Ее гиперреалистичные компьютерные модели защищают нас от астероидов.

Сабина Радукан у него такая работа, которую можно ожидать от главного героя фильма Майкла Бэя 1990-х годов. В РокДоктор Стэнли Гудспид в исполнении Николаса Кейджа — специалист ФБР по химическому оружию, который помогает спасти положение. В АрмагеддонГарри Стэмпер (Брюс Уиллис) — ветеран-нефтяник, который помогает спасти положение. А в Бернском университете, одном из крупнейших университетов Швейцарии, Сабина Радукан строит гиперреалистичные модели ударов астероидов. Что однажды может помочь спасти, ну, всю нашу планету.

Чтобы внести ясность: Радукан не строит модели того, что произойдет в случае столкновения астероида с Землей. Вместо этого, будучи постдокторантом, она строит числовые модели того, что произойдет, если мы (имеется в виду Земля) попыталась отклонить разрушительный астероид, отправив ему навстречу созданное человеком «ударное» устройство. Вместо того, чтобы уничтожить его, это можно было бы использовать для того, чтобы сбить астероид с курса, чтобы он пролетел мимо нашей планеты.

На данный момент идея создания чего-то подобного в качестве меры предосторожности все еще находится в будущем. Однако когда это произойдет (и это, скорее всего, «когда», а не «если»), работа Радукана может оказаться неоценимой. И, по крайней мере на данный момент, ее исследования дают ей ледокол, вызывающий зависть у партий: «Я работаю в секторе планетарной обороны».

Золотой век астероидов

Радукан увлеклась темой ударных кратеров, когда получала степень магистра астрономии, космической науки и астрофизики в британском Кентском университете. «Все интересовались Марсом и Луной», — сказала она Digital Trends. «Именно здесь проводятся все исследования. Я хотел заняться чем-то, что не было бы перенаселено учеными и [намного] менее изучено».

Ученые уже более полувека задаются вопросом о возможности защиты Земли от возможных астероидов-убийц. В середине 1960-х годов многие люди были обеспокоены возможностью столкновения астероида 1566 Икар с Земли, несмотря на то, что эксперты были уверены, что она пройдет всего за около четырех миллионов миль. «Большой астероид направляется к Земле», — кричала одна газета. “Хиппи бегут в Колорадо, когда Икар приближается к Земленаписал не меньший авторитет, чем Газета "Нью-Йорк Таймс.

В Массачусетском технологическом институте исследователи разработали план взрыва «Икара» с помощью шести ракет «Сатурн-5», вооруженных отдельными ядерными боеголовками по 100 мегатонн. Как и ожидалось, Икар пропал без вести на Земле – хотя работа Массачусетского технологического института более подробно описана в книге Огонь в небе, не вызвал недостатка освещения в прессе.

Но хотя с тех пор были периодические всплески освещения этой темы, и нет недостатка в голливудских фильмах (Совсем недавно Не смотри вверх), Радукан уверена, что вышла на поле в нужный момент.

Супермодели астероидов

Одной из причин этого является количество космических миссий и полученные данные. «Пятнадцать лет назад данные [об астероидах] были очень ограниченными», — сказала она. «Теперь у нас есть несколько космических миссий к астероидам и поступает много данных. Есть ДАРТ и Гера. Есть миссия Люси. Есть ОСИРИС-РЕкс и Хаябуса миссии. Есть миссия Психея. Все это данные, которые вы не можете получить с Земли».

Интересно, что не все данные, используемые для построения моделей Радукана, могут быть получены с реальных астероидов. Недавно некоторые из ее коллег отправились в Испанию, где они выпустили пластиковые снаряды по уменьшенной модели астероида Рюгу, сделанной из песка и камней, из пистолета со сжатым газом. Эти результаты также используются в ее компьютерных моделях.

Вторая, дополнительная причина того, что сейчас лучшее время для изучения астероидов, — это технический прогресс, движимый законом Мура. Моделирование удара астероида, обработка которого в 2007 году, если использовать то же 15-летнее сравнение, упомянутое ранее, заняла бы неделю, теперь занимает около получаса. А симуляции, на которые сейчас уходит неделя, намного превосходят их по сложности.

ТЛ; ДР версия? Мы знаем больше об астероидах и, по словам Человек за шесть миллионов долларов intro, мы можем их восстановить. Или, по крайней мере, смоделируйте их в впечатляюще высоком разрешении на суперкомпьютере.

Вопрос о силе

В настоящее время не существует астероидов, которые, по мнению ученых, представляли бы непосредственную угрозу жизни на Земле. Не существует немедленной гонки на время за создание системы планетарной защиты. Но такие модели, как модель Радукана, помогут нам лучше понять, как бороться с астероидами в случае, если нам когда-нибудь это понадобится. Они также помогут нам лучше моделировать эти угрозы независимо от того, окажутся ли рассматриваемые астероиды большими, плотными космическими камнями или скоплениями более мелких камней, удерживаемых вместе гравитацией. Для каждого из них потребуются разные стратегии, поэтому такая работа по компьютерному моделированию так важна.

Легко подумать, что когда дело доходит до возможных астероидов-убийц, нам следует просто ударить по ним как можно сильнее. В конце концов, концепция чрезмерного убийства, превышающего количество разрушительной мощности, необходимой для решения проблемы, не кажется такой уж большой проблемой, когда вы имеете дело с событием потенциального уровня вымирания, приближающимся к Земля.

Но на самом деле это не так. Удар по астероиду с недостаточной силой, чтобы отклонить его, очевидно, будет плохой новостью. Однако то же самое можно сказать и о слишком сильном ударе – как любой, кто когда-либо играл в игру Atari. Астероиды будет знать.

«Проблема в том, что если вы ударите по нему слишком сильно, вы просто разобьете его», — сказал Радукан. «Тогда вместо одного объекта вы имеете дело с множеством более мелких объектов, которыми гораздо труднее управлять. Вместо одного воздействия у вас есть целый ряд воздействий. Это то, чего вы определенно хотите избежать».

Доказательство предсказаний

Конечно, главный вопрос в отношении моделей Радукана такой же, как и в случае с любой прогностической моделью: насколько они точны? Множество моделей умных компьютеров, оснащенных гораздо большими объемами данных, вышли из строя. Как известно, Google Flu Trends, который использовал поиск Google для запросов, связанных с гриппом, был далеко от цели когда дело дошло до точного прогнозирования распространения вируса гриппа во время сезона гриппа.

Как Радукан может быть уверена, что ее модели точны? Ведь в случае астероида-убийцы просчет может иметь катастрофические последствия. На данный момент ответ… мы не знаем. Но мы вполне могли бы это сделать в ближайшее время.

В ноябре прошлого года НАСА запустило свой Миссия DART (Испытание двойного перенаправления астероидов). Провозглашенный первым в мире полномасштабным испытанием планетарной защиты от возможных столкновений с астероидами, DART столкнется с астероидом-целью Диморфос где-то в сентябре этого года.

В рамках своей работы Радукан помогла смоделировать вероятное влияние, которое DART окажет на свою цель. Ее прогнозы говорят о том, что миссия DART вряд ли сможет разрушить астероид, хотя и существенно его деформирует. Чтобы его разрушить, потребуется в 10 раз больше энергии удара. Анализируя данные миссии DART – и Миссия Европейского космического агентства «Гера» исследовать последствия воздействия зонда DART – можно будет понять, насколько хорошо модели Радукана предсказали это воздействие.

Каким бы ни был результат, полученные данные будут использоваться для того, чтобы сделать будущие модели еще более точными.

Создание системы планетарной защиты

В конечном счете, есть надежда, что модели прогнозирования ударов астероидов Радукана могут стать одной из ключевых частей системы планетарной защиты, способной защитить Землю от угрозы будущих столкновений с астероидами.

Поскольку последний удар астероида на уровне вымирания произошел примерно 66 миллионов лет назад, вероятность такого удара астероида, к счастью, невелика. (Хотя, как отмечает НАСА, астероид размером с автомобиль входит в атмосферу Земли примерно раз в год, но сгорает, не причинив какого-либо ущерба.)

Тем не менее, учитывая потенциальный ущерб, который может нанести астероид-убийца, Радукан считает, что это стоящие инвестиции в создание необходимых гарантий – по крайней мере, в том, что касается таких миссий, как DART. обеспокоенный.

«Космический корабль DART — очень дешевая миссия по сравнению с обычными космическими миссиями, потому что это миссия по демонстрации технологий, а не научная миссия», — сказала она. «На борту у него всего несколько инструментов, таких как камера и навигационная система, а продолжительность миссии очень короткая — менее года в космосе».

В конце концов, все возвращается к Майклу Бэю. «Чтобы представить стоимость миссии DART в контексте, примерно столько же стоит создание такого фильма, как Армагеддон, как это стоит отправить настоящую миссию по отклонению в космос», — сказал Радукан. «Если важнее снять голливудский фильм об отклонении астероида, чем отправить космический корабль [чтобы потенциально помочь нам сделать то же самое], мы должны правильно расставить приоритеты».

Рекомендации редакции

• Многие пионеры компьютерных технологий были цветными женщинами. Вот 5, которые вы должны узнать