Fyra år sedan, ett briljant eldklot strök över gryningshimlen över Ryssland, sprack sedan med en kraft på cirka 500, 000 ton TNT. Chockvågen blåste ut fönster och skadade tusentals byggnader över flera städer i Rysslands Chelyabinsk Oblast-region, skadade ca 1, 500 personer.

Meteoroiden i skolbussstorlek som orsakade denna förstörelse uppskattades väga cirka 11, 000 ton och färdades ungefär 60 gånger ljudets hastighet. Lyckligtvis, den gick sönder på en höjd av cirka 19 miles, och var inte ovanför en stad. En explosion av den här storleken skulle ha orsakat mycket större skada om den hade inträffat på lägre höjder över ett tätbefolkat område.

NASA:s Planetary Defense Coordination Office har i uppdrag att övervaka banorna för asteroider och andra objekt med banor som kan skicka dem på en kraschkurs med jorden, och planering för svar på ett verkligt påverkanshot.

Under detta kontor, NASA:s Asteroid Threat Assessment Project har inrättats för att utveckla prediktiva verktyg, inklusive fysikbaserade datorsimuleringar, för att bedöma nedslagshotet som utgörs av så kallade "nära-jorden-asteroider" och en underklass av dessa objekt som anses vara "potentiellt farliga asteroider".

Röntgenstudier av meteoritprover som planeras vid Berkeley Labs Advanced Light Source (ALS) kommer att hjälpa denna ansträngning genom att ge nya insikter om den mikroskopiska sammansättningen av en asteroids beståndsdel, och uppdelning av meteoroider i atmosfären.

Harold Barnard, en forskare vid Berkeley Labs ALS, har utvecklat en specialiserad testkammare för röntgenstudier av meteoritprover som simulerar de extrema tryckkrafter som asteroider upplever när de färdas genom jordens atmosfär.

Den cylindriska kammaren har grepp som fungerar som ett skruvstäd för att utöva tryck på meteoritprover, och röntgen kan studera hur denna kompression, i kombination med värme och tryck, påverkar deras mikroskopiska struktur.

"Vi vill förstå sprickmekaniken hos meteorer, " han sa, som kommer att tjäna till att informera och testa datormodeller av asteroider när de faller från himlen, som i sin tur används för att förutsäga explosionens styrka när de går sönder.

Francesco Panerai, en vetenskapsman med AMA Inc. som arbetar vid NASA Ames Research Center (NASA ARC) i Moffett Field, Kalifornien, och vem kommer att leda meteoritstudierna vid ALS, sade att experimenten syftar till att hjälpa oss förstå hur asteroider spricker och går sönder.

"Det är mycket komplex vetenskap, men det har många gemensamma funktioner med (rymdfarkoster) ingångssystem, "Vi kommer att använda verktygen vi har för att modellera rymdfarkoster till asteroider."

Han lade till, "En av de knepiga delarna är att förstå hur meteoriter spricker på mikroskopisk nivå, och hur materialet så småningom kommer att brista i atmosfären, " eftersom meteoriter har en komplex mikroskopisk struktur jämfört med vanliga stenar och beter sig på olika sätt under stress. "Vi försöker se om vi kan avbilda sprickorna och spridningen av sprickor."

Att kartlägga denna mikrostruktur till en stor asteroid kan hjälpa till att förutsäga höjden och styrkan på explosionen, till exempel, eller det troliga påverkade området av ett förestående meteoritnedslag efter upplösning i luften.

ALS-studien kommer att ge detaljerade 3D-vyer av provets inre struktur under stress genom att aggregera en sekvens av röntgenbilder tagna vid olika stadier av uppvärmning och spänning, och från olika vinklar.

Dula Parkinson, en forskare vid Berkeley Lab som arbetar med NASA-relaterade projekt, sa att samma provcell kan sträcka eller komprimera en rad olika material i andra typer av experiment, också:"Det kan fungera för allt du vill krossa eller dra på, " sa han. "När någon har en ansökan som är utmanande, det driver dig verkligen att utveckla något nytt."

Läs mer om forskningssamarbetet mellan NASA och Berkeley Lab i dessa artiklar:

• When Rocket Science Meets X-ray Science:Berkeley Lab och NASA samarbetar i röntgenexperiment för att garantera säkerheten, rymdfarkostsystemens tillförlitlighet.
• The Heat is On:Röntgenstrålar avslöjar hur simulerade atmosfäriska inträdesförhållanden påverkar rymdfarkostens avskärmning.
• Ett nytt paradigm i fallskärmsdesign:Röntgenstudier som visar den mikroskopiska strukturen hos fallskärmstyger för rymdfarkoster kan fylla i viktiga detaljer om hur de presterar under extrema förhållanden.