小行星有時(shí)候還是太危險(xiǎn)了，要加速近地小行星的科學(xué)研究！由于華盛頓州立大學(xué)的一項(xiàng)新研究，對(duì)近地小行星的形狀和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模的速度提高了25倍。WSU科學(xué)家改進(jìn)了用于跟蹤數(shù)千顆近地小行星和彗星的軟件，這些近地小行星和彗星的距離被定義為在1.21億英里以內(nèi)，大約是地球到太陽(yáng)距離的1.3倍。其研究為研究小行星和確定哪些小行星可能與地球相撞提供了一個(gè)有價(jià)值的新工具。
馬特恩格斯(Matt Engels)是一名博士生，他一直在華盛頓州立大學(xué)三城分校(WSU three - cities)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(School of Engineering and Applied Sciences)與斯科特哈德森教授(Scott Hudson)合作。研究人員希望獲得更多關(guān)于小行星的信息，包括它們中哪些可能撞擊地球。這些巖石還能提供有價(jià)值的科學(xué)信息，回答有關(guān)太陽(yáng)系形成的基本問(wèn)題，并讓我們得以一窺地球的過(guò)去，更多地了解單個(gè)小行星的組成也為可能的小行星開采開辟了新機(jī)會(huì)。
美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)保存著一個(gè)目錄，其中包括2萬(wàn)多顆近地小行星和彗星的信息。上世紀(jì)90年代中期，科學(xué)家們只知道不到200顆這樣的外太空巖石，但隨著更好的望遠(yuǎn)鏡和更多的測(cè)量工作，已知小行星的數(shù)量急劇增加。但是，描述單個(gè)小行星的論文寥寥無(wú)幾，一旦發(fā)現(xiàn)了一顆新的小行星，建立模型就需要幾個(gè)月時(shí)間，甚至更長(zhǎng)，這項(xiàng)研究是非常艱苦的。上世紀(jì)90年代中期，哈德遜寫了一個(gè)主要的建模軟件工具，研究人員用它來(lái)描述小行星及其行為。哈德遜以自己的名字命名了一顆小行星，該軟件利用地面雷達(dá)和光學(xué)數(shù)據(jù)。
幫助研究人員了解重要信息，如小行星可能的礦物組成、當(dāng)前和未來(lái)的軌道、形狀以及它在太空中的自轉(zhuǎn)方式。事實(shí)上，哈德遜與人合著了一篇發(fā)表在《科學(xué)》(Science)上的論文，確定至少有一顆小行星（1950DA）在2880年3月精確20分鐘內(nèi)撞擊地球的幾率非常小。這個(gè)軟件是為超級(jí)計(jì)算機(jī)編寫的，所以速度非常非常慢，從模型中得出任何結(jié)論都可能需要很長(zhǎng)時(shí)間，而且一開始寫論文就需要處理數(shù)據(jù)。新版本的代碼運(yùn)行得更快，研究人員對(duì)其進(jìn)行了修改，使可以同時(shí)進(jìn)行，而不是一次只進(jìn)行一項(xiàng)。
由于這項(xiàng)研究與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)用來(lái)處理漂亮顯示器的日常圖形非常相似，研究人員將這些操作轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)的圖形處理單元(gpu)。GPU的設(shè)計(jì)是為了執(zhí)行復(fù)雜數(shù)學(xué)和幾何計(jì)算圖形渲染，并有巨大的能力做并行計(jì)算。它利用了計(jì)算機(jī)圖形渲染的強(qiáng)大功能，這非常劃算，不需要超級(jí)計(jì)算機(jī)，可以使用500美元以下的消費(fèi)類顯卡。對(duì)算法的改進(jìn)有朝一日也可以用于各種其他目的，比如為電網(wǎng)或油氣行業(yè)的系統(tǒng)建模。研究正在用真實(shí)的小行星數(shù)據(jù)驗(yàn)證代碼，希望能在今年晚些時(shí)候把它提供給天文界使用。
博科園｜研究/來(lái)自：華盛頓州立大學(xué)
參考期刊《科學(xué)》
DOI: 10.1016/j.ascom.2019.05.003
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