Harold Barnard, un científico de la fuente de luz avanzada de Berkeley Lab, contiene una pequeña muestra de meteorito. A la izquierda hay una cámara experimental que está diseñada para comprimir y calentar la muestra para simular las condiciones de entrada atmosférica. Crédito:Marilyn Chung / Berkeley Lab
Hace cuatro años, una bola de fuego brillante cruzó el cielo del amanecer sobre Rusia, luego fracturado con la fuerza de aproximadamente 500, 000 toneladas de TNT. La onda expansiva voló ventanas y dañó miles de edificios en varias ciudades de la región rusa de Chelyabinsk Oblast. lesionando alrededor de 1, 500 personas.
Se estimó que el meteoroide del tamaño de un autobús escolar que causó esta destrucción pesaba alrededor de 11, 000 toneladas y viajaba aproximadamente 60 veces la velocidad del sonido. Afortunadamente, se rompió a una altura de unas 19 millas, y no estaba por encima de una ciudad. Una explosión de esta magnitud habría causado un daño mucho mayor si hubiera ocurrido en altitudes más bajas sobre un área densamente poblada.
La Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA está encargada de monitorear las trayectorias de los asteroides y otros objetos con órbitas que podrían enviarlos en un curso acelerado con la Tierra. y planificación para responder a una amenaza de impacto real.
Debajo de esta oficina, El Proyecto de Evaluación de Amenazas de Asteroides de la NASA se estableció para desarrollar herramientas predictivas, incluidas las simulaciones por ordenador basadas en la física, para evaluar la amenaza de impacto que representan los llamados "asteroides cercanos a la Tierra" y una subclase de estos objetos considerados "asteroides potencialmente peligrosos".
Los estudios de rayos X de muestras de meteoritos planificados en la Fuente de luz avanzada (ALS) de Berkeley Lab ayudarán en este esfuerzo al proporcionar nuevos conocimientos sobre la composición microscópica del material constituyente de un asteroide. y ruptura de meteoroides en la atmósfera.
Harold Barnard, un científico del ALS de Berkeley Lab, ha desarrollado una cámara de prueba especializada para estudios de rayos X de muestras de meteoritos que simula las fuerzas de compresión extremas que experimentan los asteroides cuando viajan a través de la atmósfera de la Tierra.
La cámara cilíndrica tiene agarraderas que sirven como un tornillo de banco para ejercer presión sobre las muestras de meteoritos, y las imágenes de rayos X pueden estudiar cómo esta compresión, en combinación con calor y presión, afecta su estructura microscópica.
"Queremos comprender la mecánica de las fracturas de los meteoros, " él dijo, que servirá para informar y probar modelos informáticos de asteroides a medida que caen del cielo, que a su vez se utilizan para predecir la fuerza de la explosión cuando se rompen.
Esta imagen muestra las órbitas de más de 1, 000 asteroides que miden más de 150 yardas de ancho y pasan a 4.7 millones de millas de la Tierra, hasta unas 20 veces más lejos que la Luna de la Tierra. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Francesco Panerai, un científico de AMA Inc. que trabaja en el Centro de Investigación Ames de la NASA (NASA ARC) en Moffett Field, Calif., y quién dirigirá los estudios de meteoritos en la ALS, dijo que los experimentos tienen como objetivo ayudarnos a comprender cómo se fracturan y rompen los asteroides.
"Es una ciencia muy compleja, pero tiene muchas características comunes con los sistemas de entrada (naves espaciales), ", Dijo Panerai." Aplicaremos las herramientas que tenemos para modelar naves espaciales a los asteroides ".
Él agregó, "Una de las partes complicadas es comprender cómo se fracturan los meteoritos a nivel microscópico, y cómo el material eventualmente estallará en la atmósfera, "ya que los meteoritos tienen una estructura microscópica compleja en comparación con las rocas ordinarias y se comportan de diferentes maneras bajo tensión. Estamos tratando de ver si podemos visualizar las grietas y la propagación de las fracturas".
Esta serie de imágenes basadas en rayos X muestra (desde la izquierda) una representación de volumen 3-D de una muestra de meteorito, aleaciones y óxidos metálicos de densidad media en la muestra (centro), y metales de alta densidad (derecha). Crédito:NASA, Laboratorio de Berkeley
El mapeo de esta microestructura a un gran asteroide podría ayudar a predecir la altura y la fuerza de la explosión. por ejemplo, o el área probablemente impactada de un meteorito inminente después de la ruptura en el aire.
El estudio ALS proporcionará vistas tridimensionales detalladas de la estructura interna de la muestra sometida a estrés mediante la agregación de una secuencia de imágenes de rayos X tomadas en diferentes etapas de calentamiento y tensión. y desde diferentes ángulos.
Dula Parkinson, un científico investigador en Berkeley Lab que trabaja en los proyectos relacionados con la NASA, dijo que la misma celda de muestra puede estirar o comprimir una variedad de materiales diferentes en otros tipos de experimentos, también:"Puede funcionar para cualquier cosa que quieras aplastar o tirar, ", dijo." Cuando alguien tiene una aplicación que es desafiante, realmente te empuja a desarrollar algo nuevo ".
Este mapa muestra observaciones satelitales de meteoritos brillantes, llamados bólidos, desde 1994-2013. Hubo un promedio de 29 eventos por año avistados durante este período. Crédito:NASA
Obtenga más información sobre la asociación de investigación entre la NASA y Berkeley Lab en estos artículos:
Un meteorito explota en el aire sobre Chelyabinsk, Rusia, en este videoclip. Crédito:Sergey Zhabin, NASA
