0 просмотров

Заработала система мониторинга столкновений с астероидами

Мониторинг столкновений с астероидами: изображение внутренней части Солнечной системы, обведенное голубыми кругами, обозначающими орбиты астероидов.

На этой неделе (6 декабря 2021 г.) НАСА заявило, что его новейшая система мониторинга астероидов, алгоритм под названием Sentry-II, заработала. В настоящее время он оценивает риск столкновения с астероидами, которые проходят рядом с Землей. Телескопы, изучающие небо, обнаружили около 28 000 околоземных астероидов, также известных как NEA. НАСА ожидает, что с появлением более совершенных телескопов ученые откроют гораздо больше околоземных астероидов. Итак, в соответствии с растущим пониманием за последние несколько десятилетий («вау, там много астероидов, и один из них может столкнуться с нами!») — эти ученые теперь поняли, что им нужна улучшенная система для оценки вероятности столкновения.

Рецензируемый Астрономический журнал опубликовал исследование, описывающее новую технику, 1 декабря 2021 года. Документ доступен на arXiv.

Оригинальный часовой

Расчет пути астероидов и того, как они могут столкнуться с Землей в будущем, является сложной задачей. Небольшие неопределенности в положениях астероидов вызывают большие вопросы. Центр изучения объектов, сближающихся с Землей (CNEOS), использует программное обеспечение для мониторинга столкновений для расчета риска.Группа, входящая в состав Лаборатории реактивного движения НАСА, использовала программное обеспечение под названием Sentry для расчета орбиты и риска столкновения с астероидами с 2002 года.

Статья в тему:  Почему на моем выделенном сервере нет космических инженеров астероидов

Хавьер Роа Висенс, ранее работавший в JPL, а в настоящее время в SpaceX, сказал:

Первая версия Sentry была очень мощной системой, которая проработала почти 20 лет. Он был основан на очень умной математике: менее чем за час вы могли надежно рассчитать вероятность столкновения с недавно открытым астероидом в течение следующих 100 лет — невероятный подвиг.

Лысый мужчина с темной бородой и усами перед белой стеной.

Новый и улучшенный Sentry-II

Sentry-II — это обновление, потому что оно может быстро рассчитать вероятность столкновения для всех известных NEA. Это включает в себя некоторые особые случаи, которые оригинальный Sentry не мог вычислить. Sentry-II регистрирует самые опасные объекты в таблице CNEOS Sentry.

Новые возможности Sentry-II позволяют НАСА оценивать все потенциальные столкновения, даже когда вероятность столкновения с астероидами составляет всего несколько шансов на 10 миллионов.

Частный случай: эффект Ярковского.

Путь астероидов не так прост, как просто подчиняться воле гравитации Солнца. Другая сила, пусть и небольшая, может вызвать значительные изменения орбиты объекта. Поскольку астероиды вращаются в космосе, солнце нагревает сторону, обращенную к астероиду. По мере вращения горячая сторона охлаждается. Когда астероид остывает, он выделяет незначительное количество энергии. Эта тепловая сила и есть эффект Ярковского.

Крупный план на мужчине

Оригинальный Sentry не мог рассчитать эффект Ярковского. В краткосрочной перспективе эффект Ярковского не имеет решающего значения, но по прошествии десятилетий и столетий эти небольшие толчки от солнечного тепла складываются. Давиде Фарноккиа из JPL сказал:

Тот факт, что Sentry не мог автоматически справиться с эффектом Ярковского, был ограничением. Каждый раз, когда мы сталкивались с особым случаем — например, с астероидами Апофис, Бенну или 1950 DA — нам приходилось проводить сложный и трудоемкий ручной анализ. С Sentry-II нам больше не нужно этого делать.

Особый случай: близкое столкновение с Землей.

Еще одним недостатком оригинального Sentry было то, что он не всегда мог приспособиться к измененному пути астероида после крайне близкого столкновения с Землей. Когда NEA подойдет слишком близко к Земле, наша гравитация отклонит его от первоначального пути. Sentry-II может объяснить изменение орбиты после того, как астероид проходит близко к Земле. Роа Висенс объяснил:

С точки зрения чисел, особые случаи, которые мы находили, составляли очень малую часть всех АСЗ, для которых мы рассчитывали вероятность воздействия. Но мы обнаружим еще много таких особых случаев, когда запланированная НАСА миссия NEO Surveyor и обсерватория Веры С. Рубин в Чили будут подключены к сети, поэтому нам нужно быть готовыми.

Мониторинг и расчеты столкновений с астероидами

Определение того, может ли астероид столкнуться с Землей, — это многоэтапный процесс. Во-первых, телескопы обнаруживают новый NEA. Затем ученые измеряют положение АСЗ и сообщают эту информацию в Центр малых планет. Затем CNEOS использует данные для расчета наиболее вероятной орбиты астероида. С небольшой неопределенностью в наблюдаемом положении астероид более вероятный орбита может быть не его истинный орбита. Истинная орбита находится в области неопределенности, подобно облаку вероятностей вокруг рассчитанной наиболее вероятной орбиты.

Статья в тему:  Как программирование может помочь покончить с голодом в мире

Чтобы сузить истинную орбиту, оригинальный Sentry сделал предположения относительно того, как будет развиваться это облако неопределенности. Затем Sentry выбрал равномерно расположенные точки вдоль линии, охватывающей этот регион. Каждая точка отмечала несколько иное место, где мог находиться астероид.

Затем Сентри будет проецировать орбиты вперед во времени, наблюдая за орбитами виртуальных астероидов, чтобы увидеть, не приблизится ли какой-нибудь из них к Земле. Для тех, кто это сделал, Sentry провел дополнительные расчеты, чтобы «увеличить масштаб» и посмотреть, могут ли какие-либо точки повлиять на Землю. Если какой-либо из них пересекался с Землей, Сентри оценил вероятность столкновения. Анимация ниже обеспечивает визуализацию этого процесса.

Мониторинг столкновений с астероидами с помощью Sentry-II

Sentry-II не ограничивается линией очков. Новый алгоритм моделирует тысячи точек без каких-либо предположений. Он выбирает случайные точки во всем облаке неопределенности. Алгоритм рассматривает все возможные орбиты, чтобы определить, какие из них могут столкнуться с Землей. Sentry-II избавляет от некоторых догадок. Он также фокусируется на сценариях воздействия с низкой вероятностью, которые Sentry мог пропустить.

Farnocchia описывает это как поиск иголок в стоге сена. Стог сена представляет собой облако неопределенности, а иголки — возможные последствия. В то время как Sentry будет искать иголки в ряду в стоге сена, Sentry-II разбрасывает тысячи магнитов наугад по стогу сена. Стив Чесли из JPL сказал:

Sentry-II — это фантастическое достижение в поиске крошечных вероятностей ударов для огромного количества сценариев. Когда последствия будущего столкновения с астероидом настолько велики, стоит найти даже самый маленький риск столкновения, скрывающийся в данных.

Мужчина в оранжевой рубашке поло с зачесанными вперед волосами.

Итог: система мониторинга столкновений с астероидами Sentry-II анализирует околоземные астероиды, чтобы найти те, которые могут пересечься с орбитой Земли.

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Откуда мы знаем, из чего состоят астероиды
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector