Supervýkonný počítač simuloval, co by mohlo být zapotřebí k tomu, aby byla Země v bezpečí před hrozivým asteroidem.
Výzkumníci využili početní mozkovou sílu Red Storm – superpočítače v Sandia National Laboratories v Albuquerque v Novém Mexiku. Red Storm, superpočítač Cray XT3, je prvním počítačem, který překonal hranici výkonu 1 terabajt za sekundu – což je měřítko, které udává kapacitu sítě procesorů komunikovat mezi sebou při řešení nejsložitějších situací – v klasifikovaných i neklasifikovaných oblastech.
Masivně paralelní počítačové simulace modelovaly, kolik výbušné síly by bylo zapotřebí ke zničení nebo odvrácení asteroidu, který má Zemi na zaměřovacím kříži.
Radarová měření
Pro počítačové běhy byl vybrán asteroid 6489 Golevka. Golevka nezasáhne Zemi, vysvětlil Mark Boslough, vědec ze Sandie a analytik hrozeb asteroidů. Tento konkrétní asteroid byl použit jako "zástupný", protože o objektu existovala data o pevné geometrii, řekl.
Od svého objevu v květnu 1991 astronomkou Eleanor Helin byl asteroid Golevka opakovaně radarově skenován. Je to zhruba 0,33 míle (jeden půl kilometru), ale podle odborníků na asteroidy z Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně v Kalifornii má váhu asi 460 miliard liber (210 miliard kilogramů).
Asteroid Golevka je zvláštním objektem zájmu od roku 2003. Tehdy vědci z NASA zjistili, že se jeho kurz změnil.
Sledování Golevky pomohlo odhalit Yarkovského efekt – nepatrné množství síly produkované, když asteroid absorbuje energii ze Slunce a znovu ji vyzařuje do vesmíru jako teplo. V průběhu času - hodně - tato síla může mít velký vliv na dráhu asteroidu.
Vychýlení a narušení
Boslough řekl, že v počítačových simulacích byla použita skutečná geometrie z radarových měření asteroidu Golevka.
"Samozřejmě neznáme vnitřní strukturu, takže jsme museli něco předpokládat," řekl Boslough. On a jeho kolegové vyzkoušeli heterogenní i homogenní simulace, ale pro demonstraci s vysokým rozlišením zvolili jednotnou sílu a hustotu hlavně kvůli jednoduchosti.
Vědci aplikovali princip Keep It Simple Stupid (KISS), aby se vyhnuli zbytečným komplikacím – nezkoušejte to nejtěžší jako první, dodal Boslough.
Obecně řečeno, ve výpočtech Red Storm vyniklo několik zjištění, která by mohla být užitečná pro budoucí planetární obranné systémy.
Boslough nejprve poznamenal, že v Golevkově díle jsou dvě „strategie koncových členů“:
Bruce Willis: přídavné jádro
Jedna demonstrační simulace - 10 megatun ve středu hmoty objektu - je nejpozoruhodnějším "koncovým členem" rozsahu, který výzkumný tým zkoumal - ale je to také nejméně pravděpodobný scénář, vysvětlil Boslough. "Také to zanedbává základní problém, jak byste dostali zařízení dovnitř asteroidu."
Na rozdíl od Bruce Willise a jeho týmu vrtajících do jádra asteroidu ve filmu Armagedon z roku 1998 a nastražení jaderné bomby se tento scénář nezdá pravděpodobný, řekl Boslough.
Přehrát Golevkův hypotetický zánik i na superrychlém počítači trvalo déle než film. Půlsekundová simulace 10megatunové exploze v centru Golevky Sandie s miliardou buněk trvala 12 hodin, než běžela na 7 200 procesorech Red Storm.
Superpočítač je produktem partnerství mezi Cray Computers Inc. a Sandia National Laboratories, vyvinutý pro program Advanced Simulation and Computing laboratoře Národního úřadu pro jadernou bezpečnost (NNSA) ministerstva energetiky.
Nízký výnos, vysoká návratnost
Výpočetní výstup Red Storm poskytl užitečné poznatky.
Zejména, řekl Boslough, bylo zjištění, že použití více, málo výnosných, vychylujících explozí je mnohem lepší než použití jednoho vysoce výkonného zařízení.
"Existuje mnoho výhod" tohoto přístupu, poznamenal Boslough. "Zaprvé se nepotřebujete setkat s asteroidem a vyvrtat díru nebo jinak umístit zařízení. Můžete to spustit jako povrchový výbuch. Porovnejte dobu, kterou zabere ‚přistání‘něčeho na povrchu asteroidu. – jako je vesmírná loď NASA Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) – jak dlouho trvá dostat se tam, jako je Deep Impact NASA,“řekl.
Chcete problém rychle vyřešit, řekl Boslough, "i když víme o dopadu desítky let předem - veřejnost bude vnímat, že čas je nejdůležitější."
Pokud je herním plánem vychýlení asteroidu, je potřeba zabránit náhodnému rozbití.
Tryskání s nízkou průtažností zmenšuje objem materiálu, který je vystaven nejvyššímu namáhání v tahu a smyku, čímž se snižuje pravděpodobnost, že se předmět rozpadne.
"Pokud rozbijete asteroid, chcete se ujistit, že žádný z velkých kusů nezasáhne Zemi," řekl Boslough. "Vícenásobné výbuchy s nízkou výtěžností na celé polokouli by snížily pravděpodobnost, že by něco velkého zůstalo na trajektorii dopadu."
Záložní plán
Skutečnost, že můžete rychle dostat zařízení s nízkou výtěžností k hrozivému objektu, také znamená, že je pravděpodobnější, že dostanete druhou šanci, poznamenal Boslough. To se rovná životaschopnému „záložnímu plánu“, dodal pro jiné, propracovanější, dražší a časově náročnější metody.
"Když zachraňujete Zemi, je dobré mít plán B. Mám podezření, že pokud by se potvrdilo, že blízkozemský objekt (NEO) je na trajektorii dopadu, veřejné mínění by vyžadovalo rychlou akci a toto by se stalo plánem A, pokud to ještě nebylo,“řekl Boslough.
Boslough řekl, že je naplánována další práce týkající se obrany Země před NEO. Konkrétně on tap se ponoří do přenosu hybnosti pro různé předpokládané asteroidní a kometární materiály a struktury.
