Model komputer hiper-realistisnya melindungi kita dari asteroid

Sabina Raducan memiliki jenis pekerjaan yang Anda harapkan dilakukan oleh protagonis dalam film Michael Bay tahun 1990-an. Di dalam Batu, Dr. Stanley Goodspeed dari Nicolas Cage adalah spesialis senjata kimia FBI yang membantu menyelamatkan situasi. Di dalam Armageddon, Harry Stamper dari Bruce Willis adalah seorang pengebor minyak veteran yang membantu menyelamatkan hari ini. Dan di Universitas Bern, salah satu universitas terbesar di Swiss, Sabina Raducan membuat model dampak asteroid yang sangat realistis. Yang suatu hari nanti bisa membantu menyelamatkan seluruh planet kita.

Jelasnya, Raducan tidak membuat model tentang apa yang akan terjadi jika asteroid bertabrakan dengan Bumi. Sebaliknya, sebagai peneliti pascadoktoral, dia membuat simulasi numerik tentang apa yang akan terjadi jika kita (artinya Bumi) berusaha menangkis asteroid yang merusak dengan mengirimkan perangkat “penabrak” buatan manusia untuk menyambutnya. Daripada menghancurkannya, hal ini dapat digunakan untuk mendorong asteroid keluar jalur sehingga ia melewati planet kita.

Untuk saat ini, gagasan untuk melakukan hal seperti ini sebagai tindakan pencegahan masih dalam masa depan. Namun ketika hal itu terjadi (dan kemungkinan besar merupakan “saat” dan bukan “jika”), karya Raducan mungkin terbukti sangat berharga. Dan, setidaknya untuk saat ini, penelitiannya memberinya pemecah kebekuan yang memicu rasa iri para pihak: “Saya bekerja di sektor pertahanan planet.”

Zaman keemasan asteroid

Raducan menjadi tertarik dengan subjek dampak kawah ketika dia menyelesaikan gelar master di bidang Astronomi, Ilmu Luar Angkasa, dan Astrofisika di Universitas Kent, Inggris. “Semua orang tertarik dengan Mars dan Bulan,” katanya kepada Digital Trends. “Di situlah semua penelitian dilakukan. Saya ingin melakukan sesuatu yang tidak terlalu banyak dikunjungi oleh para ilmuwan, dan kurang dipelajari.”

Para ilmuwan telah bertanya-tanya tentang kemungkinan melindungi Bumi dari kemungkinan asteroid pembunuh selama lebih dari setengah abad. Pada pertengahan tahun 1960-an, banyak orang yang mengkhawatirkan kemungkinan tabrakan Asteroid 1566 Icarus dengan meskipun para ahli yakin bahwa bumi hanya akan melintas dalam rentang waktu sekitar empat juta tahun mil. “Asteroid Besar Menuju Bumi” teriak salah satu surat kabar. “Hippies Melarikan Diri ke Colorado saat Icarus Mendekati Bumi,” tulisnya yang tidak kalah otoritasnya dengan Waktu New York.

Di MIT, para peneliti menyusun rencana untuk meledakkan Icarus menggunakan enam roket Saturn V, yang dipersenjatai dengan hulu ledak nuklir terpisah berkekuatan 100 megaton. Seperti yang diharapkan, Icarus akhirnya hilang dari Bumi – meskipun pekerjaan MIT dijelaskan lebih rinci dalam buku tersebut Api di Langit, menghasilkan banyak liputan pers.

Namun meskipun ada lonjakan liputan mengenai topik ini secara berkala, dan tidak ada kekurangan film-film Hollywood (baru-baru saja Jangan Melihat ke Atas), Raducan yakin dirinya telah memasuki lapangan pada waktu yang tepat.

Supermodel asteroid

Salah satu alasannya adalah jumlah misi luar angkasa dan data yang dihasilkan. “Lima belas tahun yang lalu, data [tentang asteroid] sangat terbatas,” katanya. “Sekarang kami memiliki banyak misi luar angkasa yang menuju asteroid dan banyak data yang masuk. Ada DART dan Hera. Itu misi Lucy. Ada OSIRIS-REx Dan Hayabusa misi. Itulah misi Psyche. Semua ini adalah data yang tidak dapat Anda peroleh dari Bumi.”

Menariknya, tidak semua data yang digunakan untuk membuat model Raducan berasal dari asteroid di kehidupan nyata. Baru-baru ini beberapa rekannya melakukan perjalanan ke Spanyol dan menembakkan proyektil plastik ke model skala pengganti asteroid Ryugu, yang terbuat dari pasir dan batu, menggunakan senjata gas bertekanan. Hasil ini juga diterapkan pada model komputernya.

Alasan kedua yang melengkapi mengapa sekarang adalah waktu terbaik untuk mempelajari asteroid adalah kemajuan teknologi yang didorong oleh Hukum Moore. Simulasi tumbukan asteroid yang, dengan menggunakan perbandingan 15 tahun yang sama seperti yang disebutkan sebelumnya, yang memerlukan waktu seminggu untuk diproses pada tahun 2007, kini memerlukan waktu sekitar setengah jam. Dan simulasi yang saat ini memakan waktu seminggu jauh lebih unggul dalam kompleksitasnya.

TL; versi DR? Kita tahu lebih banyak tentang asteroid dan, dengan kata lain Manusia Enam Juta Dolar intro, kita dapat membangunnya kembali. Atau setidaknya memodelkannya dalam resolusi yang sangat tinggi di superkomputer.

Sebuah pertanyaan tentang kekuatan

Saat ini tidak ada asteroid yang dikhawatirkan para ilmuwan akan menimbulkan ancaman langsung terhadap kehidupan di Bumi. Tidak ada perlombaan melawan waktu untuk membangun sistem pertahanan planet. Namun model seperti Raducan akan membantu kita lebih memahami cara menghadapi asteroid jika suatu saat kita membutuhkannya. Mereka juga akan membantu kita memodelkan ancaman-ancaman ini dengan lebih baik, baik asteroid yang dimaksud adalah batuan luar angkasa yang besar dan padat, atau kumpulan batuan kecil yang disatukan oleh gravitasi. Masing-masing memerlukan strategi yang berbeda, itulah sebabnya pekerjaan pemodelan komputer seperti ini sangat penting.

Sangat mudah untuk berpikir bahwa, jika menyangkut kemungkinan asteroid pembunuh, kita harus memukulnya sekuat tenaga. Lagi pula, konsep pembunuhan yang berlebihan, melebihi jumlah kapasitas destruktif yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah, tampaknya tidak terlalu menjadi masalah ketika Anda menghadapi potensi peristiwa tingkat kepunahan yang akan segera terjadi Bumi.

Namun kenyataannya tidak demikian. Menabrak asteroid dengan kekuatan yang tidak cukup untuk membelokkannya tentu saja akan menjadi berita buruk. Namun, hal yang sama juga berlaku untuk memukulnya dengan terlalu banyak kekuatan – seperti siapa pun yang pernah memainkan game Atari Asteroid akan tahu.

“Masalahnya adalah jika Anda memukulnya terlalu keras, Anda hanya akan menghancurkannya,” kata Raducan. “Kemudian, alih-alih menangani satu objek, Anda malah menghadapi beberapa objek lebih kecil yang jauh lebih sulit dikendalikan. Alih-alih hanya memberikan satu dampak, Anda akan mendapatkan berbagai dampak. Itu adalah sesuatu yang pasti ingin Anda hindari.”

Membuktikan prediksi

Tentu saja, pertanyaan besar tentang model Raducan sama dengan model prediksi lainnya: Seberapa akurat model tersebut? Banyak model komputer pintar, yang dilengkapi dengan jumlah data yang jauh lebih besar, mengalami kegagalan. Yang terkenal adalah Google Pantau Flu Dunia – yang menggunakan penelusuran Google untuk pertanyaan terkait flu – lebar dari sasaran ketika harus memprediksi secara akurat penyebaran virus influenza selama musim flu.

Bagaimana Raducan bisa yakin bahwa modelnya akurat? Lagi pula, jika terjadi asteroid mematikan, kesalahan perhitungan bisa berakibat fatal. Untuk saat ini, jawabannya adalah… kita tidak tahu. Tapi kami akan segera bisa melakukannya.

November lalu, NASA meluncurkannya Misi DART (Tes Pengalihan Asteroid Ganda).. Dipuji sebagai uji pertahanan planet skala penuh pertama di dunia terhadap kemungkinan dampak asteroid, DART akan bertabrakan dengan target asteroid Dimorphos pada bulan September ini.

Sebagai bagian dari pekerjaannya, Raducan telah membantu memodelkan kemungkinan dampak DART terhadap targetnya. Prediksinya menunjukkan bahwa misi DART sangat kecil kemungkinannya untuk menghancurkan asteroid tersebut, meskipun akan merusak bentuk asteroid secara signifikan. Untuk memecahnya akan membutuhkan energi tumbukan 10x lebih banyak. Dengan menganalisis data dari misi DART – dan Misi Hera Badan Antariksa Eropa untuk menyelidiki akibat dari dampak penyelidikan DART – akan dimungkinkan untuk mengetahui seberapa baik model Raducan dalam memprediksi dampaknya.

Apapun hasilnya, data yang dihasilkan akan digunakan untuk membuat model masa depan menjadi lebih akurat.

Membangun sistem pertahanan planet

Pada akhirnya, harapannya adalah bahwa model prediksi dampak asteroid Raducan dapat menjadi salah satu bagian penting dari sistem pertahanan planet yang mampu menjaga Bumi aman dari ancaman tabrakan asteroid di masa depan.

Karena dampak asteroid pada tingkat kepunahan terakhir kali terjadi sekitar 66 juta tahun yang lalu, untungnya kemungkinan terjadinya dampak asteroid tersebut rendah. (Meskipun, seperti catatan NASA, sebuah asteroid seukuran mobil memasuki atmosfer bumi kira-kira setahun sekali, namun terbakar sebelum menyebabkan kerusakan apa pun.)

Meskipun demikian, mengingat potensi kerusakan yang ditimbulkan oleh asteroid pembunuh, Raducan yakin hal tersebut adalah a investasi yang berharga untuk menciptakan perlindungan yang diperlukan – setidaknya untuk misi seperti DART khawatir.

“Pesawat luar angkasa DART merupakan misi yang sangat murah dibandingkan misi luar angkasa biasanya, karena merupakan misi demonstrasi teknologi dan bukan misi sains,” ujarnya. “Ia hanya memiliki beberapa instrumen, seperti kamera dan sistem navigasi, dan durasi misinya sangat singkat, kurang dari satu tahun di luar angkasa.”

Pada akhirnya, semuanya kembali ke Michael Bay. “Untuk menempatkan biaya misi DART dalam konteksnya, biaya yang dibutuhkan untuk memproduksi film seperti itu hampir sama Armageddon, karena biaya pengiriman misi defleksi sebenarnya ke luar angkasa,” kata Raducan. “Jika membuat film Hollywood tentang pembelokan asteroid lebih penting daripada mengirim pesawat luar angkasa [untuk membantu kita melakukan hal yang sama], kita harus menetapkan prioritas yang tepat.”

Rekomendasi Editor

• Banyak pionir dalam komputasi adalah perempuan kulit berwarna. Inilah 5 yang harus Anda kenali