核兵器は小惑星を逸らすことができるか？「X線ハサミ」が科学者に手がかりを与える。

まれではあるが起こりうる地球への小惑星の衝突による大惨事にどう対処するのが最善かについては、多くの理論がある。しかし、これらの解決策を実際の宇宙の岩石に対して効果的にテストするのは、複雑で費用がかかり、実現までに何年もかかる。現在、研究者たちは、最も劇的な提案の 1 つである核爆弾の配備を評価するためのより簡単な方法を (比較的) 開発したと考えている。最近の実験を成功させるために、サンディア国立研究所のチームは「X 線ハサミ」と呼ぶ新しいツールを考案した。

2022年、NASAのダブルアクションリダイレクションテスト（DART）ミッションは、宇宙船を時速13,000マイルで幅約560フィートの岩に衝突させ、小惑星の軌道を変えることに成功した。地球に衝突する壊滅的な小惑星を逸らす緊急時対応計画を研究する上で重要な瞬間であったが、プロジェクト全体の費用は安くはなかった。ミッションの完了には合計で約3億2,450万ドルの費用がかかった。つまり、小惑星の軌道変更をさらに研究するには、何度も繰り返し実行を計画することは現実的な戦略ではない。しかし、小惑星とその周囲、核爆発の力を実験室でシミュレートできれば、多くのモデル実験が可能になるだろう。

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核爆発を再現するため、サンディア国立研究所の物理学者ネイサン・ムーア率いるチームは、同研究所の部屋ほどもある世界最強のパルスパワー装置「Zマシン」に頼った。ナショナルジオグラフィックの説明によると、Zマシンが作動すると、アルゴンガスは巨大な電気の衝撃を受け、太陽の表面と同じような超高温のプラズマに爆発する。このプラズマは、宇宙での核爆発に似たメガジュール規模のX線放射も生み出す。その累積効果は非常に強力で、Zマシンはダイヤモンドを溶かすこともできる。

ムーア氏のチームは、ターゲットチャンバー内に小型の模造小惑星を配置することで、実際の核兵器を含むはるかに大規模な宇宙岩石のシナリオをシミュレートできると理論づけた。しかし、地球にはひとつだけ根深い問題がある。重力だ。

「宇宙空間にある小惑星はどこにも固定されていない。しかし、実験室では、すべてが地球の重力に引っ張られ、重力によって何かに固定されている」とムーア氏は9月23日の発表で説明した。さらに、重力によって模型小惑星は宇宙空間にあるときのように正確に動くことができず、機械的な固定具は摩擦を生み出す。

ムーア氏と同僚たちは、この回避策を「X線はさみ」と呼んでいる。まず、研究者たちは、人間の髪の毛の約8分の1の薄さのホイル片を使って、Zマシンのターゲットチャンバー内に0.1gのシリカを吊り下げた。ZマシンがX線バーストを発射すると、この極薄のアンカーはすぐに蒸発した。ほんの一瞬、吊り下げられていないシリカサンプルは、重力の影響を受けずに自由に浮遊した状態にあった。

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「1ナノメートルの落下の場合、ZがX線のバーストを生成し、模擬小惑星の表面を指の幅ほどの幅12.5ミリメートルにわたって掃引するので、20百万分の1秒間は地球の重力を無視することができます」とムーア氏は述べた。

その2000万分の1秒の間に、非常に高感度の装置がシリカ代替品の衝撃力と速度を測定し、研究チームはそれを指数関数的に大きな小惑星と核力をシミュレートできるモデルに入力した。結果は9月23日発行のNature Physics誌に掲載され、スケールモデル小惑星に対する核兵器のような効果のライブラリ構築の初期段階を示すものである。そこから、計算モデル化により、専門家は実際の小惑星、核兵器、ロケットを必要とせずに、数十回の小惑星の軌道変更試験を実施できるようになるかもしれない。

研究者が、迫りくる破滅を食い止めるための実行可能な解決策として、接近する小惑星に核爆弾を発射することを検討するまでには、まだ長い道のりがある。そして、それが現実的な解決策になることは決してないかもしれないと考える理由もある。小惑星はシリカだけでなく、さまざまな鉱物で構成されている。時には、それらは単一の岩石ではなく、集合的な重力によってくっついた多くの小さな破片の集まりである。巨大な爆弾を宇宙に投げ込む前に、これらすべての変数を研究し、対処する必要がある。しかし、ZマシンとそのX線ハサミは、そのような未来への第一歩となるかもしれない。

「ほとんどの人にとって、小惑星の危険は遠いもののように思われます」とムーア氏は言う。「しかし、私たちの惑星は毎日BBサイズの小惑星に襲われています。私たちはそれを流れ星と呼んでいます。私たちは大きな小惑星が現れるまで待ってから、それを逸らす適切な方法を急いで探したいとは思っていません。」