Asteroid Pembunuh Bersembunyi Dalam Penglihatan. Alat Baharu Membantu Mengesan Mereka.

Ed Lu mahu menyelamatkan Bumi daripada asteroid pembunuh.

Atau sekurang-kurangnya, jika terdapat batu angkasa besar yang menghampiri kita, Dr. Lu, bekas angkasawan NASA dengan ijazah kedoktoran dalam fizik gunaan, ingin mencarinya sebelum ia mencecah kita — semoga dengan amaran awal bertahun-tahun dan peluang untuk manusia untuk memesongkannya.

Pada hari Selasa, B612 Foundation, sebuah kumpulan bukan untung yang Dr. Lu bantu ditemui, mengumumkan penemuan lebih daripada 100 asteroid. (Nama yayasan itu merujuk kepada buku kanak-kanak Antoine de Saint-Exupéry, “The Little Prince”; B612 ialah asteroid rumah watak utama.)

Itu dengan sendirinya tidak ketara. Asteroid baharu dilaporkan sepanjang masa oleh pemerhati langit di seluruh dunia. Itu termasuk amatur dengan teleskop belakang rumah dan tinjauan robotik secara sistematik mengimbas langit malam.

Apa yang luar biasa ialah B612 tidak membina teleskop baharu malah membuat pemerhatian baharu dengan teleskop sedia ada. Sebaliknya, penyelidik yang dibiayai oleh B612 menggunakan kekuatan pengiraan canggih pada imej berusia tahun – 412,000 daripadanya dalam arkib digital di Makmal Penyelidikan Astronomi Optik-Inframerah Kebangsaan, atau NOIRLab – untuk menapis asteroid daripada 68 bilion titik cahaya kosmik ditangkap dalam imej.

“Ini adalah cara moden melakukan astronomi,” Kata Dr Lu.

Penyelidikan menambah kepada usaha “pertahanan planet” yang dilakukan oleh NASA dan organisasi lain seluruh dunia.

Hari ini, daripada anggaran 25,000 asteroid berhampiran Bumi sekurang-kurangnya 460 kaki diameter, hanya kira-kira 40 peratus daripadanya telah ditemui. 60 peratus yang lain – kira-kira 15,000 batuan angkasa lepas, setiap satu dengan potensi melepaskan tenaga yang setara dengan ratusan juta tan TNT dalam perlanggaran dengan Bumi – kekal tidak dapat dikesan.

B612 bekerjasama dengan Joachim Moeyens, seorang pelajar siswazah di Universiti Washington, dan penasihat kedoktorannya, Mario Juric, seorang profesor astronomi. Mereka dan rakan sekerja di Institut Penyelidikan Intensif Data dalam Astrofizik dan Kosmologi universiti membangunkan algoritma yang mampu meneliti imejan astronomi bukan sahaja untuk mengenal pasti titik cahaya yang mungkin asteroid, tetapi juga mengetahui titik cahaya dalam imej yang diambil. malam yang berbeza sebenarnya adalah asteroid yang sama.

Pada dasarnya, penyelidik membangunkan cara untuk menemui apa yang telah dilihat tetapi tidak diperhatikan.

Lazimnya, asteroid ditemui apabila bahagian langit yang sama difoto beberapa kali dalam satu malam. Petak langit malam mengandungi banyak titik cahaya. Bintang dan galaksi yang jauh kekal dalam susunan yang sama. Tetapi objek yang lebih dekat, dalam sistem suria, bergerak dengan cepat, dan kedudukannya beralih sepanjang malam.

Ahli astronomi memanggil satu siri pemerhatian terhadap satu objek bergerak pada satu malam sebagai “tracklet.” Tracklet memberikan petunjuk pergerakan objek, menunjukkan ahli astronomi ke mana mereka mungkin mencarinya pada malam lain. Mereka juga boleh mencari imej lama untuk objek yang sama.

Banyak pemerhatian astronomi yang bukan sebahagian daripada carian asteroid sistematik tidak dapat tidak merekodkan asteroid, tetapi hanya pada satu masa dan tempat, bukan pemerhatian berbilang yang diperlukan untuk menyusun jejak.

Imej NOIRLab, sebagai contoh, diambil terutamanya oleh Teleskop 4 Meter Victor M. Blanco di Chile sebagai sebahagian daripada tinjauan hampir satu perlapan daripada langit malam untuk memetakan taburan galaksi di alam semesta.

Butiran cahaya tambahan tidak diendahkan, kerana ia bukan seperti yang dipelajari oleh ahli astronomi. “Ia hanya data rawak dalam imej rawak langit sahaja,” kata Dr. Lu.

Tetapi bagi Encik Moeyens dan Dr. Juric, satu titik cahaya yang bukan bintang atau galaksi ialah titik permulaan untuk algoritma mereka, yang mereka namakan Pemulihan Orbit Heliosentrik Tanpa Tracklet, atau THOR.

Pergerakan asteroid dengan tepat ditentukan oleh undang-undang graviti. THOR membina orbit ujian yang sepadan dengan titik cahaya yang diperhatikan, dengan mengandaikan jarak dan halaju tertentu. Ia kemudian mengira di mana asteroid itu berada pada malam-malam berikutnya dan sebelumnya. Jika titik cahaya muncul di sana dalam data, itu mungkin asteroid yang sama. Jika algoritma boleh menghubungkan lima atau enam pemerhatian dalam beberapa minggu, itu adalah calon yang menjanjikan untuk penemuan asteroid.

Pada dasarnya, terdapat bilangan tak terhingga kemungkinan orbit ujian untuk diperiksa, tetapi itu memerlukan keabadian yang tidak praktikal untuk dikira. Dalam amalan, kerana asteroid berkumpul di sekeliling orbit tertentu, algoritma perlu mempertimbangkan hanya beberapa ribu kemungkinan yang dipilih dengan teliti.

Namun, mengira beribu-ribu orbit ujian untuk beribu-ribu asteroid yang berpotensi adalah tugas yang sangat besar. Tetapi kemunculan pengkomputeran awan — kuasa pengiraan yang luas dan storan data yang diedarkan di seluruh internet — menjadikannya boleh dilaksanakan. Google menyumbangkan masa pada platform Google Cloud untuk usaha itu.

“Ia adalah salah satu aplikasi paling hebat yang saya lihat,” kata Scott Penberthy, pengarah kecerdasan buatan gunaan di Google.

Setakat ini, saintis telah menyaring kira-kira satu perlapan daripada data sebulan, September 2013, daripada arkib NOIRLab. THOR menghasilkan 1,354 kemungkinan asteroid. Ramai daripada mereka sudah pun berada dalam katalog asteroid yang diselenggara oleh Pusat Planet Kecil Kesatuan Astronomi Antarabangsa. Sebahagian daripada mereka telah diperhatikan sebelum ini, tetapi hanya dalam satu malam dan tracklet tidak mencukupi untuk menentukan orbit dengan yakin.

Pusat Planet Minor telah mengesahkan 104 objek sebagai penemuan baharu setakat ini. Arkib NOIRLab mengandungi tujuh tahun data, menunjukkan bahawa terdapat puluhan ribu asteroid menunggu untuk ditemui.

“Saya rasa ia hebat,” kata Matthew Payne, pengarah Pusat Planet Minor, yang tidak terlibat dengan membangunkan THOR. “Saya rasa ia sangat menarik dan ia juga membolehkan kami menggunakan data arkib yang sedia ada dengan baik..”

Algoritma pada masa ini dikonfigurasikan untuk hanya mencari asteroid tali pinggang utama, yang mempunyai orbit antara Marikh dan Musytari, dan bukan asteroid berhampiran Bumi, yang boleh berlanggar dengan planet kita. Mengenal pasti asteroid berhampiran Bumi adalah lebih sukar kerana ia bergerak lebih pantas. Pemerhatian yang berbeza terhadap asteroid yang sama boleh dipisahkan lebih jauh dalam masa dan jarak, dan algoritma perlu melakukan lebih banyak penyusutan nombor untuk membuat sambungan.

“Ia pasti berkesan,” kata Encik Moeyens. “Tiada sebab mengapa ia tidak boleh. Saya benar-benar tidak mempunyai peluang untuk mencubanya.”

THOR bukan sahaja mempunyai keupayaan untuk menemui asteroid baharu dalam data lama, tetapi ia juga boleh mengubah pemerhatian masa depan juga. Ambil, sebagai contoh, Balai Cerap Vera C. Rubindahulunya dikenali sebagai Teleskop Tinjauan Sinoptik Besar, sedang dalam pembinaan di Chile.

Dibiayai oleh Yayasan Sains Kebangsaan, Balai Cerap Rubin ialah teleskop 8.4 meter yang akan berulang kali mengimbas langit malam untuk menjejaki apa yang berubah dari semasa ke semasa.

Sebahagian daripada misi balai cerap adalah untuk mengkaji struktur berskala besar alam semesta dan mengesan bintang meletup jauh, juga dikenali sebagai supernova. Lebih dekat dengan rumah, ia juga akan melihat banyak badan yang lebih kecil daripada planet mengelilingi sistem suria.

Beberapa tahun yang lalu, beberapa saintis mencadangkan bahawa corak pemerhatian teleskop Rubin boleh dilaraskan supaya ia dapat mengenal pasti lebih banyak jejak asteroid dan dengan itu mengesan lebih banyak asteroid berbahaya yang belum ditemui dengan lebih cepat. Tetapi perubahan itu akan melambatkan penyelidikan astronomi lain.

Jika algoritma THOR terbukti berfungsi dengan baik dengan data Rubin, maka teleskop tidak perlu mengimbas bahagian langit yang sama dua kali semalam, membenarkan ia meliputi dua kali lebih luas kawasan sebaliknya.

“Itu pada dasarnya boleh menjadi revolusioner, atau sekurang-kurangnya sangat penting,” kata Zeljko Ivezic, pengarah teleskop dan pengarang dalam kertas saintifik yang menggambarkan THOR dan mengujinya terhadap pemerhatian.

Jika teleskop boleh kembali ke tempat yang sama di langit setiap dua malam dan bukannya setiap empat, itu boleh memberi manfaat kepada penyelidikan lain, termasuk pencarian supernova.

“Itu akan menjadi satu lagi kesan algoritma yang tidak ada kaitan dengan asteroid,” kata Dr. Ivezic. “Ini menunjukkan dengan baik bagaimana landskap berubah. Ekosistem sains sedang berubah kerana perisian kini boleh melakukan perkara yang 20, 30 tahun dahulu anda tidak akan impikan, anda tidak akan fikirkan.”

Bagi Dr. Lu, THOR menawarkan cara berbeza untuk mencapai matlamat yang sama yang dia ada sedekad lalu.

Pada masa itu, B612 menyasarkan projek yang bercita-cita tinggi dan jauh lebih mahal. Organisasi bukan untung itu akan membina, melancarkan dan mengendalikan teleskop angkasanya sendiri yang dipanggil Sentinel.

Pada masa itu, Dr. Lu dan pemimpin B612 yang lain kecewa dengan langkah perlahan pencarian batu angkasa yang berbahaya. Pada tahun 2005, Kongres meluluskan mandat untuk NASA untuk mencari dan menjejaki 90 peratus asteroid dekat Bumi dengan diameter 460 kaki atau lebih menjelang 2020. Tetapi penggubal undang-undang tidak pernah memberikan wang yang diperlukan NASA untuk menyelesaikan tugas itu, dan tarikh akhir berlalu dengan kurang daripada separuh daripada asteroid itu ditemui.

Mengumpul $450 juta daripada penderma persendirian untuk menaja jamin Sentinel adalah sukar untuk B612, terutamanya kerana NASA sedang mempertimbangkan teleskop angkasa mencari asteroid sendiri.

Apabila Yayasan Sains Kebangsaan memberi kebenaran untuk membina Balai Cerap Rubin, B612 menilai semula rancangannya. “Kami boleh dengan cepat berputar dan berkata, ‘Apakah pendekatan berbeza untuk menyelesaikan masalah yang kami ada untuk menyelesaikannya?'” Kata Dr. Lu.

Balai Cerap Rubin akan membuat pemerhatian ujian pertamanya dalam masa kira-kira setahun dan mula beroperasi kira-kira dua tahun. Sepuluh tahun pemerhatian Rubin, bersama-sama dengan carian asteroid lain akhirnya dapat memenuhi matlamat 90 peratus Kongres, kata Dr. Ivezic.

NASA sedang mempercepatkan usaha pertahanan planetnya juga. Teleskop asteroidnya, bernama NEO Surveyor, sedang dalam peringkat reka bentuk awal, bertujuan untuk dilancarkan pada 2026.

Dan akhir tahun ini, misi Ujian Pengalihan Asteroid Bergandanya akan menghantam peluru ke dalam asteroid kecil dan mengukur sejauh mana ia mengubah trajektori asteroid itu. Agensi angkasa negara China sedang menjalankan misi yang sama.

Untuk B612, bukannya bertelagah projek teleskop yang menelan belanja hampir setengah bilion dolar, ia boleh menyumbang dengan usaha penyelidikan yang lebih murah seperti THOR. Minggu lalu, ia mengumumkan bahawa ia telah menerima hadiah $1.3 juta untuk membiayai kerja selanjutnya pada alat pengiraan berasaskan awan untuk sains asteroid. Yayasan itu juga menerima geran daripada Vodka Buatan Tangan Tito yang akan memadankan sehingga $1 juta daripada penderma lain.

B612 dan Dr. Lu kini bukan sahaja cuba menyelamatkan dunia. “Kami adalah jawapan kepada soalan trivia tentang bagaimana vodka berkaitan dengan asteroid.” katanya.

We want to thank the writer of this post for this amazing material

Asteroid Pembunuh Bersembunyi Dalam Penglihatan. Alat Baharu Membantu Mengesan Mereka.


Find here our social media profiles and other related pageshttps://paw6.info/related-pages/