Њени хиперреалистични компјутерски модели нас штите од астероида

Сабина Радучан има посао какав бисте очекивали од главног јунака у филму Мајкла Беја из 1990-их. У Камен, др Стенли Гудспид из Николаса Кејџа је ФБИ специјалиста за хемијско оружје који помаже да се спасе дан. У Армагедон, Хари Стампер Бруса Вилиса је ветеран нафтних бушилица који помаже да се спасе дан. А на Универзитету у Берну, једном од највећих универзитета у Швајцарској, Сабина Радучан гради хиперреалистичне моделе удара астероида. Што би једног дана могло помоћи у спасавању целе наше планете.

Да буде јасно, Радучан не гради моделе шта би се догодило у случају да се астероид судари са Земљом. Уместо тога, као постдокторски истраживач, она гради нумеричке симулације онога што би се десило ако бисмо (што значи Земља) покушао је да одбије деструктивни астероид тако што је послао људски „импактор“ уређај да га поздрави. Уместо да га уништи, ово би се могло искористити да би се астероид скренуо са курса тако да плови поред наше планете.

За сада је идеја да се овако нешто као мера предострожности тек у будућности. Међутим, када се то догоди (а то је вероватно „када“ а не „ако“), Радучанов рад би се могао показати непроцењивим. И, бар за сада, њено истраживање јој даје ледоломац за забаве који изазива завист: „Радим у сектору одбране планете.“

Златно доба астероида

Радучан је постала фасцинирана темом ударања кратера када је завршавала магистарске студије из астрономије, свемирских наука и астрофизике на британском Универзитету у Кенту. „Сви су били заинтересовани за Марс и Месец“, рекла је за Дигитал Трендс. „Тамо иду сва истраживања. Желео сам да урадим нешто што није пренасељено научницима и што је [много] мање проучавано.”

Научници се више од пола века питају о могућности заштите Земље од могућих астероида убица. Средином 1960-их, многи људи су били забринути због могућности судара астероида 1566 Икар са Земље, упркос чињеници да су стручњаци били уверени да ће проћи само у року од око четири милиона миља. „Велики астероид иде ка Земљи“, вриштале су једне новине. “Хипији беже у Колорадо док се Икар приближава Земљи,” написао ништа мање ауторитет од Нев Иорк Тимес.

На МИТ-у, истраживачи су израдили планове за разношење Икара користећи шест ракета Сатурн В, наоружаних одвојеним нуклеарним бојевим главама од 100 мегатона. Као што се очекивало, Икар је нестао са Земље – иако је рад МИТ-а детаљније описан у књизи Ватра на небу, није изазвало недостатак медијског извештавања.

Али иако је од тада постојао периодичан пораст покривања ове теме, а холивудских филмова није недостајало (недавно Не гледај горе), Радучан је уверена да је ушла на терен у право време.

Супермодели астероида

Један од разлога за то је количина свемирских мисија и резултирајућих података. „Пре петнаест година постојали су тако ограничени подаци [о астероидима]“, рекла је она. „Сада имамо више свемирских мисија које иду на астероиде и много података који долазе. Ту су ДАРТ и Хера. Ту је мисија Луси. Постоје ОСИРИС-РЕк и Хаиабуса мисије. Ту је мисија Психе. Све су ово подаци које нисте могли да добијете са Земље."

Занимљиво је да сви подаци који се користе за изградњу Радуцанових модела не могу доћи од астероида из стварног живота. Недавно су неке од њених колега отпутовале у Шпанију где су испалиле пластичне пројектиле на замену за модел астероида Рјугу, направљен од песка и камења, користећи пиштољ на компримовани гас. Ови резултати такође улазе у њене компјутерске моделе.

Други, комплементарни разлог да је сада најбоље време за проучавање астероида је марш технолошког напретка вођен Муровим законом. Симулација удара астероида за коју би, да се користи исто 15-годишње поређење поменуто раније, 2007. године требало да се обради недељу дана, сада траје око пола сата. А симулације које тренутно трају недељу дана су далеко, далеко супериорније у својој сложености.

Тхе ТЛ; ДР верзија? Знамо више о астероидима и, речима од Човек од шест милиона долара увод, можемо их поново изградити. Или их барем моделирајте у импресивно високој резолуцији на суперкомпјутеру.

Питање силе

Тренутно не постоје астероиди за које научници брину да представљају непосредну претњу животу на Земљи. Не постоји тренутна трка са временом за изградњу планетарног одбрамбеног система. Али модели попут Радучановог ће нам помоћи да боље разумемо како да се носимо са астероидима у случају да нам једног дана буде потребно. Они ће нам такође помоћи да боље моделујемо ове претње, било да се астероиди о којима је реч испостави да су велике, густе свемирске стене или накупине мањих стена које гравитација држи заједно. За сваки од њих би биле потребне различите стратегије, због чега је рад на компјутерском моделирању као што је овај толико важан.

Лако је помислити да, када су у питању могући астероиди убице, једноставно треба да их ударимо колико год можемо. На крају крајева, концепт претераног убиства, прекорачења количине деструктивног капацитета потребног за решавање проблема, не чини се превеликим проблемом када се бавите потенцијалним догађајем на нивоу изумирања који јури ка Земља.

Али у ствари, то није случај. Ударање у астероид са недовољном снагом да га одбије, очигледно би била лоша вест. Међутим, и тако би га ударио са превеликом силом – као и свако ко је икада играо Атари игру Астероиди знаће.

„Проблем је у томе што ако га превише ударите, само га разбијате“, рекао је Радучан. „Онда уместо да се бавите једним објектом, имате посла са више мањих објеката које је много теже контролисати. Уместо једног утицаја, имате низ утицаја. То је нешто што дефинитивно желите да избегнете.”

Доказивање предвиђања

Наравно, велико питање о Радучановим моделима је исто као и код било ког предиктивног модела: колико су они тачни? Доста паметних модела рачунара, опремљених много већим количинама података, је пропало. Познато је да је Гоогле Флу Трендс – који је користио Гоогле претраге за упите у вези са грипом – био широко од ознаке када је у питању тачно предвиђање ширења вируса грипа током сезоне грипа.

Како Радучан може бити сигурна да су њени модели тачни? На крају крајева, у случају астероида убице, погрешна процена може бити катастрофална. За сада, одговор је... не знамо. Али могли бисмо ускоро.

Прошлог новембра, НАСА је лансирала свој ДАРТ (Доубле Астероид Редирецтион Тест) мисија. Хваљен као први светски тест планетарне одбране у пуном обиму против могућности удара астероида, ДАРТ ће се сударити са астероидном метом Диморпхос негде у септембру.

Као део свог рада, Радучан је помогла да се моделује вероватан утицај који ће ДАРТ имати на своју мету. Њена предвиђања сугеришу да је мало вероватно да ће мисија ДАРТ разбити астероид, иако ће га значајно деформисати. За његово разбијање било би потребно 10 пута више енергије удара. Анализом података из ДАРТ мисије – и Хера мисија Европске свемирске агенције истражити последице удара ДАРТ сонде – биће могуће стећи осећај колико су Радучанови модели добро предвидели удар.

Без обзира на исход, добијени подаци ће се користити да будући модели буду још тачнији.

Изградња планетарног одбрамбеног система

На крају, надамо се да би Радуцанови предиктивни модели удара астероида могли да формирају један кључни део планетарног одбрамбеног система који може да заштити Земљу од претњи будућих судара астероида.

Пошто се последњи удар астероида на нивоу изумирања догодио пре отприлике 66 милиона година, вероватноћа таквог удара астероида је на срећу мала. (Иако, како наводи НАСА, астероид величине аутомобила улази у Земљину атмосферу отприлике једном годишње, али сагорева пре него што изазове било какву штету.)

Ипак, с обзиром на потенцијалну штету коју астероид убица може да изазове, Радучан верује да је то астероид вредна инвестиција за стварање неопходних заштитних механизама – барем што се тиче мисија као што је ДАРТ забринути.

„Свемирска летелица ДАРТ је веома јефтина мисија у поређењу са уобичајеним свемирским мисијама, јер је то мисија демонстрације технологије, а не научна мисија“, рекла је она. „Има само неколико инструмената на броду, као што су камера и навигациони систем, а трајање мисије је веома кратко, [то је] мање од годину дана у свемиру.

На крају дана, све се враћа Мајклу Беју. „Да ставимо цену ДАРТ мисије у контекст, отприлике исто кошта производња филма попут Армагедон, јер кошта слање стварне мисије скретања у свемир“, рекао је Радучан. „Ако је важније снимити холивудски филм о скретању астероида него заправо послати свемирску летелицу [да нам помогне да потенцијално урадимо исту ствар], морамо да исправимо своје приоритете.

Препоруке уредника

• Многи пионири у рачунарству су биле обојене жене. Ево 5 које треба да препознате