उसके अति-यथार्थवादी कंप्यूटर मॉडल हमें क्षुद्रग्रहों से बचाते हैं

सबीना राडुकन इसमें उस तरह का काम है जैसा आप 1990 के दशक की माइकल बे फिल्म के नायक से उम्मीद करते हैं। में चट्टान, निकोलस केज के डॉ. स्टेनली गुडस्पीड एक एफबीआई रासायनिक हथियार विशेषज्ञ हैं जो स्थिति को बचाने में मदद करते हैं। में आर्मागेडन, ब्रूस विलिस का हैरी स्टैम्पर एक अनुभवी तेल ड्रिलर है जो दिन बचाने में मदद करता है। और स्विट्जरलैंड के सबसे बड़े विश्वविद्यालयों में से एक, बर्न विश्वविद्यालय में, सबीना राडुकन क्षुद्रग्रह प्रभावों के अति-यथार्थवादी मॉडल बनाती है। जो एक दिन हमारे पूरे ग्रह को बचाने में मदद कर सकता है।

स्पष्ट होने के लिए, राडुकन उस स्थिति का मॉडल नहीं बना रहा है जब कोई क्षुद्रग्रह पृथ्वी से टकराएगा। इसके बजाय, एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता के रूप में, वह संख्यात्मक सिमुलेशन बनाती है कि क्या होगा यदि हम (मतलब) पृथ्वी) ने विनाशकारी क्षुद्रग्रह का स्वागत करने के लिए एक मानव-निर्मित "प्रभावक" उपकरण भेजकर उसे विक्षेपित करने का प्रयास किया। इसे नष्ट करने के बजाय, इसका उपयोग क्षुद्रग्रह को रास्ते से हटाने के लिए किया जा सकता है ताकि वह हमारे ग्रह के पार चला जाए।

फिलहाल, एहतियात के तौर पर ऐसा कुछ करने का विचार अभी भविष्य के गर्भ में है। हालाँकि, जब ऐसा होता है (और यह संभवतः "अगर" के बजाय "कब" होता है), तो राडुकन का काम अमूल्य साबित हो सकता है। और, कम से कम अभी के लिए, उसका शोध उसे पार्टियों के लिए ईर्ष्या-उत्प्रेरण आइसब्रेकर देता है: "मैं ग्रह रक्षा क्षेत्र में काम करता हूं।"

क्षुद्रग्रहों का स्वर्ण युग

जब राडुकन यूके के केंट विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान, अंतरिक्ष विज्ञान और खगोल भौतिकी में मास्टर डिग्री पूरी कर रही थी, तब वह प्रभाव खानपान के विषय पर मोहित हो गई। उन्होंने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया, "हर कोई मंगल और चंद्रमा में रुचि रखता था।" “यही वह जगह है जहां सारा शोध चलता है। मैं कुछ ऐसा करना चाहता था जिसमें वैज्ञानिकों की संख्या अधिक न हो, और [बहुत] कम अध्ययन किया गया हो।''

वैज्ञानिक आधी सदी से भी अधिक समय से संभावित हत्यारे क्षुद्रग्रहों से पृथ्वी की रक्षा करने की संभावना के बारे में सोच रहे हैं। 1960 के दशक के मध्य में, कई लोग क्षुद्रग्रह 1566 इकारस के टकराने की संभावना से चिंतित थे पृथ्वी, इस तथ्य के बावजूद कि विशेषज्ञों को भरोसा था कि यह केवल चार मिलियन के आसपास ही गुजरेगी मील. एक अखबार ने चिल्लाकर कहा, "बड़ा क्षुद्रग्रह पृथ्वी की ओर बढ़ रहा है।" “जैसे ही इकारस पृथ्वी के करीब आया, हिप्पी कोलोराडो की ओर भाग गए,” से कम किसी प्राधिकारी ने नहीं लिखा न्यूयॉर्क टाइम्स.

एमआईटी में, शोधकर्ताओं ने छह सैटर्न वी रॉकेटों का उपयोग करके इकारस को उड़ाने की योजना बनाई, जो अलग-अलग 100-मेगाटन परमाणु हथियार से लैस थे। जैसा कि अपेक्षित था, इकारस ने पृथ्वी को खो दिया - हालाँकि एमआईटी का काम, पुस्तक में अधिक विस्तार से वर्णित है फायर इन द स्काई, प्रेस कवरेज में कोई कमी नहीं हुई।

लेकिन तब से इस विषय पर समय-समय पर कवरेज में वृद्धि हुई है, और हॉलीवुड फिल्मों की कोई कमी नहीं है (सबसे हाल ही में ऊपर मत देखो), राडुकन को भरोसा है कि वह सही समय पर मैदान में उतरी हैं।

क्षुद्रग्रह सुपरमॉडल

इसका एक कारण अंतरिक्ष अभियानों की मात्रा और परिणामी डेटा है। "पंद्रह साल पहले [क्षुद्रग्रहों के बारे में] इतना सीमित डेटा था," उसने कहा। “अब हमारे पास कई अंतरिक्ष मिशन हैं जो क्षुद्रग्रहों पर जाते हैं और बहुत सारा डेटा आता है। वहां डार्ट और हेरा हैं। वहाँ लुसी मिशन है। वहाँ हैं ओसीरसि-रेक्स और हायाबुसा मिशन. वहाँ मानस मिशन है। यह सब वह डेटा है जो आप पृथ्वी से प्राप्त नहीं कर सकते।"

दिलचस्प बात यह है कि राडुकन के मॉडल बनाने के लिए इस्तेमाल किया गया सारा डेटा वास्तविक जीवन के क्षुद्रग्रहों से नहीं आ सकता है। हाल ही में उनके कुछ सहयोगियों ने स्पेन की यात्रा की, जहां उन्होंने एक संपीड़ित गैस गन का उपयोग करके, रेत और चट्टानों से बने क्षुद्रग्रह रयुगु के एक स्थानापन्न पैमाने के मॉडल पर प्लास्टिक प्रोजेक्टाइल दागे। ये परिणाम उसके कंप्यूटर मॉडल में भी अपना स्थान बनाते हैं।

दूसरा, पूरक कारण यह है कि अब क्षुद्रग्रहों का अध्ययन करने का सबसे अच्छा समय तकनीकी प्रगति का मूर का कानून-संचालित मार्च है। एक क्षुद्रग्रह प्रभाव सिमुलेशन, जिसे पहले उल्लिखित 15-वर्षीय तुलना का उपयोग करने के लिए, 2007 में संसाधित होने में एक सप्ताह का समय लगता था, अब लगभग आधे घंटे का समय लगता है। और जिन सिमुलेशन में वर्तमान में एक सप्ताह का समय लगता है, वे अपनी जटिलता में कहीं अधिक बेहतर हैं।

टीएल; डीआर संस्करण? हम क्षुद्रग्रहों के बारे में और अधिक जानते हैं, के शब्दों में छह मिलियन डॉलर वाला आदमी परिचय, हम उनका पुनर्निर्माण कर सकते हैं। या कम से कम उन्हें सुपर कंप्यूटर पर प्रभावशाली उच्च रिज़ॉल्यूशन में मॉडल करें।

बल का प्रश्न

वर्तमान में ऐसा कोई क्षुद्रग्रह नहीं है जिसके बारे में वैज्ञानिकों को चिंता हो कि वह पृथ्वी पर जीवन के लिए तत्काल ख़तरा हो। ग्रह रक्षा प्रणाली बनाने के लिए तत्काल कोई दौड़ नहीं है। लेकिन राडुकन जैसे मॉडल हमें यह बेहतर ढंग से समझने में मदद करेंगे कि किसी दिन जरूरत पड़ने पर क्षुद्रग्रहों से कैसे निपटा जाए। वे हमें इन खतरों का बेहतर मॉडल बनाने में भी मदद करेंगे, चाहे प्रश्न में क्षुद्रग्रह बड़े, घने अंतरिक्ष चट्टानें हों या गुरुत्वाकर्षण द्वारा एक साथ रखी गई छोटी चट्टानों का समूह हों। इनमें से प्रत्येक के लिए अलग-अलग रणनीतियों की आवश्यकता होगी, यही कारण है कि इस तरह का कंप्यूटर मॉडलिंग कार्य इतना महत्वपूर्ण है।

यह सोचना आसान है कि, जब संभावित घातक क्षुद्रग्रहों की बात आती है, तो हमें उन पर जितना संभव हो उतना प्रहार करना चाहिए। आख़िरकार, ओवरकिल की अवधारणा, समस्या को हल करने के लिए आवश्यक विनाशकारी क्षमता की मात्रा से अधिक है, जब आप संभावित विलुप्ति स्तर की घटना से निपट रहे हों तो यह कोई बड़ी समस्या नहीं लगती धरती।

लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं है. किसी क्षुद्रग्रह को विक्षेपित करने के लिए अपर्याप्त बल के साथ उससे टकराना, जाहिर है, बुरी खबर होगी। हालाँकि, इसे बहुत अधिक बल से मारना भी होगा - जैसा कि किसी ने भी कभी अटारी गेम खेला है क्षुद्र ग्रह पता लग जाएगा।

राडुकन ने कहा, "समस्या यह है कि यदि आप इसे बहुत जोर से मारते हैं, तो आप इसे तोड़ रहे हैं।" “फिर एक वस्तु से निपटने के बजाय, आप कई छोटी वस्तुओं से निपट रहे हैं जिन्हें नियंत्रित करना बहुत कठिन है। एक प्रभाव के बजाय, आपके पास प्रभावों की एक श्रृंखला होती है। यह ऐसी चीज़ है जिससे आप निश्चित रूप से बचना चाहेंगे।”

भविष्यवाणियों को सिद्ध करना

बेशक, राडुकन के मॉडल के बारे में बड़ा सवाल किसी भी पूर्वानुमानित मॉडल के समान ही है: वे कितने सटीक हैं? बड़ी मात्रा में डेटा से लैस बहुत सारे स्मार्ट कंप्यूटर मॉडल विफल हो गए हैं। प्रसिद्ध रूप से, Google फ़्लू ट्रेंड्स - जो फ़्लू से संबंधित प्रश्नों के लिए Google खोजों का उपयोग करता था - था अनुपयुक्त जब फ्लू के मौसम के दौरान इन्फ्लूएंजा वायरस के प्रसार की सटीक भविष्यवाणी करने की बात आई।

रादुकन कैसे आश्वस्त हो सकती है कि उसके मॉडल सटीक हैं? आख़िरकार, एक घातक क्षुद्रग्रह की स्थिति में, गलत अनुमान विनाशकारी हो सकता है। अभी के लिए, उत्तर है... हम नहीं जानते। लेकिन हम बहुत जल्द ऐसा कर सकते हैं।

पिछले नवंबर में नासा ने इसे लॉन्च किया था DART (डबल क्षुद्रग्रह पुनर्निर्देशन परीक्षण) मिशन. क्षुद्रग्रह प्रभाव की संभावना के खिलाफ दुनिया के पहले पूर्ण पैमाने पर ग्रह रक्षा परीक्षण के रूप में प्रतिष्ठित, DART इस सितंबर में किसी समय क्षुद्रग्रह लक्ष्य डिमोर्फोस से टकराएगा।

अपने काम के हिस्से के रूप में, राडुकन ने DART द्वारा अपने लक्ष्य पर पड़ने वाले संभावित प्रभाव का मॉडल तैयार करने में मदद की है। उनकी भविष्यवाणियों से पता चलता है कि डार्ट मिशन के क्षुद्रग्रह को तोड़ने की बेहद संभावना नहीं होगी, हालांकि यह इसे महत्वपूर्ण रूप से विकृत कर देगा। इसे तोड़ने में 10 गुना अधिक प्रभाव ऊर्जा लगेगी। DART मिशन के डेटा का विश्लेषण करके - और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का हेरा मिशन DART जांच प्रभाव के परिणाम की जांच करने के लिए - यह समझना संभव होगा कि राडुकन के मॉडल ने प्रभाव की कितनी अच्छी भविष्यवाणी की थी।

परिणाम जो भी हो, परिणामी डेटा का उपयोग भविष्य के मॉडल को और भी सटीक बनाने के लिए किया जाएगा।

एक ग्रहीय रक्षा प्रणाली का निर्माण

अंततः, आशा यह है कि राडुकन के पूर्वानुमानित क्षुद्रग्रह प्रभाव मॉडल ग्रह रक्षा प्रणाली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन सकते हैं जो पृथ्वी को भविष्य के क्षुद्रग्रह टकराव के खतरे से सुरक्षित रखने में सक्षम हो सकते हैं।

चूंकि अंतिम विलुप्ति स्तर के क्षुद्रग्रह का प्रभाव लगभग 66 मिलियन वर्ष पहले हुआ था, इसलिए ऐसे क्षुद्रग्रह के प्रभाव की संभावना सौभाग्य से कम है। (हालांकि, जैसा कि नासा नोट करता है, एक कार के आकार का क्षुद्रग्रह साल में लगभग एक बार पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है, लेकिन कोई नुकसान पहुंचाने से पहले जल जाता है।)

बहरहाल, एक जानलेवा क्षुद्रग्रह से होने वाली संभावित क्षति को देखते हुए, राडुकन का मानना ​​है कि यह एक है आवश्यक सुरक्षा उपाय बनाने के लिए सार्थक निवेश - कम से कम जहाँ तक DART जैसे मिशन हैं संबंधित।

उन्होंने कहा, "डार्ट अंतरिक्ष यान सामान्य अंतरिक्ष अभियानों की तुलना में बहुत सस्ता मिशन है, क्योंकि यह एक प्रौद्योगिकी प्रदर्शन मिशन है न कि कोई विज्ञान मिशन।" "इसमें केवल कुछ उपकरण हैं, जैसे कि एक कैमरा और एक नेविगेशन प्रणाली, और मिशन की अवधि बहुत कम है, अंतरिक्ष में एक वर्ष से भी कम है।"

दिन के अंत में, यह सब माइकल बे में वापस आ जाता है। “डार्ट मिशन की लागत को संदर्भ में रखने के लिए, एक फिल्म के निर्माण में लगभग उतनी ही लागत आती है आर्मागेडन, क्योंकि अंतरिक्ष में एक वास्तविक विक्षेपण मिशन भेजने में लागत आती है, ”राडुकन ने कहा। "अगर वास्तव में एक अंतरिक्ष यान भेजने की तुलना में क्षुद्रग्रह विक्षेपण के बारे में हॉलीवुड फिल्म बनाना अधिक महत्वपूर्ण है [हमें संभावित रूप से वही काम करने में मदद करने के लिए] तो हमें अपनी प्राथमिकताएं सही करनी होंगी।"

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