Edas Law nori išgelbėti Žemę nuo mirtinų asteroidų.

Arba bent jau, jei mūsų keliu atsidurs didelė kosminė uoliena, daktaras Lu, buvęs NASA astronautas, turintis taikomosios fizikos mokslų daktaro laipsnį, nori jį rasti, kol jis nepasieks mūsų – tikimės, kad per daug metų bus perspėjimas ir suteikiama galimybė žmonijai . jį išleisti.

Antradienį B612 fondas, ne pelno siekianti grupė, kurią padėjo surasti daktaras Lu, paskelbė apie daugiau nei 100 asteroidų atradimą. (Įstaigos pavadinimas yra nuoroda į Antoine’o de Saint-Exupery knygą vaikams „Mažasis princas“; B612 yra pagrindinis veikėjo asteroidas.)

Tai savaime nėra pastebima. Dangaus stebėtojai visame pasaulyje nuolat praneša apie naujus asteroidus. Tai apima mėgėjus, turinčius kiemo teleskopus ir robotus, kurie sistemingai tyrinėja naktinį dangų.

Pažymėtina, kad B612 nesukūrė naujo teleskopo ir net neatliko naujų stebėjimų esamais teleskopais. Vietoj to, B612 finansuojami mokslininkai pritaikė sudėtingas skaičiavimo galimybes metų senumo vaizdams – 412 000 iš jų yra Nacionalinės infraraudonųjų spindulių optinės astronomijos tyrimų laboratorijos arba NOIRLab skaitmeniniuose archyvuose, kad išsijotų asteroidus iš 68 milijardų kosminės šviesos taškų. užfiksuotas nuotraukose.

Tai šiuolaikinis astronomijos metodas” Daktaras Lu pasakė.

Paieška prideda prie NASA ir kitų organizacijų „Planetų gynybos“ pastangos aplink pasauli.

Šiandien iš 25 000 šalia Žemės esančių asteroidų, kurių skersmuo ne mažesnis kaip 460 pėdų, rasta tik apie 40 proc. Likę 60 procentų – apie 15 000 kosminių uolienų, kurių kiekviena susidūrus su Žeme gali išleisti energiją, prilygstančią šimtams milijonų tonų TNT – lieka neatrasta.

B612 bendradarbiavo su Joachimu Moeyensu, Vašingtono universiteto absolventu ir doktorantu, astronomijos profesoriumi Mario Juric. Jie ir kolegos iš universiteto Astrofizikos ir kosmologijos duomenų intensyvių tyrimų instituto sukūrė algoritmą, galintį tirti astronominius vaizdus ne tik nustatyti, kurie šviesos taškai gali būti asteroidai, bet ir nustatyti, kurie šviesos taškai vaizduose, darytuose skirtingomis naktimis. iš tikrųjų yra tas pats asteroidas.

Iš esmės mokslininkai sukūrė būdą, kaip aptikti tai, kas iš tikrųjų buvo matyta, bet nepastebėta.

Paprastai asteroidai aptinkami, kai ta pati dangaus dalis per vieną naktį nufotografuojama kelis kartus. Naktinio dangaus lopinėlyje yra daug šviesos taškų. Tolimos žvaigždės ir galaktikos išlieka ta pačia tvarka. Tačiau daug arčiau esantys objektai Saulės sistemoje juda greitai, o jų padėtis keičiasi per naktį.

Vieno judančio objekto stebėjimų seriją per vieną naktį astronomai vadina „stebėjimu“. Sekiklis rodo objekto judėjimą ir nukreipia astronomus ten, kur jie gali ieškoti kitos nakties. Jie taip pat gali ieškoti senų to paties objekto nuotraukų.

Daugelis astronominių stebėjimų, kurie nėra sistemingų asteroidų paieškų dalis, neišvengiamai registruoja asteroidus, bet tik vienu metu ir vienoje vietoje, o ne kelis stebėjimus, kurių reikia norint sujungti mažus kelius.

Pavyzdžiui, NOIRLab nuotraukos pirmiausia buvo padarytos Victor M. Blanco 4 metrų teleskopu Čilėje, kai buvo tiriama beveik aštuntoji naktinio dangaus, siekiant nustatyti galaktikų pasiskirstymą visatoje.

Papildomos šviesos dėmės buvo ignoruojamos, nes jas tyrinėjo ne astronomai. „Tai tik atsitiktiniai duomenys tiesiog atsitiktinėse dangaus nuotraukose“, – sakė daktaras Lu.

Tačiau ponui Moeyensui ir daktarui Juricui vienas šviesos taškas, kuris nėra žvaigždė ar galaktika, yra jų algoritmo, kurį jie pavadino heliocentrinės orbitos atkūrimu be pėdsakų, arba THOR, atskaitos taškas.

Gravitacijos dėsnis valdo asteroido judėjimą. THOR sukuria bandomąją orbitą, atitinkančią stebimą šviesos tašką, darydamas tam tikrą atstumą ir greitį. Tada jis apskaičiuoja, kur asteroidas buvo paskesnėmis ir ankstesnėmis naktimis. Jei duomenims ten atsiras šviesos taškas, tai gali būti tas pats asteroidas. Jei algoritmas per kelias savaites gali sujungti penkis ar šešis stebėjimus, tai yra perspektyvus kandidatas atrasti asteroidą.

Iš esmės galima išnagrinėti begalinį skaičių galimų bandomųjų orbitų, tačiau tai niekada neturi būti nepraktiška apskaičiuoti. Praktikoje, kadangi asteroidai telkiasi aplink tam tikras orbitas, algoritmui tereikia atsižvelgti į kelis tūkstančius kruopščiai atrinktų galimybių.

Tačiau suskaičiuoti tūkstančius bandomųjų orbitų tūkstančiams potencialių asteroidų yra nelengva užduotis, norint įveikti skaičius. Tačiau debesų kompiuterijos atsiradimas – didžiulė skaičiavimo galia ir duomenų saugykla, paskirstyta internetu, tai leidžia tai padaryti. „Google“ prisidėjo prie šių pastangų savo „Google Cloud“ platformoje.

„Tai viena šauniausių mano matytų programų“, – sakė „Google“ taikomojo dirbtinio intelekto direktorius Scottas Benberthy.

Iki šiol mokslininkai ištyrė maždaug aštuntadalį vieno mėnesio, 2013 m. rugsėjo mėn., duomenų iš NOIRLab archyvų. THOR sukūrė 1354 potencialius asteroidus. Keletas jų jau buvo Tarptautinės astronomų sąjungos Mažųjų planetų centro tvarkomame asteroidų kataloge. Kai kurie iš jų buvo pastebėti ir anksčiau, tačiau tik per vieną naktį ir nedidelio kelio neužteko, kad būtų galima patikimai nustatyti orbitą.

Mažosios planetos centras patvirtino, kad kol kas 104 objektai yra nauji atradimai. NOIRLab archyve yra septynerių metų duomenys, rodantys, kad laukia dešimtys tūkstančių asteroidų.

„Manau, kad tai šaunuIrsakė Matthew Payne’as, Mažosios planetos centro direktorius, kuris nedalyvavo kuriant THOR. „Manau, kad tai labai įdomu ir leidžia mums tinkamai panaudoti jau turimus archyvinius duomenis. “

Algoritmas šiuo metu sukonfigūruotas taip, kad rastų tik pagrindinius juostos asteroidus, tuos, kurie skrieja tarp Marso ir Jupiterio, o ne arti Žemės esančius asteroidus, tuos, kurie galėtų susidurti su mūsų planeta. Arti Žemės esančius asteroidus atpažinti sunkiau, nes jie juda greičiau. Skirtingi to paties asteroido stebėjimai gali būti atskirti pagal laiką ir atstumą, o algoritmas turi labiau suskaidyti skaičių, kad užmegztų ryšius.

„Tai tikrai pavyks“, – sakė J. Moenas. „Nėra jokios priežasties, kodėl taip nebūtų. Aš tikrai neturėjau galimybės to išbandyti.”

THOR ne tik turi galimybę atrasti naujus asteroidus senuose duomenyse, bet ir gali pakeisti būsimus stebėjimus. Paimkite, pavyzdžiui, Vera C Robin observatorijaanksčiau žinomas kaip didelis universalus apžvalgos teleskopas, šiuo metu statomas Čilėje.

Nacionalinio mokslo fondo finansuojama Rubino observatorija yra 8,4 metro teleskopas, kuris dažnai nuskaito naktinį dangų, kad galėtų stebėti pokyčius laikui bėgant.

Observatorijos misijos dalis – tirti didelio masto visatos struktūrą ir identifikuoti tolimas supernovas, dar žinomas kaip supernovos. Arčiau namų taip pat atrasite daugybę objektų, mažesnių nei viena planeta, besisukanti aplink Saulės sistemą.

Prieš kelerius metus kai kurie mokslininkai pasiūlė, kad Rubino teleskopo stebėjimo modeliai galėtų būti pakeisti taip, kad jis galėtų nustatyti daugiau asteroidų smūgių ir taip greičiau aptikti pavojingesnius, tačiau neatrastus asteroidus. Tačiau šis pokytis būtų pristabdęs kitus astronominius tyrimus.

Jei THOR algoritmas gerai veikia su Rubino duomenimis, teleskopui nereikės du kartus per naktį nuskaityti tos pačios dangaus dalies, o tai leidžia aprėpti dvigubai didesnį plotą.

„Tai iš principo gali būti revoliucinga arba bent jau labai svarbu“, – sakė teleskopo direktorius Zeljko Ivezic ir mokslinio straipsnio, aprašančio THOR ir tikrinančio jį su stebėjimais, autorius.

Jei teleskopas galės grįžti į tą pačią vietą danguje kas dvi naktis, o ne kas keturias naktis, tai galėtų būti naudinga kitiems tyrimams, įskaitant supernovų paiešką.

„Tai būtų dar vienas algoritmo efektas, neturintis nieko bendra su asteroidais“, – sakė daktaras Evezekas. „Tai labai gerai parodo, kaip keičiasi kraštovaizdis. Keičiasi mokslo ekosistema, nes dabar programinė įranga gali padaryti tai, apie ką prieš 20 ar 30 metų net nesvajojote, apie ką net nepagalvojote.”. “

Daktarui Lu THOR siūlo kitokį būdą, kaip pasiekti tuos pačius tikslus, kuriuos jis turėjo prieš dešimtmetį.

Tuo metu B612 žvelgė į ambicingą ir daug brangesnį projektą. Ne pelno organizacija turėjo pastatyti, paleisti ir eksploatuoti savo kosminį teleskopą Sentinel.

Tuo metu daktaras Lu ir kiti B612 vadovai buvo nusivylę lėtu pavojingų kosminių uolienų paieškos tempu. 2005 m. Kongresas įpareigojo NASA iki 2020 m. surasti ir sekti 90 procentų arti Žemės esančių asteroidų, kurių skersmuo 460 pėdų ar didesnis. Tačiau įstatymų leidėjai nepaskyrė NASA reikalingų pinigų darbui atlikti, o terminas praėjo mažiau nei pusei. randami.tie asteroidai.

Surinkti 450 milijonų dolerių iš privačių donorų, kad būtų galima užsiprenumeruoti Sentinel, B612 buvo sudėtinga, ypač todėl, kad NASA svarstė galimybę sukurti savo kosminį teleskopą asteroidams aptikti.

Kai Nacionalinis mokslo fondas leido kurti Rubino observatoriją, B612 iš naujo įvertino savo planus. „Galime greitai apsisukti ir pasakyti: „Koks kitoks požiūris į problemos sprendimą, kurį norime išspręsti?“ – sakė dr. Lu. “

Planuojama, kad Rubino observatorija pirmuosius bandomuosius stebėjimus atliks maždaug po metų ir pradės veikti maždaug po dvejų metų. Daktaras Evčičius sakė, kad dešimt metų Rubino stebėjimai kartu su kitomis asteroidų paieškomis gali pasiekti Kongreso 90 proc.

NASA taip pat spartina planetinės gynybos pastangas. Jo asteroidinis teleskopas, vadinamas NEO Surveyor, yra pradiniame projektavimo etape ir jį ketinama paleisti 2026 m.

Vėliau šiais metais „Double Asteroid Redirection Test“ misija paleis sviedinį į mažą asteroidą ir išmatuos, kiek pasikeitė asteroido kelias. Kinijos nacionalinė kosmoso agentūra vykdo panašią misiją.

Dėl B612, o ne ginčytis dėl beveik pusę milijardo dolerių kainuojančio teleskopo projekto, jis galėtų prisidėti prie pigesnių tyrimų, tokių kaip THOR. Praėjusią savaitę ji paskelbė, kad gavo 1,3 milijono dolerių dovanų, skirtų tolesniam darbui, susijusiam su debesų kompiuterijos įrankiais, skirtais asteroidų mokslui, finansuoti. Fondas taip pat gavo subsidiją iš Tito rankų darbo degtinės, kuri atitiks iki 1 mln. USD iš kitų donorų.

B612 ir daktaras Lu dabar ne tik bando išgelbėti pasaulį. „Mes atsakome į trivialų klausimą, kaip degtinė susijusi su asteroidais. Jis pasakė.