Drony, sztuczna inteligencja i nowe znalezisko po 9 latach

Drony, sztuczna inteligencja i nowe znalezisko po 9 latach

Dziewięć lat temu, dokładnie 31 lipca 2013 r., zespół amerykańskich satelitów wojskowych będący własnością Departamentu Obrony USA zarejestrowała bolid wchodzący w ziemską atmosferę nad Australią Południową. Kosmiczna skała pod wpływem ciśnienia atmosferycznego eksplodowała w atmosferze z siłą odpowiadającą około 220 tonom trotylu. Ponad 1500 km dalej, na Tasmanii, huk został usłyszany przez detektory zwykle używane do nasłuchiwania dźwięków o bardzo niskiej częstotliwości z nielegalnych testów broni jądrowej. Te dwa wydarzenia stanowiły doskonałe wskazówki, że gdzieś na północ od Port Augusta powinien znajdować się skrawek ziemi pokryty meteorytami.

W tamtym czasie australijska sieć bolidowa nie była jeszcze tak rozwinięta jak obecnie, teren na którym mogły spaść kosmiczne fragmenty nie był objęty monitorowaniem, a potencjalny obszar spadku był większy niż połowa powierzchni Polski. Amerykańskie dane satelitarne opublikowane przez NASA obejmują znacznie większy obszar niż detektory naziemne, ale wychwytują tylko największe bolidy wchodzące w ziemską atmosferę. Co więcej, nie zawsze dają dokładne dane o trajektorii meteoru.

Australia 2013_2022
Miejsce eksplozji zarejestrowane przez satelity / w prawym górnym rogu powierzchnia Polski
Źródło: NASA

W 2019 roku Australijskie Biuro Meteorologiczne zaczęło udostępniać naukowcom i opinii publicznej dane z radarów pogodowych. Zespół naukowców z Curtin University w Australii pod kierownictwem dr Hadriena Devillepoixa z Centrum Nauki i Technologii Kosmicznej Curtin University przejrzał uważnie zapisy zdarzeń z Desert Fireball Network i NASA i porównał je z danymi z radarów pogodowych. To czego poszukiwano to nietypowe sygnatury radarowe, które mogłyby wskazywać na obecność spadających meteorytów.

I bingo, miejsce zdarzenia z 2013 roku było stosunkowo blisko stacji radarowej Woomera. Pogoda była bezchmurna, a zapis radarowy pokazał kilka drobnych odbić we właściwym miejscu i czasie. Następnym krokiem była analiza danych pogodowych, aby dowiedzieć się, w jaki sposób wiatr popchnąłby meteoryty w drodze na Ziemię.

Gdybym wykonał prawidłowe obliczenia, miałbym mapę skarbów pokazującą lokalizację bogatego łupu meteorytów. Gdybym się mylił, wysłałbym mój zespół na dwutygodniową wędrówkę po pustyni na darmo.

– dr Hadrien Devillepoix

Dr Hadrien udostępnił wyniki obliczeń, znajomym z Monash University, którzy we wrześniu 2022 roku przejeżdżali obok potencjalnej elipsy spadku w drodze powrotnej z wyprawy w Nullarbor pod kierownictwem profesora Andy Tomkinsa. Pierwszy meteoryt został odnaleziony po 10 minutach od rozpoczęcia poszukiwań. W ciągu następnych dwóch godzin grupa poszukiwaczy znalazła jeszcze dziewięć okazów.

Meteoryt
Znajdź czarną skałę. Świeżo spadające meteoryty zazwyczaj mają charakterystyczną czarną „skorupę obtopieniową” na zewnątrz.

Wykorzystanie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego do mapowania pola usianego meteorytami jest pierwszym na świecie, a przeszukanie tak dużego obszaru pieszo zajęłoby tygodnie, a nie dni. Wszystkie te próbki pochodzą z sześciotonowej asteroidy, która rozpadłaby się wysoko w naszej atmosferze, a to wydarzenie jest ekscytujące, ponieważ jest to pierwsze rozrzucone pole odkryte od czasu upadku słynnego meteorytu Murchison w 1969 roku

– powiedział profesor Tomkins.

Próbki zostały starannie pobrane, aby uniknąć zanieczyszczenia drobnoustrojami spoza środowiska naturalnego, zgodnie z wytycznymi mikrobiologa z Uniwersytetu Monash, dr Rachael Lappan. Dr Lappan i jej zespół przeprowadzą teraz pierwsze badanie interakcji drobnoustrojów z nowo upadającym meteorytem. To okazja do przetestowania teorii, że gdy drobnoustroje po raz pierwszy przenoszą się do nowego środowiska, początkowo przeżywają, zużywając minerały, a nawet gazy z atmosfery.

Zespol_terenowy
Zespół terenowy z Uniwersytetu Monash szuka meteorytów w elipsie spadku.

Pionierem techniki znajdowania meteorytów za pomocą radarów pogodowych jest Marc Fries w USA. Jednak po raz pierwszy zostało to zrobione poza amerykańską siecią radarową NEXRAD. (Jeśli chodzi o monitorowanie przestrzeni powietrznej, Stany Zjednoczone dysponują potężniejszą i gęściej upakowaną technologią niż ktokolwiek inny).

Pierwsze poszukiwania potwierdziły, że na ziemi może znajdować się dużo meteorytów. Ale je wszystkie znaleźć?

W tym miejscu do akcji wkraczają drony. Zastosowano metodę opracowaną przez Seamusa Andersona z Curtin University, aby automatycznie wykrywać meteoryty na podstawie zdjęć z drona.

Ostatecznie zebrano 44 meteoryty o łącznej wadze nieco ponad 4 kg. Razem tworzą coś, co nazywamy „elipsą spadku”.

Australia 2022 dron
Meteoryt automatycznie oznaczany przez algorytm uczenia maszynowego na obrazie z drona.

Wyznaczona elipsa spadku mówi nam wiele o tym, jak asteroida rozpada się w ziemskiej atmosferze. To dość ważne, ponieważ energia uwolniona podczas takiego zdarzenia porównywalna jest z energią broni jądrowej. Na przykład 17-metrowa asteroida, która eksplodowała nad Czelabińskiem w Rosji w 2013 roku, wywołała eksplozję 30 razy większą niż bomba zrzucona na Hiroszimę w 1945 roku. Kiedy do naszej planety zbliżać będzie się następny duży przybysz z kosmosu, przydatne może być przewidzenie, w jaki sposób zdeponuje swoją energię w naszej atmosferze.

Dzięki nowym teleskopom i lepszej technologii zaczynamy dostrzegać niektóre asteroidy, zanim uderzą w Ziemię. Jeszcze więcej zobaczymy, gdy projekty takie jak Obserwatorium Vera Rubin i ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) zostaną uruchomione.

Meteoryt
Wewnątrz większości meteorytów kamiennych znajduje się dużo szarych minerałów krzemianowych (oliwinu i piroksenu) oraz jasnych, odbijających światło cząstek metalu żelazowo-niklowego. (Próbka ma ok. 1 cm średnicy)

Świeżo znaleziony meteoryt po przecięciu ujawnia swoje kosmiczne wnętrze. W tym przypadku najprawdopodobniej będzie to chondryt zwyczajny H5, Port Augusta.

Wartość otwartych danych

To odkrycie było możliwe tylko dzięki bezpłatnemu dostępowi do kluczowych danych – i ludziom, którzy je udostępnili.

Amerykańskie satelity, które wykryły kulę ognia, przypuszczalnie służą do wykrywania wystrzeliwania pocisków i rakiet. Jednak ktoś (nie wiemy kto) musiał wymyślić, jak opublikować niektóre dane satelitarne, nie zdradzając zbyt wiele o ich możliwościach, a następnie ostro lobbować, aby dane zostały ujawnione.

Radar pogodowy
Dane radarowe spadających meteorytów, uchwyconych przez stację radaru pogodowego Woomera.

Podobnie, znalezisko nie doszłoby do skutku bez pracy Joshua Soderholma z australijskiego Biura Meteorologii, który pracował nad udostępnieniem danych radarowych niskiego poziomu do innych zastosowań. Soderholm zadał sobie trud, aby dane radarowe były łatwo dostępne i łatwe w użyciu, co znacznie wykracza poza niejasne sformułowania, które można przeczytać na końcu artykułów naukowych, takie jak „dane dostępne na uzasadnione żądanie”.

Nie brakuje kul ognia do wyśledzenia i ich odzyskania z powierzchni Ziemi. W tej chwili naukowcy poszukują meteorytu, który został zauważony w kosmosie w zeszły weekend, zanim rozbłysnął na niebie nad Ontario w Kanadzie.

Australia 2022
Przestrzenna prezentacja elipsy spadku. Każda kropka odpowiada znalezionemu meteorytowi. Im większa kropka, tym większy meteoryt.


Źródło: © Curtin University

Zostaw komentarz...