Eds Lovs vēlas glābt Zemi no nāvējošiem asteroīdiem.
Vai vismaz, ja mūsu ceļā tuvojas liela kosmosa klints, Dr. Lu, bijušais NASA astronauts ar doktora grādu lietišķajā fizikā, vēlas to atrast, pirms tas nonāks pie mums — cerams, ar gadiem ilgu brīdinājumu un iespēju cilvēcei . lai to iztērētu.
Otrdien B612 fonds, bezpeļņas grupa, kuru Dr. Lu palīdzēja atrast, paziņoja par vairāk nekā 100 asteroīdu atklāšanu. (Iestādes nosaukums ir atsauce uz Antuāna de Sent-Ekziperī bērnu grāmatu “Mazais princis”; B612 ir varoņa galvenais asteroīds.)
Tas pats par sevi nav pamanāms. Debesu vērotāji visā pasaulē visu laiku ziņo par jauniem asteroīdiem. Tas ietver hobijus ar piemājas teleskopiem un robotizētiem apsekojumiem, kas sistemātiski apseko nakts debesis.
Jāatzīmē, ka B612 neuzbūvēja jaunu teleskopu un pat neveica jaunus novērojumus ar esošajiem teleskopiem. Tā vietā B612 finansētie pētnieki izmantoja sarežģītas skaitļošanas iespējas gadiem veciem attēliem — 412 000 no tiem Nacionālās infrasarkanās optiskās astronomijas pētniecības laboratorijas jeb NOIRLab digitālajā arhīvā —, lai izsijātu asteroīdus no 68 miljardiem kosmiskās gaismas punktu. iemūžināts attēlos.
Šī ir mūsdienu astronomijas metode” Dr Lu teica.
Meklēšana papildina NASA un citu organizāciju “planētu aizsardzības” centieni apkārt pasaulei.
Mūsdienās no 25 000 Zemei tuvu stāvošu asteroīdu, kuru diametrs ir vismaz 460 pēdas, ir atrasti tikai aptuveni 40 procenti. Atlikušie 60 procenti — aptuveni 15 000 kosmosa iežu, no kuriem katrs var atbrīvot enerģiju, kas līdzvērtīga simtiem miljonu tonnu trotila sadursmē ar Zemi, joprojām ir neatklāti.
B612 sadarbojās ar Džoahimu Mojensu, Vašingtonas universitātes absolventu un doktora padomnieku Mario Juriču, astronomijas profesoru. Viņi un kolēģi no universitātes Datu intensīvās pētniecības institūta Astrofizikas un kosmoloģijas jomā ir izstrādājuši algoritmu, kas spēj pārbaudīt astronomiskos attēlus ne tikai, lai noteiktu, kuri gaismas punkti varētu būt asteroīdi, bet arī lai noskaidrotu, kuri gaismas punkti attēlos, kas uzņemti dažādās naktīs. patiesībā ir viens un tas pats asteroīds.
Būtībā pētnieki izstrādāja veidu, kā noteikt to, kas faktiski tika redzēts, bet netika novērots.
Parasti asteroīdus atklāj, kad viena un tā pati debess daļa tiek fotografēta vairākas reizes vienas nakts laikā. Nakts debesu plāksteris satur daudz gaismas punktu. Tālās zvaigznes un galaktikas paliek tādā pašā secībā. Taču objekti, kas atrodas daudz tuvāk Saules sistēmā, ātri pārvietojas, un to novietojums nakts laikā mainās.
Astronomi viena kustīga objekta novērojumu sēriju vienas nakts laikā sauc par “izsekošanu”. Izsekotājs sniedz norādi par objekta kustību, virzot astronomus uz vietu, kur viņi varētu meklēt citu nakti. Viņi var arī meklēt vecus tā paša objekta fotoattēlus.
Daudzos astronomiskos novērojumos, kas neietilpst sistemātiskā asteroīdu meklēšanā, neizbēgami tiek reģistrēti asteroīdi, bet tikai vienā laikā un vietā, nevis vairāki novērojumi, kas nepieciešami mazo ceļu apkopošanai.
Piemēram, NOIRLab attēlus galvenokārt uzņēma Viktora M. Blanko 4 metru teleskops Čīlē, veicot gandrīz vienas astotās daļas nakts debesu apsekojumu, lai kartētu galaktiku izplatību Visumā.
Papildu gaismas plankumi tika ignorēti, jo tie nebija tie, ko astronomi pētīja. “Tie ir tikai nejauši dati tikai nejaušos debesu attēlos,” sacīja Dr. Lu.
Bet Moeyens kungam un doktoram Jurikam viens gaismas punkts, kas nav zvaigzne vai galaktika, ir sākumpunkts viņu algoritmam, ko viņi nosauca par Heliocentric Orbit Recovery jeb THOR.
Gravitācijas likums nosaka asteroīda kustību. THOR izveido testa orbītu, kas atbilst novērotajam gaismas punktam, pieņemot noteiktu attālumu un ātrumu. Tad tas aprēķina, kur asteroīds atradās nākamajās un iepriekšējās naktīs. Ja datos tur parādās gaismas punkts, tas varētu būt tas pats asteroīds. Ja algoritms dažu nedēļu laikā var apvienot piecus vai sešus novērojumus, tas ir daudzsološs kandidāts asteroīda atklāšanai.
Principā ir bezgalīgs skaits iespējamo testa orbītu, ko pārbaudīt, taču to aprēķināt nekad nav praktiski. Praksē, tā kā asteroīdi grupējas ap noteiktām orbītām, algoritmam jāapsver tikai daži tūkstoši rūpīgi atlasītu iespēju.
Tomēr tūkstošiem testa orbītu aprēķināšana tūkstošiem potenciālo asteroīdu ir biedējošs uzdevums, lai izjauktu skaitļus. Taču mākoņdatošanas parādīšanās — milzīgā skaitļošanas jauda un datu krātuve, kas tiek izplatīta internetā — padara to iespējamu. Google ieguldīja laiku savā Google Cloud platformā šajā darbā.
“Tā ir viena no stilīgākajām lietotnēm, ko esmu redzējis,” sacīja Skots Benbertijs, Google lietišķā mākslīgā intelekta direktors.
Līdz šim zinātnieki ir pārbaudījuši aptuveni vienu astoto daļu datu par vienu mēnesi, 2013. gada septembri, no NOIRLab arhīviem. THOR ir radījis 1354 potenciālos asteroīdus. Vairāki no tiem jau atradās Starptautiskās Astronomijas savienības Mazo planētu centra uzturētajā asteroīdu katalogā. Dažas no tām novērotas jau iepriekš, taču tikai vienas nakts laikā un ar mazo taciņu nepietika, lai pārliecinoši noteiktu orbītu.
Mazo planētu centrs apstiprinājis, ka līdz šim jauni atklājumi ir 104 objekti. NOIRLab arhīvā ir septiņu gadu dati, kas liecina, ka uz atrašanu gaida desmitiem tūkstošu asteroīdu.
“Manuprāt, tas ir foršiUnteica Metjū Peins, Mazo planētu centra direktors, kurš nebija iesaistīts THOR izstrādē. “Manuprāt, tas ir ļoti interesanti un arī ļauj lietderīgi izmantot jau esošos arhīva datus. “
Algoritms pašlaik ir konfigurēts, lai atrastu tikai galvenos jostu asteroīdus, tos, kuru orbītas ir starp Marsu un Jupiteru, nevis tuvu Zemei asteroīdus, tos, kas varētu sadurties ar mūsu planētu. Atpazīt Zemei tuvus asteroīdus ir grūtāk, jo tie pārvietojas ātrāk. Dažādus viena un tā paša asteroīda novērojumus var attālināti atdalīt laikā un attālumā, un algoritmam ir jāveic vairāk skaitļu noteikšanas, lai izveidotu savienojumus.
“Tas noteikti izdosies,” sacīja Mēna kungs. “Nav nekāda iemesla, kāpēc tā nebūtu. Man tiešām nav bijusi iespēja to izmēģināt.”
THOR ne tikai spēj atklāt jaunus asteroīdus vecos datos, bet arī var mainīt turpmākos novērojumus. Ņem, piemēram, Vera C Robin observatorijakas agrāk bija pazīstams kā Large Universal Survey Telescope, pašlaik tiek būvēts Čīlē.
Rubīna observatorija, ko finansē Nacionālais zinātnes fonds, ir 8,4 metrus garš teleskops, kas bieži skenē nakts debesis, lai izsekotu izmaiņām laika gaitā.
Daļa no observatorijas misijas ir pētīt Visuma liela mēroga struktūru un identificēt tālas supernovas, kas pazīstamas arī kā supernovas. Tuvāk mājām jūs atklāsiet arī lielu skaitu objektu, kas ir mazāki par vienu planētu, kas riņķo ap Saules sistēmu.
Pirms vairākiem gadiem daži zinātnieki ierosināja, ka Rubīna teleskopa novērojumu modeļus varētu modificēt, lai tas varētu noteikt vairāk asteroīdu triecienu un tādējādi ātrāk atrast bīstamākus, bet vēl neatklātus asteroīdus. Taču šīs izmaiņas būtu palēninājušas citus astronomiskos pētījumus.
Ja THOR algoritms labi darbojas ar Rubina datiem, teleskopam nevajadzētu skenēt vienu un to pašu debesu daļu divas reizes naktī, ļaujot tam aptvert divreiz lielāku laukumu.
“Tas principā varētu būt revolucionārs vai vismaz ļoti svarīgs,” sacīja Zeljko Ivezic, teleskopa direktors un zinātniskā raksta autors, kurā aprakstīts THOR un pārbaudīts, vai tas tiek salīdzināts ar novērojumiem.
Ja teleskops var atgriezties tajā pašā vietā debesīs ik pēc divām naktīm, nevis ik pēc četrām naktīm, tas varētu noderēt citiem pētījumiem, tostarp supernovu meklējumiem.
“Tas būtu vēl viens algoritma efekts, kam nav nekāda sakara ar asteroīdiem,” sacīja Dr. Evezeks. “Tas ļoti labi parāda, kā mainās ainava. Zinātnes ekosistēma mainās, jo tagad programmatūra var paveikt lietas, par kurām pirms 20 vai 30 gadiem pat nebūtu sapņojis, par kurām pat neiedomājāties.”. “
Dr. Lu THOR piedāvā citu veidu, kā sasniegt tos pašus mērķus, kas viņam bija pirms desmit gadiem.
Tajā laikā B612 plānoja vērienīgu un daudz dārgāku projektu. Bezpeļņas organizācijai vajadzēja uzbūvēt, palaist un darbināt savu kosmosa teleskopu Sentinel.
Toreiz Dr Lu un citi B612 vadītāji bija neapmierināti ar bīstamo kosmosa akmeņu meklēšanas lēno tempu. 2005. gadā Kongress pilnvaroja NASA līdz 2020. gadam atrast un izsekot 90 procentus Zemei tuvo asteroīdu, kuru diametrs ir 460 pēdas vai vairāk. Taču likumdevēji nav nodrošinājuši NASA nepieciešamo naudu, lai paveiktu darbu, un termiņš ir pagājis ar mazāk nekā puse tiek atrasta.tie asteroīdi.
450 miljonu dolāru piesaistīšana no privātiem ziedotājiem, lai abonētu Sentinel, bija izaicinājums B612, jo īpaši tāpēc, ka NASA apsvēra iespēju izveidot savu kosmosa teleskopu asteroīdu noteikšanai.
Kad Nacionālais zinātnes fonds deva atļauju Rubīnas observatorijai, B612 atkārtoti novērtēja savus plānus. “Mēs varam ātri apgriezties un pateikt: “Kāda ir atšķirīga pieeja problēmas risināšanai, ko mēs esam tur, lai atrisinātu?”” Dr. Lu teica. “
Rubīnas observatorijai pirmie testa novērojumi jāveic aptuveni gada laikā, un tā sāks darboties aptuveni pēc diviem gadiem. Doktors Evčičs sacīja, ka desmit gadu Rubina novērojumi kopā ar citiem asteroīdu meklējumiem varētu sasniegt Kongresa 90 procentu mērķi.
NASA paātrina arī planētu aizsardzības centienus. Tā asteroīda teleskops, ko sauc par NEO Surveyor, ir sākotnējā projektēšanas fāzē, un tā mērķis ir palaist 2026. gadā.
Un vēlāk šogad Double Asteroid Redirection Test misija palaidīs šāviņu pret nelielu asteroīdu un mērīs, cik daudz asteroīda ceļš ir mainījies. Ķīnas Nacionālā kosmosa aģentūra strādā pie līdzīgas misijas.
Attiecībā uz B612, nevis strīdēties par teleskopa projektu, kas maksā gandrīz pusmiljardu dolāru, tas varētu veicināt lētākus pētniecības pasākumus, piemēram, THOR. Pagājušajā nedēļā tā paziņoja, ka ir saņēmusi 1,3 miljonus ASV dolāru dāvanās, lai finansētu turpmāko darbu pie mākoņdatošanas rīkiem asteroīdu zinātnei. Fonds ir saņēmis arī stipendiju no Tito roku darbs degvīna, kas līdzinās 1 miljonam ASV dolāru no citiem ziedotājiem.
B612 un Dr Lu tagad ne tikai cenšas glābt pasauli. “Mēs atbildam uz triviālu jautājumu par to, kā degvīns ir saistīts ar asteroīdiem.” Viņš teica.
