Як супутники, радари та дрони допомагають захистити Землю від астероїдів

31 липня 2013 року сузір’я оборонних супутників США побачило смугу світла над Південною Австралією, коли камінь із космосу прогорів атмосферу Землі, щоб врізатися в землю. Від удару стався вибух, еквівалентний приблизно 220 тоннам тротилу. За понад 1500 кілометрів, у Тасманії, вибух почули детектори, які зазвичай використовуються для виявлення надзвичайно низькочастотних звуків від незаконних випробувань ядерної зброї.

Це були дві чудові ознаки того, що десь на північ від Порт-Огасти має бути ділянка землі, вкрита метеоритами. Але як ми могли їх вистежити? У мене та моїх колег, які працюють над Desert Fireball Network (DFN), яка відстежує астероїди та метеорити, що прилітають, було кілька ідей: метеорологічний радар і дрони.

Очі в космосі

Знаходження метеоритів – справа непроста. Існує мережа високоякісних наземних датчиків під назвою Global Fireball Observatory, але вона охоплює лише близько 1% планети. Дані супутника США, опубліковані NASA, охоплюють набагато більшу територію, ніж наземні детектори, але вони вловлюють лише найбільші вогняні кулі. Щобільше, вони не завжди дають точне уявлення про траєкторію метеора. Отже, щоб мати хоч якийсь шанс знайти метеорит за цими даними, вам потрібна невелика стороння допомога.

Метеорологічні радари

У 2019 році Бюро метеорології Австралії почало робити дані своїх метеорологічних радарів відкритими для дослідників і громадськості. Я побачив у цьому можливість завершити головоломку.Метеорологічна станція Woomera зафіксувала відблиски від падаючих метеоритів. Я прочитав записи подій Desert Fireball Network і NASA і зіставив їх із найближчими метеорологічними радарами. Потім я шукав незвичайні радіолокаційні ознаки, які могли б вказувати на наявність падаючих метеоритів.

І бінго, подія 2013 року відбулася недалеко від радіолокаційної станції Woomera. Погода була ясною, і радар показав кілька невеликих відблисків приблизно в потрібному місці та в потрібний час. Далі мені довелося використати дані про погоду, щоб зрозуміти, як вітер штовхнув би метеорити на шляху до Землі. Якби я зробив правильні розрахунки, у мене була б карта скарбів, на якій показано розташування великої кількості метеоритів. Якби я зрозумів їх неправильно, я б відправив свою команду бродити пустелею на два тижні ні за що.

Пошук

Я дав моєму колезі Енді Томкінсу з Університету Монаш точну карту скарбів, яку я сподівався. У вересні цього року він випадково проїжджав повз це місце, повертаючись з експедиції в Налларборі. На щастя, Енді знайшов перший метеорит протягом 10 хвилин після пошуку. Протягом наступних двох годин його команда знайшла ще дев’ятьох.

Техніку пошуку метеоритів за допомогою метеорологічних радарів запровадив мій колега Марк Фріс у США. Однак це перший випадок, коли це було зроблено за межами радіолокаційної мережі США NEXRAD. (Коли справа доходить до моніторингу повітряного простору, США мають потужніші та щільніше упаковані технології, ніж будь-хто інший.)

Цей перший пошук підтвердив, що на землі було багато метеоритів. Але як ми збиралися знайти їх усіх?

Ось де на допомогу приходять дрони. Ми використали метод, розроблений моїм колегою Шеймусом Андерсоном, для автоматичного виявлення метеоритів із зображень дронів.Алгоритм машинного навчання ідентифікував метеорити за фотографіями, зробленими дроном. Авторство: Curtin Uni, надано автором Зрештою ми зібрали 44 метеорити загальною вагою трохи більше ніж 4 кг. Разом вони утворюють те, що ми називаємо «всіяним полем». Поля говорять нам багато про те, як астероїд розпадається в нашій атмосфері.

Це дуже важливо знати, тому що енергія цих речей порівнянна з енергією ядерної зброї. Наприклад, 17-метровий астероїд, який вибухнув над Челябінськом у Росії у 2013 році, вибухнув у 30 разів більше, ніж бомба, скинута на Хіросіму в 1945 році. Тож, коли наступний великий ураган ось-ось вдариться, може бути корисно передбачити, як він вкладе свою енергію в нашу атмосферу.

Завдяки новим телескопам і кращим технологіям ми починаємо бачити деякі астероїди ще до того, як вони вдаряться про Землю. Ми побачимо ще більше, коли такі проєкти, як обсерваторія Віри Рубін і система останнього сповіщення про падіння астероїдів на Землю (ATLAS), будуть запущені. Ці системи можуть повідомити нас про те, що астероїд прямує до Землі, за кілька днів. Було б надто пізно, щоб докладати будь-яких зусиль, щоб відхилити його, але було б достатньо часу для підготовки та контролю пошкоджень на землі.

Значення відкритих даних

Ця знахідка стала можливою лише завдяки вільному доступу до важливих даних і людям, які зробили їх доступними. Супутники США, які виявили вогняну кулю, імовірно, призначені для виявлення ракетних і ракетних запусків. Однак хтось (я не знаю, хто) напевно придумав, як опублікувати деякі супутникові дані, не розкриваючи надто багато про їхні можливості, а потім посилено лобіював оприлюднення даних.

Крім того, знахідка не відбулася б без роботи Джошуа Содерхольма з Бюро метеорології Австралії, який працював над тим, щоб зробити дані метеорологічних радарів низького рівня відкрито доступними для інших цілей. Содергольм доклав зусиль, щоб зробити радіолокаційні дані легкодоступними та простими у використанні, що виходить далеко за межі розпливчастих формулювань, які можна прочитати в кінці наукових статей, як-от «дані доступні за розумним запитом». Не бракує вогняних куль, які можна вистежити. Зараз ми шукаємо метеорит, який був помічений у космосі минулих вихідних, перш ніж спалахнути в небі над Онтаріо, Канада. Джерело