade. Com menos tempo, diminuem as respostas viáveis.

A mitigação nuclear pode fornecer mais energia que um impactador cinético, mas exige avaliar as propriedades do alvo, o resultado desejado e o comportamento dos fragmentos.

O que o trabalho acrescenta

  • Modela o aquecimento e a vaporização rápidos por raios X.
  • Distingue desviar um asteroide de fragmentá-lo.
  • Representa dano, fraturas e movimento em três dimensões.
  • Oferece uma ferramenta para ameaças maiores ou alertas mais curtos.

Por enquanto, é um avanço baseado em simulações, não um plano operacional, mas fortalece a base técnica para avaliar respostas de emergência.

Este artigo baseia-se em reportagem da Phys.org. Leia o artigo original.

Originally published on phys.org