彼女の超現実的なコンピューターモデルは、地球をキラー小惑星から保護します

Sabina Raducanには、1990年代のマイケルベイ映画の主人公に期待されるような仕事があります。ザ・ロックでは、ニコラス・ケイジのスタンリー・グッドスピード博士がFBIの化学兵器のスペシャリストであり、その日を救う手助けをしています。アルマゲドンでは、ブルースウィリスのハリースタンパーは、その日を救うのに役立つベテランの石油掘削業者です。また、スイス最大の大学の1つであるベルン大学では、SabinaRaducanが小惑星の衝突の超現実的なモデルを構築しています。いつの日か、私たちの地球全体を救うのに役立つかもしれません。

明確にするために、ラドゥカンは小惑星が地球に衝突した場合に何が起こるかについてのモデルを構築していません。代わりに、ポスドク研究員として、私たち(地球を意味する)が人工の「インパクター」デバイスを送ってそれを迎えようとして破壊的な小惑星をそらそうとした場合に何が起こるかについての数値シミュレーションを構築します。これは、破壊するのではなく、小惑星をコース外に移動させて、惑星を通過するようにするために使用できます。

今のところ、予防策としてこのようなものを持つという考えはまだ将来です。それが起こったとき(そしてそれは「if」ではなく「when」である可能性が高い)、Raducanの仕事は非常に貴重であることがわかるかもしれません。そして、少なくとも今のところ、彼女の研究は彼女にパーティーのための羨望を誘発する砕氷船を与えます:「私は惑星防衛部門で働いています。」

小惑星の黄金時代

Raducanは、英国のケント大学で天文学、宇宙科学、天体物理学の修士号を取得しているときに、衝撃クレーターの主題に魅了されました。 「誰もが火星と月に興味を持っていました」と彼女はデジタルトレンドに語った。 「それがすべての研究が進むところです。科学者が過密にならず、あまり研究されていないことをしたかったのです。」

地球を飛び回る小惑星のイラスト。

科学者たちは、半世紀以上の間、可能性のあるキラー小惑星から地球を保護する可能性について疑問に思ってきました。 1960年代半ば、小惑星1566イカルスが地球に衝突する可能性について多くの人々が心配していましたが、専門家は小惑星が約400万マイル以内しか通過しないと確信していました。 「大きな小惑星は地球に向かっている」とある新聞が叫んだ。 「 ヒッピーはイカルスが地球に近づくにつれてコロラドに逃げる」とニューヨークタイムズに劣らない権威を書いた。

MITで、研究者たちは、別々の100メガトンの核弾頭で武装した6つのサターンVロケットを使用してイカルスを爆破する計画を作成しました。予想通り、イカルスは失われた地球を巻き上げました– MITの仕事は、本 『 Fire in the Sky 』でより詳細に説明されていますが、報道の不足はありませんでした。

それ以来、このトピックの報道は定期的に急増しており、ハリウッド映画(最近ではドントルックアップ)が不足することはありませんが、ラドゥカンは彼女が適切な時期にこの分野に参入したと確信しています。

小惑星スーパーモデル

この理由の1つは、宇宙ミッションの量と結果のデータです。 「15年前、[小惑星について]そのような限られたデータがありました」と彼女は言いました。 「今、私たちは小惑星に行く複数の宇宙ミッションと入ってくるたくさんのデータを持っています。DARTとHeraがあります。ルーシーの使命があります。 OSIRIS-RExはやぶさのミッションがあります。サイキの使命があります。これらはすべて、地球からは取得できなかったデータです。」

興味深いことに、ラドゥカンのモデルを構築するために使用されるすべてのデータが実際の小惑星から得られるわけではありません。最近、彼女の同僚の何人かはスペインにトレッキングし、圧縮ガス銃を使用して、砂と岩でできた小惑星リュウグウの代替スケールモデルでプラスチックの発射体を発射しました。これらの結果は、彼女のコンピューターモデルにも反映されています。

この図は、木星の近くでトロヤ小惑星の1つを通過するルーシー宇宙船を示しています。
木星の近くでトロヤ小惑星の1つを通過するルーシー宇宙船のイラスト。サウスウエスト研究所

小惑星を研究するのに今がこれまでで最高の時期である2番目の補足的な理由は、ムーアの法則に基づく技術進歩の行進です。前述の同じ15年間の比較を使用すると、2007年の処理に1週間かかっていた小惑星衝突シミュレーションは、現在では約30分かかります。また、現在1週間かかるシミュレーションは、複雑さがはるかに優れています。

TL; DRバージョン?私たちは小惑星についてもっと知っており、 600万ドルの男のイントロの言葉で言えば、小惑星を再構築することができます。または、少なくともスーパーコンピューターで印象的な高解像度でモデル化します。

力の問題

現在、科学者が地球上の生命に差し迫った脅威をもたらすと心配している小惑星はありません。惑星防衛システムを構築するための時間との即時の競争はありません。しかし、Raducanのようなモデルは、私たちがいつか必要になった場合に小惑星を扱う方法をよりよく理解するのに役立ちます。また、問題の小惑星が大きくて密度の高い宇宙の岩であるか、重力によって一緒に保持されている小さな岩の蓄積であるかどうかにかかわらず、これらの脅威をより適切にモデル化するのに役立ちます。これらはそれぞれ異なる戦略を必要とするため、このようなコンピューターモデリング作業は非常に重要です。

可能性のあるキラー小惑星に関しては、できるだけ強く叩くべきだと考えるのは簡単です。結局のところ、問題を解決するために必要な破壊能力の量を超える過剰殺害の概念は、地球に向かって急いでいる潜在的な絶滅レベルのイベントに対処しているときは、それほど問題には見えません。

小惑星が宇宙で崩壊するイラスト

しかし実際には、そうではありません。小惑星をそらすのに十分な力で小惑星を打つことは、明らかに悪いニュースです。ただし、AtariゲームのAsteroidsをプレイしたことがある人なら誰でも知っているように、あまりにも多くの力でそれを打つこともあります。

「問題は、強く叩きすぎると、バラバラになってしまうことです」とラドゥカン氏は語った。 「次に、1つのオブジェクトを処理する代わりに、制御がはるかに難しい複数の小さなオブジェクトを処理します。単一の影響ではなく、さまざまな影響があります。それはあなたが最も絶対に避けたいものです。」

予測の証明

もちろん、Raducanのモデルに関する大きな質問は、他の予測モデルと同じです。それらはどの程度正確ですか。はるかに大量のデータを備えた多くのスマートコンピュータモデルが失敗しました。有名なことに、インフルエンザ関連のクエリにGoogle検索を使用したGoogleインフルトレンドは、インフルエンザシーズン中のインフルエンザウイルスの蔓延を正確に予測することに関しては非常に重要でした。

Raducanは、モデルが正確であるとどのように確信できますか?結局のところ、キラー小惑星の場合、誤算は悲惨なものになる可能性があります。今のところ、答えは…わかりません。しかし、私たちはすぐにうまくいくでしょう。

昨年11月、NASAはDART(Double Asteroid Redirection Test)ミッションを開始しました。小惑星の衝突の可能性に対する世界初の本格的な惑星防衛テストとして歓迎されたDARTは、今年の9月中に小惑星のターゲットであるディモーフォスと衝突します。

Raducanは、彼女の仕事の一環として、DARTがターゲットに与える可能性のある影響のモデル化を支援してきました。彼女の予測によると、DARTミッションは小惑星を大幅に変形させますが、小惑星を破壊する可能性は非常に低いとされています。それを分解するには、10倍以上の衝撃エネルギーが必要になります。 DARTミッション、およびDARTプローブの影響の余波を調査するための欧州宇宙機関のHeraミッションからのデータを分析することにより、Raducanのモデルが影響をどれだけうまく予測したかを知ることができます。

結果がどうであれ、結果のデータは将来のモデルをさらに正確にするために使用されます。

惑星防衛システムの構築

最終的には、ラドゥカンの予測小惑星衝突モデルが、将来の小惑星衝突の脅威から地球を安全に保つことができる惑星防衛システムの1つの重要な部分を形成できることが期待されています。

最後の絶滅レベルの小惑星衝突はおよそ6600万年前に起こったので、そのような小惑星衝突の可能性はありがたいことに低いです。 ( NASAが指摘しているように、車のサイズの小惑星はおよそ年に1回地球の大気圏に侵入しますが、損傷を与える前に燃え尽きます。)

地球に向かっている小惑星の芸術家の描写

それにもかかわらず、キラー小惑星が引き起こす可能性のある潜在的な損害を考えると、ラドゥカンは、少なくともDARTのような任務に関する限り、必要なセーフガードを作成することは価値のある投資であると信じています。

「DART宇宙船は、科学ミッションではなく技術デモンストレーションミッションであるため、通常の宇宙ミッションに比べて非常に安価なミッションです」と彼女は言いました。 「カメラやナビゲーションシステムなど、搭載されている機器はわずかであり、ミッションの期間は非常に短く、宇宙での使用期間は1年未満です。」

一日の終わりに、それはすべてマイケルベイに戻ってきます。 「DARTミッションの費用を文脈に当てはめると、アルマゲドンのような映画を制作するのにかかる費用は、実際のたわみミッションを宇宙に送るのにかかる費用とほぼ同じです」とラドゥカン氏は述べています。 「小惑星の衝突についてハリウッド映画を撮影することが、実際に宇宙船を送るよりも重要である場合(同じことを行う可能性があるため)、優先順位を正しく設定する必要があります。」