דגמי המחשב ההיפר-ריאליסטיים שלה מגנים עלינו מפני אסטרואידים

סבינה רדוקן יש את סוג העבודה שהיית מצפה מהגיבור בסרט משנות התשעים של מייקל ביי. ב הסלע, ד"ר סטנלי גדספיד של ניקולס קייג' הוא מומחה לנשק כימי של ה-FBI שעוזר להציל את המצב. ב ארמגדון, הארי סטמפר של ברוס וויליס הוא קודח נפט ותיק שעוזר להציל את היום. ובאוניברסיטת ברן, אחת האוניברסיטאות הגדולות בשוויץ, סבינה רדוקאן בונה מודלים היפר-ריאליסטיים של פגיעות אסטרואידים. מה שיכול יום אחד לעזור להציל, ובכן, את כל הפלנטה שלנו.

שיהיה ברור, ראדוקאן לא בונה מודלים של מה שיקרה במקרה שאסטרואיד יתנגש בכדור הארץ. במקום זאת, כחוקרת פוסט-דוקטורט, היא בונה סימולציות מספריות של מה יקרה אם (כלומר כדור הארץ) ניסה להסיט אסטרואיד הרסני על ידי שליחת מכשיר "אימפקטור" מעשה ידי אדם כדי לברך אותו. במקום להרוס אותו, זה יכול לשמש כדי לדחוף את האסטרואיד מהמסלול כך שהוא יפליג על פני כוכב הלכת שלנו.

לעת עתה, הרעיון לקיים דבר כזה כאמצעי זהירות הוא עדיין בעתיד. אבל כשזה קורה (וסביר להניח שזה "מתי" ולא "אם"), עבודתו של ראדוקן עשויה להתגלות כבעלת ערך רב. ולפחות לעת עתה, המחקר שלה נותן לה שובר קרח מעורר קנאה למסיבות: "אני עובדת במגזר ההגנה הפלנטרית."

תור הזהב של האסטרואידים

רדוקן הוקסמה מהנושא של מכתש השפעה כשהשלימה תואר שני באסטרונומיה, מדעי החלל ואסטרופיזיקה באוניברסיטת קנט בבריטניה. "כולם התעניינו במאדים ובירח", אמרה ל-Digital Trends. "לשם כל המחקר הולך. רציתי לעשות משהו שלא היה מאוכלס יתר על המידה במדענים, והוא [הרבה] פחות נחקר".

מדענים תוהים לגבי האפשרות להגן על כדור הארץ מפני אסטרואידים קטלניים אפשריים כבר יותר מחצי מאה. באמצע שנות ה-60, אנשים רבים היו מודאגים מהאפשרות שאסטרואיד 1566 איקרוס יתנגש בו. כדור הארץ, למרות העובדה שמומחים היו בטוחים שהוא יעבור רק בתוך כארבעה מיליון מיילס. "האסטרואיד הגדול הוא בכיוון כדור הארץ" צרח עיתון אחד. “היפים בורחים לקולורדו כשאיקרוס מתקרב לכדור הארץ,” כתבה לא פחות רשות מאשר ה ניו יורק טיימס.

ב-MIT, חוקרים ערכו תוכניות לפוצץ את איקרוס באמצעות שש רקטות שבתאי V, חמושים בראשי נפץ גרעיניים נפרדים של 100 מגהטון. כצפוי, איקרוס פספס את כדור הארץ - למרות שעבודת MIT, שתוארה בפירוט רב יותר בספר אש בשמיים, לא יצר מחסור בסיקור עיתונאי.

אבל בעוד שמאז היו גלים תקופתיים של סיקור לנושא זה, ולא חסרים סרטים הוליוודיים (לאחרונה אל תסתכל למעלה), ראדוקן בטוחה שהיא נכנסה למגרש בזמן הנכון.

דוגמניות-על של אסטרואידים

אחת הסיבות לכך היא כמות משימות החלל והנתונים הנובעים מכך. "לפני 15 שנה היו נתונים כה מוגבלים [על אסטרואידים]", אמרה. "עכשיו יש לנו מספר משימות חלל שמגיעות לאסטרואידים והרבה נתונים שמגיעים. יש DART והרה. יש את משימת לוסי. יש את OSIRIS-REx ו הייבוסה משימות. יש את משימת הפסיכה. כל אלה הם נתונים שלא יכולתם לקבל מכדור הארץ".

מעניין שלא כל הנתונים המשמשים לבניית המודלים של Raducan יכולים להגיע מאסטרואידים מהחיים האמיתיים. לאחרונה חלק מעמיתיה טיילו לספרד שם ירו קליעי פלסטיק לעבר דגם מוקטן חלופי של האסטרואיד ריוגו, עשוי חול וסלעים, באמצעות אקדח גז דחוס. תוצאות אלו עושות את דרכן גם לדגמי המחשב שלה.

הסיבה השנייה, המשלימה, שעכשיו זה הזמן הטוב ביותר אי פעם לחקור אסטרואידים היא צעדת הקידמה הטכנולוגית מונעת על ידי חוק מור. סימולציית פגיעת אסטרואידים, שאם להשתמש באותה השוואה של 15 שנים שהוזכרה קודם לכן, היה לוקח שבוע לעיבוד ב-2007 נמשכת כעת כחצי שעה. והסימולציות שנמשכות כרגע שבוע עדיפות בהרבה במורכבותן.

ה-TL; גרסת DR? אנחנו יודעים יותר על אסטרואידים, ובמילים של איש ששת מיליון הדולר מבוא, אנחנו יכולים לבנות אותם מחדש. או לפחות לדגמן אותם ברזולוציה גבוהה ומרשימה במחשב על.

שאלה של כוח

כרגע אין אסטרואידים שמדענים חוששים שהם מהווים איום מיידי על החיים על פני כדור הארץ. אין מרוץ מיידי נגד השעון לבניית מערכת הגנה פלנטרית. אבל מודלים כמו זה של Raducan יעזרו לנו להבין טוב יותר איך להתמודד עם אסטרואידים במקרה שיום אחד נצטרך. הם גם יעזרו לנו לדגמן טוב יותר את האיומים הללו, בין אם האסטרואידים המדוברים יתבררו כסלעי חלל גדולים וצפופים או הצטברויות של סלעים קטנים יותר המוחזקים יחד על ידי כוח הכבידה. כל אחד מאלה ידרוש אסטרטגיות שונות, וזו הסיבה שעבודת דוגמנות ממוחשבת כזו היא כל כך חשובה.

קל לחשוב שכאשר מדובר באסטרואידים רצחניים אפשריים, עלינו פשוט לפגוע בהם הכי חזק שאנחנו יכולים. אחרי הכל, הרעיון של overkill, חריגה מכמות היכולת ההרסנית הדרושה כדי לפתור את הבעיה, לא נראה יותר מדי בעיה כשאתה מתמודד עם אירוע פוטנציאלי ברמת הכחדה שמגיע לקראת כדור הארץ.

אבל למעשה, זה לא המקרה. פגיעה באסטרואיד בכוח לא מספיק כדי להסיט אותו תהיה, כמובן, חדשות רעות. עם זאת, כך גם יפגע בו בעוצמה רבה מדי - כמו כל מי ששיחק אי פעם במשחק אטארי אסטרואידים ידע.

"הבעיה היא שאם אתה מכה אותו חזק מדי, אתה פשוט מפרק אותו", אמר רדוקן. "אז במקום להתמודד עם אובייקט אחד, אתה מתמודד עם מספר אובייקטים קטנים יותר שקשה הרבה יותר לשלוט בהם. במקום השפעה אחת, יש לך מגוון של השפעות. זה משהו שאתה בהחלט רוצה להימנע ממנו".

מוכיח את התחזיות

כמובן, השאלה הגדולה לגבי המודלים של Raducan זהה לכל מודל חיזוי: עד כמה הם מדויקים? שפע של דגמי מחשבים חכמים, מצוידים בכמויות גדולות בהרבה של נתונים, נכשלו. כידוע, Google Flu Trends - שהשתמש בחיפושי גוגל לשאילתות הקשורות לשפעת - היה רחב של הסימן בכל הנוגע לניבוי מדויק של התפשטות נגיף השפעת בעונת השפעת.

איך ראדוקן יכולה להיות בטוחה שהדגמים שלה מדויקים? אחרי הכל, במקרה של אסטרואיד רוצח, חישוב שגוי עלול להיות הרות אסון. לעת עתה, התשובה היא... איננו יודעים. אבל בהחלט נוכל בקרוב.

בנובמבר האחרון, נאס"א השיקה את זה משימת DART (בדיקת הפניית אסטרואיד כפולה).. הוא נחשב כמבחן ההגנה הפלנטרי הראשון בעולם מפני אפשרות של פגיעות אסטרואידים, DART יתנגש עם יעד אסטרואיד Dimorphos מתישהו בספטמבר הקרוב.

כחלק מעבודתה, רדוקאן סייעה לדגמן את ההשפעה הצפויה ש-DART תעשה על היעד שלה. תחזיותיה מצביעות על כך שמשימת DART לא תהיה מאוד סביר שתפרק את האסטרואיד, אם כי היא תעוות אותו באופן משמעותי. כדי לפרק אותו יידרש פי 10 יותר אנרגיית השפעה. על ידי ניתוח הנתונים ממשימת ה-DART - וה- משימת הרה של סוכנות החלל האירופית כדי לחקור את ההשלכות של השפעת הבדיקה של DART - ניתן יהיה להבין עד כמה המודלים של Raducan חזו את ההשפעה.

לא משנה מה התוצאה, הנתונים שיתקבלו ישמשו כדי להפוך את המודלים העתידיים למדויקים עוד יותר.

בניית מערכת הגנה פלנטרית

בסופו של דבר, התקווה היא שדגמי פגיעת האסטרואידים החזויים של ראדוקן יוכלו להוות חלק מרכזי אחד של מערכת הגנה פלנטרית המסוגלת לשמור על כדור הארץ מפני האיום של התנגשויות אסטרואידים עתידיות.

מאז פגיעת האסטרואיד האחרונה ברמת ההכחדה התרחשה לפני כ-66 מיליון שנים, ההסתברות לפגיעת אסטרואיד כזו נמוכה למרבה המזל. (למרות ש, כפי שמציינת נאס"א, אסטרואיד בגודל של מכונית נכנס לאטמוספירה של כדור הארץ בערך פעם בשנה, אבל נשרף לפני שהוא גורם נזק כלשהו.)

אף על פי כן, בהתחשב בנזק הפוטנציאלי שאסטרואיד רוצח יכול לגרום, ראדוקן מאמין שזה א השקעה משתלמת כדי ליצור את אמצעי ההגנה הדרושים - לפחות באשר למשימות כמו DART מודאג.

"החללית DART היא משימה זולה מאוד בהשוואה למשימות חלל רגילות, כי זו משימת הדגמה טכנולוגית ולא משימה מדעית", אמרה. "יש לו רק כמה מכשירים על הסיפון, כמו מצלמה ומערכת ניווט, ומשך המשימה קצר מאוד, והוא פחות משנה בחלל".

בסופו של יום, הכל חוזר למייקל ביי. "כדי לשים את העלות של משימת DART בהקשר, זה עולה בערך אותו סכום להפיק סרט כמו ארמגדון, שכן זה עולה לשלוח משימת סטיה בפועל בחלל", אמר רדוקן. "אם חשוב יותר לצלם סרט הוליוודי על סטיית אסטרואיד מאשר לשלוח חללית בפועל [כדי לעזור לנו לעשות את אותו הדבר] אנחנו צריכים לעשות את סדר העדיפויות שלנו נכון."

המלצות עורכים

• חלוצות רבות בתחום המחשוב היו נשים צבעוניות. הנה 5 שכדאי להכיר