यह ऐसी खबर है जो किसी भी आपदा फिल्म देख चुके व्यक्ति को बिल्कुल भी आश्वस्त नहीं करेगी: वैज्ञानिकों ने पुष्टि की है कि परमाणु विस्फोट वास्तव में एक आने वाले क्षुद्रग्रह को उसके पृथ्वी की ओर बढ़ने वाले पथ से हटा सकता है - लेकिन केवल तभी जब हम उस विशाल, अनियमित चट्टान के सही तरफ निशाना लगाएं, जो अंतरिक्ष में लुढ़क रही है।

आइकैरस में प्रकाशित नए शोध से पता चला है कि ऐसे मिशन की सफलता इस बात पर बहुत अधिक निर्भर करती है कि क्षुद्रग्रह के किस तरफ विस्फोट होता है। कंप्यूटर सिमुलेशन में पसंद किए जाने वाले चिकने, गोल आकार के विपरीत, वास्तविक क्षुद्रग्रहों की सतह असमान और आकार अनियमित होता है, और ये अंतर तीव्र विकिरण के संपर्क में आने पर क्षुद्रग्रह की गति को नाटकीय रूप से प्रभावित करते हैं।

सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज के भौतिक विज्ञानी नाथन मूर के नेतृत्व में किए गए इस अध्ययन ने एक ही क्षुद्रग्रह पर एक्स-रे विस्फोट की दिशा बदलने का सिमुलेशन किया और बहुत अलग परिणाम प्राप्त किए। एक सिमुलेशन में, एक दिशा से विकिरणित होने पर क्षुद्रग्रह की गति 3.9 मिलीमीटर प्रति सेकंड बदली, जबकि दूसरी दिशा से केवल 0.8 मिलीमीटर प्रति सेकंड - विस्फोट के कारण क्षुद्रग्रह की आगे की गति में परिवर्तन, यानी विक्षेपण वेग में लगभग पांच गुना अंतर। मूर ने कहा, "हमें उम्मीद थी कि निशाना मायने रखेगा। जिस बात ने हमें चौंकाया वह यह थी कि कितना अधिक।"

घूर्णन और भी अधिक चंचल साबित हुआ। एक अन्य सिमुलेटेड क्षुद्रग्रह के लिए, एक्स-रे की दिशा के आधार पर घूर्णन दर में परिवर्तन 17 गुना तक भिन्न था। तो न केवल हम उस चीज़ को विक्षेपित करने में विफल हो सकते हैं, बल्कि हम उसे इस तरह घुमा सकते हैं जो किसी फिगर स्केटर को ईर्ष्या से भर दे।

निष्कर्ष बताते हैं कि क्षुद्रग्रह के आकार को समझना और परमाणु विस्फोट को कहाँ निर्देशित करना है, इसका सावधानीपूर्वक चयन करना भविष्य के प्रभाव से पृथ्वी की रक्षा के लिए आवश्यक हो सकता है। इस शोध को सैंडिया के लेबोरेटरी डायरेक्टेड रिसर्च एंड डेवलपमेंट कार्यक्रम के माध्यम से वित्त पोषण मिला।

विभिन्न क्षुद्रग्रह आकारों की परमाणु विस्फोटों पर प्रतिक्रिया की जांच करने के लिए, मूर और उनके सहयोगियों ने अब तक का सबसे सटीक क्षुद्रग्रह विक्षेपण मॉडल विकसित किया है। पहले के कंप्यूटर मॉडल शोधकर्ताओं को क्षुद्रग्रह के जटिल आकार का प्रतिनिधित्व करने और भौतिक बलों की अत्यधिक विस्तृत गणना करने के बीच चयन करने के लिए मजबूर करते थे - दोनों को संयोजित करने के लिए व्यावहारिक रूप से अधिक कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती थी। नई प्रणाली उस बाधा को दूर करती है, जिससे वैज्ञानिक एक्स-रे विस्फोट पर उनकी प्रतिक्रिया की गणना के लिए आवश्यक सटीकता बनाए रखते हुए यथार्थवादी क्षुद्रग्रह आकारों का अध्ययन कर सकते हैं। मूर ने कहा, "हमारा नया एल्गोरिद्म 1,600 गुना से अधिक तेज़ है, जो इस सफलता के लिए महत्वपूर्ण था। पुराने मॉडलों के साथ, कंप्यूटर इसे संभाल ही नहीं सकते थे।"

मूर की रुचि सैंडिया की Z मशीन का उपयोग करने वाले पहले के एक प्रयोग से विकसित हुई, जिसने पहली बार प्रदर्शन किया कि एक्स-रे क्षुद्रग्रह सामग्री के एक छोटे टुकड़े को विक्षेपित कर सकते हैं। अगली चुनौती गणना को पूर्ण पैमाने के क्षुद्रग्रह तक बढ़ाना था। एक बड़ी समस्या क्षुद्रग्रहों को गोले के रूप में मानने की व्यापक प्रथा थी - एक सरलीकरण जो कटकों, गड्ढों और असमान सतहों को नजरअंदाज करता है। उन्होंने कहा, "आप इस तरह अनुमान लगा सकते हैं, लेकिन क्षुद्रग्रह सभी प्रकार के विषम, गड्ढेदार आकारों में आते हैं। तभी मैंने अपने एक सहयोगी के अंतरिक्ष में वस्तुओं के गैस निकलने से संबंधित कुछ काम को पकड़ लिया। मुझे लगता है कि जब हमें एहसास हुआ कि हम यह कर सकते हैं तो हमारा 'अहा' क्षण आया। अब और गोले नहीं। हम किसी भी क्षुद्रग्रह के लिए विक्षेपण का मॉडल बना सकेंगे।"

समाधान में सैंडिया में पहले से ही बहुत अलग भौतिक समस्याओं के लिए उपयोग की जाने वाली दो परिष्कृत सिमुलेशन प्रणालियों को एक साथ लाना शामिल था। मूर ने समझाया, "ALEGRA कोड आमतौर पर तेज़, उच्च-ऊर्जा प्रयोगों को मॉडल करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे Z मशीन पर चुंबकीय रूप से विस्फोटित तार, जबकि SPARTA, एक प्रत्यक्ष सिमुलेशन मोंटे कार्लो कोड, आमतौर पर तुलनात्मक रूप से कमजोर, धीरे-धीरे विकसित होने वाले बलों को मॉडल करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे सौर हवा से उपग्रह पर खिंचाव। यहाँ मुख्य नवाचार यह पता लगाना था कि दो सिमुलेशन दृष्टिकोणों को कैसे संयोजित किया जाए।"

नया मॉडल शोधकर्ताओं को अंतरिक्ष यान फ्लाईबाई से विस्तृत 3D छवियों का उपयोग करके क्षुद्रग्रह का पुनर्निर्माण करने की अनुमति देता है, फिर एक n का सिमुलेशन करता है