In nieuws dat absoluut niemand geruststelt die ooit een rampenfilm heeft gezien, hebben wetenschappers bevestigd dat een kernontploffing inderdaad een naderende planetoïde van zijn aardse koers kan afduwen - maar alleen als we richten op de juiste kant van wat, laten we niet vergeten, een gigantische onregelmatige rots is die door de ruimte tuimelt.

Nieuw onderzoek gepubliceerd in Icarus vond dat het succes van een dergelijke missie sterk afhangt van welke kant van de planetoïde de explosie ontvangt. In tegenstelling tot de gladde, ronde objecten die geliefd zijn bij computersimulaties, hebben echte planetoïden ongelijke oppervlakken en onregelmatige vormen, en die verschillen beïnvloeden dramatisch hoe een planetoïde beweegt wanneer deze wordt blootgesteld aan intense straling.

De studie, geleid door Nathan Moore, een natuurkundige bij Sandia National Laboratories, simuleerde het veranderen van de richting van een röntgenflits tegen dezelfde planetoïde en produceerde enorm verschillende resultaten. In één simulatie veranderde de snelheid van de planetoïde met 3,9 millimeter per seconde bij bestraling vanuit één richting, vergeleken met slechts 0,8 millimeter per seconde vanuit een andere - een bijna vijfvoudig verschil in afbuigingssnelheid, de verandering in de voorwaartse snelheid van de planetoïde veroorzaakt door de flits. "We verwachtten dat richten ertoe deed," zei Moore. "Wat ons verraste was hoeveel."

Rotatie bleek nog wispelturiger. Voor een andere gesimuleerde planetoïde varieerde de verandering in rotatiesnelheid met een factor 17, afhankelijk van de richting van de röntgenstralen. Dus niet alleen zouden we het ding mogelijk niet afbuigen, we zouden het ook nog eens kunnen laten rondtollen op een manier die een kunstschaatser jaloers zou maken.

De bevindingen suggereren dat het begrijpen van de vorm van een planetoïde en het zorgvuldig selecteren waar een kernontploffing op te richten essentieel zou kunnen zijn om de aarde te beschermen tegen een toekomstige inslag. Het onderzoek ontving financiering via Sandia's Laboratory Directed Research and Development-programma.

Om te onderzoeken hoe verschillende planetoïdevormen reageren op kernontploffingen, ontwikkelden Moore en zijn collega's wat zij beschrijven als het meest nauwkeurige afbuigingsmodel voor planetoïden tot nu toe. Eerdere computermodellen dwongen onderzoekers te kiezen tussen het weergeven van de complexe vorm van een planetoïde en het uitvoeren van zeer gedetailleerde berekeningen van de betrokken fysieke krachten - het combineren van beide vereiste meer rekenkracht dan praktisch was. Het nieuwe systeem overwint dat obstakel, waardoor wetenschappers realistische planetoïdevormen kunnen bestuderen terwijl de precisie behouden blijft die nodig is om hun reactie op een röntgenflits te berekenen. "Ons nieuwe algoritme is meer dan 1.600 keer sneller, wat cruciaal was voor deze doorbraak," zei Moore. "Met de oude modellen konden computers het gewoon niet aan."

Moore's interesse groeide uit een eerder experiment met Sandia's Z-machine, dat de eerste demonstratie leverde dat röntgenstralen een klein stukje planetoïdemateriaal konden afbuigen. De volgende uitdaging was het opschalen van de berekening naar een planetoïde op ware grootte. Een groot probleem was de wijdverbreide praktijk om planetoïden als bollen te behandelen - een vereenvoudiging die richels, depressies en ongelijke oppervlakken over het hoofd ziet. "Je kunt op die manier schattingen maken, maar planetoïden komen in allerlei vreemde, bultige vormen," zei hij. "Toen haakte ik aan bij wat werk dat een van mijn collega's deed met betrekking tot outgassing van objecten in de ruimte. Ik denk dat we een aha-moment hadden toen we ons realiseerden dat we dit konden doen. Geen bollen meer. We zouden afbuiging voor elke planetoïde kunnen modelleren."

De oplossing bestond uit het samenbrengen van twee geavanceerde simulatiesystemen die al bij Sandia werden gebruikt voor heel verschillende fysieke problemen. "De ALEGRA-code wordt normaal gebruikt om snelle, hoogenergetische experimenten te modelleren, zoals magnetisch imploderende draden op de Z-machine, terwijl SPARTA, een directe simulatie Monte Carlo-code, meestal wordt gebruikt om relatief zwakke, langzaam evoluerende krachten te modelleren, zoals de weerstand op een satelliet door de zonnewind," legde Moore uit. "De belangrijkste innovatie hier was uitzoeken hoe de twee simulatiebenaderingen te combineren."

Het nieuwe model stelt onderzoekers in staat een planetoïde te reconstrueren met behulp van gedetailleerde 3D-beelden van ruimtevaartuigpassages, en vervolgens een n