Ее гиперреалистичные компьютерные модели защищают Землю от смертоносных астероидов.

У Сабины Радукан такая работа, которую вы ожидаете от главного героя фильма Майкла Бэя 1990-х годов. В «Скале » доктор Стэнли Гудспид в исполнении Николаса Кейджа — специалист ФБР по химическому оружию, который помогает спасти положение. В « Армагеддоне » Гарри Стэмпер в исполнении Брюса Уиллиса — опытный бурильщик, который помогает спасти положение. А в Бернском университете, одном из крупнейших университетов Швейцарии, Сабина Радукан строит гиперреалистичные модели столкновений с астероидами. Что однажды может помочь спасти, ну, в общем, всю нашу планету.

Чтобы было ясно, Радукан не строит модели того, что произойдет в случае столкновения астероида с Землей. Вместо этого, будучи исследователем с докторской степенью, она строит численные модели того, что произойдет, если мы (имея в виду Землю) попытаемся отклонить разрушительный астероид, отправив навстречу ему созданное руками человека «ударное» устройство. Вместо того, чтобы уничтожить его, это можно использовать, чтобы сбить астероид с курса, чтобы он пролетел мимо нашей планеты.

На данный момент идея иметь что-то подобное в качестве меры предосторожности все еще находится в будущем. Однако когда это произойдет (и это скорее «когда», чем «если»), работа Рэдукана может оказаться бесценной. И, по крайней мере, на данный момент, ее исследования дают ей вызывающий зависть ледокол для вечеринок: «Я работаю в планетарном оборонном секторе».

Золотой век астероидов

Радукан увлеклась темой образования кратеров от ударов, когда она получала степень магистра астрономии, космических наук и астрофизики в Кентском университете Великобритании. «Все интересовались Марсом и Луной, — сказала она Digital Trends. «Вот куда идут все исследования. Я хотел сделать что-то, что не было бы перенаселено учеными и [намного] менее изучено».

Ученые задавались вопросом о возможности защиты Земли от возможных астероидов-убийц уже более полувека. В середине 1960-х многие люди были обеспокоены возможностью столкновения астероида 1566 Икар с Землей, несмотря на то, что эксперты были уверены, что он пролетит не дальше четырех миллионов миль. «Большой астероид направляется к Земле», — кричала одна газета. « Хиппи бегут в Колорадо, когда Икар приближается к Земле», — писал не меньший авторитет, чем New York Times .

В Массачусетском технологическом институте исследователи разработали план взрыва «Икара» с помощью шести ракет «Сатурн-5», вооруженных отдельными ядерными боеголовками мощностью 100 мегатонн. Как и ожидалось, Икар пропал без Земли — хотя работа Массачусетского технологического института, более подробно описанная в книге « Огонь в небе », не вызвала недостатка в освещении в прессе.

Но хотя с тех пор периодически возникают всплески освещения этой темы и нет недостатка в голливудских фильмах ( совсем недавно «Не смотри вверх» ), Рэдукан уверена, что вышла на поле в нужное время.

Супермодели астероидов

Одной из причин этого является количество космических миссий и полученные данные. «Пятнадцать лет назад были такие ограниченные данные [об астероидах]», — сказала она. «Теперь у нас есть несколько космических миссий, которые отправляются к астероидам, и поступает много данных. Есть DART и Hera. Есть миссия Люси. Есть миссии OSIRIS-REx и Hayabusa . Есть миссия Psyche. Все это данные, которые вы не можете получить с Земли».

Интересно, что не все данные, используемые для построения моделей Радукана, могут быть получены из реальных астероидов. Недавно некоторые из ее коллег отправились в Испанию, где они стреляли пластиковыми снарядами по уменьшенной модели астероида Рюгу, сделанной из песка и камней, используя газовую пушку. Эти результаты также попадают в ее компьютерные модели.

Второй, дополнительной причиной того, что сейчас самое лучшее время для изучения астероидов, является марш технического прогресса, управляемый законом Мура. Моделирование столкновения с астероидом, которое, если использовать то же сравнение за 15 лет, упомянутое ранее, потребовало бы неделю для обработки в 2007 году, теперь занимает около получаса. И симуляции, которые в настоящее время занимают неделю, намного превосходят их по сложности.

Версия TL;DR? Мы больше знаем об астероидах и, как сказано во вступлении к «Человеку за шесть миллионов долларов» , мы можем их восстановить. Или, по крайней мере, смоделировать их во впечатляюще высоком разрешении на суперкомпьютере.

Вопрос о силе

В настоящее время нет астероидов, которые, по мнению ученых, представляют непосредственную угрозу жизни на Земле. Нет никакой немедленной гонки на время, чтобы построить планетарную систему защиты. Но такие модели, как у Радукана, помогут нам лучше понять, как обращаться с астероидами, если однажды нам 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 под действием силы тяжести. Для каждого из них потребуются разные стратегии, поэтому работа по компьютерному моделированию, подобная этой, так важна.

Легко думать, что когда дело доходит до возможных астероидов-убийц, мы должны просто ударить по ним так сильно, как только сможем. В конце концов, концепция чрезмерного уничтожения, превышающая количество разрушительной способности, необходимой для решения проблемы, не кажется слишком большой проблемой, когда вы имеете дело с потенциальным событием уровня вымирания, мчащимся к Земле.

Но на самом деле это не так. Столкновение с астероидом с недостаточной силой, чтобы отклонить его, было бы, очевидно, плохой новостью. Тем не менее, то же самое можно сказать и о слишком сильном ударе — это знает любой, кто когда-либо играл в игру Atari Asteroids .

«Проблема в том, что если вы ударите по нему слишком сильно, вы просто разорвете его на части», — сказал Радукан. «Тогда вместо того, чтобы иметь дело с одним объектом, вы имеете дело с несколькими меньшими объектами, которыми гораздо сложнее управлять. Вместо одного воздействия у вас есть ряд воздействий. Это то, чего вы определенно хотите избежать».

Доказательство предсказаний

Конечно, большой вопрос о моделях Радукана такой же, как и о любой модели прогнозирования: насколько они точны? Многие модели смарт-компьютеров, оснащенные гораздо большими объемами данных, потерпели неудачу. Как известно, Google Flu Trends, в котором использовались поисковые запросы Google по запросам, связанным с гриппом, оказался далеко от истины , когда дело дошло до точного прогнозирования распространения вируса гриппа во время сезона гриппа.

Как Рэдукан 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 вскоре.

В ноябре прошлого года НАСА запустило миссию DART (Double Asteroid Redirection Test) . Провозглашенный первым в мире полномасштабным испытанием планетарной защиты от возможных столкновений с астероидами, DART столкнется с астероидом-мишенью Диморфос где-то в сентябре этого года.

В рамках своей работы Рэдукан помогла смоделировать вероятное воздействие, которое DART окажет на свою цель. Ее прогнозы говорят о том, что миссия DART крайне маловероятно раздробит астероид, хотя и значительно деформирует его. Чтобы разбить его, потребуется в 10 раз больше энергии удара. Анализируя данные миссии DART и миссии Hera Европейского космического агентства по расследованию последствий удара зонда DART, можно будет понять, насколько хорошо модели Радукана предсказали удар.

Каким бы ни был результат, полученные данные будут использованы для повышения точности будущих моделей.

Создание планетарной системы защиты

В конечном счете, есть надежда, что прогнозирующие модели столкновения с астероидами Радукана могут стать одной из ключевых частей планетарной системы защиты, способной уберечь Землю от угрозы будущих столкновений с астероидами.

Поскольку последнее столкновение с астероидом уровня вымирания произошло примерно 66 миллионов лет назад, вероятность такого столкновения с астероидом, к счастью, невелика. (Хотя, как отмечает НАСА , астероид размером с автомобиль входит в атмосферу Земли примерно раз в год, но сгорает до того, как причинит какой-либо ущерб.)

Тем не менее, учитывая потенциальный ущерб, который может нанести астероид-убийца, Радукан считает, что стоит вложиться в создание необходимых мер безопасности — по крайней мере, в отношении таких миссий, как DART.

«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. «У него на борту всего несколько инструментов, таких как камера и навигационная система, а продолжительность миссии очень короткая, меньше года в космосе».

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