Компьютерное моделирование потенциальных столкновений астероидов


Столкновения с астероидом может быть достаточно, чтобы испортить чей-либо день, но несколько небольших факторов могут иметь значение между историей из неземного мира и полным уничтожением. В AIP Advances от AIP Publishing исследователь из Национального института природных опасностей в Китае разработал компьютерное моделирование столкновений астероидов, чтобы лучше понять эти факторы.

Первоначально компьютерное моделирование было направлено на воспроизведение модели столкновения с астероидом, выполненной в лаборатории. Проверив точность моделирования, Дуосин Ян считает, что его можно использовать для прогнозирования результатов будущих столкновений с астероидами или для получения дополнительной информации о прошлых столкновениях, изучая их кратеры.

«Из этих моделей мы обычно узнаем о разрушающем процессе удара и образовании кратера», – сказал Ян. «А по морфологии кратеров мы можем узнать о влиянии температуры окружающей среды и ее скорости».

Моделирование Янга было построено с использованием метода сохранения пространства-времени и элемента решения, разработанного НАСА и используемого многими университетами и правительственными учреждениями для моделирования ударных волн и других акустических проблем.


Цель состояла в том, чтобы смоделировать небольшой каменистый астероид, ударяющийся о более крупный металлический астероид со скоростью несколько тысяч метров в секунду. Используя свое моделирование, Ян смог рассчитать эффекты, которые это окажет на металлический астероид, например размер и форму кратера.

Результаты моделирования сравнивались с имитацией столкновения астероида, экспериментально созданной в лаборатории. Моделирование противостояло этим экспериментальным тестам, а это означает, что следующим шагом в исследовании будет использование моделирования для генерации большего количества данных, которые невозможно получить в лаборатории.

Эти данные создаются в рамках подготовки к миссии НАСА «Психея», цель которой – стать первым космическим кораблем, который исследует астероид, полностью сделанный из металла. В отличие от более известных скалистых астероидов, которые состоят примерно из тех же материалов, что и земная кора, металлические астероиды состоят из материалов, обнаруженных во внутреннем ядре Земли. НАСА считает, что изучение такого астероида может больше узнать об условиях в центре нашей планеты.

Ян считает, что компьютерные имитационные модели могут обобщить его результаты на все столкновения с металлическими астероидами и в процессе ответить на несколько существующих вопросов о взаимодействиях с астероидами.

«Какие компоненты геохимии будут образовываться после ударов?» сказал Ян. «Какие виды ударов приводят к хорошим или плохим последствиям для местного климата? Можем ли мы изменить траекторию движения астероидов к нам?»