Sistem Pemantau Dampak Asteroid Generasi Selanjutnya NASA Go Online

  • Whatsapp


Hingga saat ini, hampir 28.000 asteroid dekat Bumi (NEA) telah ditemukan oleh teleskop survei yang terus-menerus memindai langit malam, menambahkan penemuan baru dengan kecepatan sekitar 3.000 per tahun. Tetapi karena teleskop survei yang lebih besar dan lebih maju meningkatkan pencarian selama beberapa tahun ke depan, peningkatan penemuan yang cepat diharapkan. Untuk mengantisipasi peningkatan ini, para astronom NASA telah mengembangkan algoritme pemantauan dampak generasi berikutnya yang disebut Sentry-II untuk mengevaluasi probabilitas dampak NEA dengan lebih baik.

Bacaan Lainnya

Budaya populer sering menggambarkan asteroid sebagai objek kacau yang meluncur sembarangan di sekitar tata surya kita, mengubah arah secara tak terduga dan mengancam planet kita tanpa pemberitahuan sesaat. Ini bukan kenyataan. Asteroid adalah benda langit yang sangat dapat diprediksi yang mematuhi hukum fisika dan mengikuti jalur orbit yang dapat diketahui mengelilingi Matahari.

Namun terkadang, jalur tersebut bisa sangat dekat dengan posisi Bumi di masa depan dan, karena ketidakpastian kecil di posisi asteroid, dampak Bumi di masa depan tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan. Jadi, para astronom menggunakan perangkat lunak pemantauan dampak yang canggih untuk secara otomatis menghitung risiko dampak.

Dikelola oleh Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan, Pusat Studi Objek Dekat Bumi (bunga safflower) menghitung setiap orbit NEA yang diketahui untuk meningkatkan penilaian bahaya dampak untuk mendukung Kantor Koordinasi Pertahanan Planet NASA (PDCO). CNEOS telah memantau risiko dampak yang ditimbulkan oleh NEA dengan perangkat lunak yang disebut Sentry, yang dikembangkan oleh JPL pada tahun 2002.

“Versi pertama Sentry adalah sistem yang sangat mumpuni yang beroperasi selama hampir 20 tahun,” kata Javier Roa Vicens, yang memimpin pengembangan Sentry-II saat bekerja di JPL sebagai insinyur navigasi dan baru saja pindah ke SpaceX. “Itu didasarkan pada beberapa matematika yang sangat cerdas: Dalam waktu kurang dari satu jam, Anda dapat dengan andal mendapatkan probabilitas dampak untuk asteroid yang baru ditemukan selama 100 tahun ke depan – suatu prestasi yang luar biasa.”

Tetapi dengan Sentry-II, NASA memiliki alat yang dapat dengan cepat menghitung probabilitas dampak untuk semua NEA yang diketahui, termasuk beberapa kasus khusus yang tidak ditangkap oleh Sentry asli. Sentry-II melaporkan objek yang paling berisiko di CNEOS Meja Penjaga.

Dengan menghitung probabilitas dampak secara sistematis dengan cara baru ini, para peneliti telah membuat sistem pemantauan dampak lebih kuat, memungkinkan NASA untuk dengan percaya diri menilai semua dampak potensial dengan peluang serendah beberapa peluang dalam 10 juta.

Kasus Khusus

Saat asteroid bergerak melalui tata surya, tarikan gravitasi Matahari menentukan jalur orbitnya, dan gravitasi planet juga akan menarik lintasannya dengan cara yang dapat diprediksi. Sentry memodelkan dengan presisi tinggi bagaimana gaya gravitasi ini membentuk orbit asteroid, membantu memprediksi di mana ia akan jauh di masa depan. Tapi itu tidak bisa menjelaskan gaya non-gravitasi, yang paling signifikan adalah gaya termal yang disebabkan oleh panas Matahari.

Saat asteroid berputar, sinar matahari memanaskan siang hari objek. Permukaan yang dipanaskan kemudian akan berputar ke sisi malam asteroid yang teduh dan mendingin. Energi inframerah dilepaskan saat mendingin, menghasilkan dorongan kecil namun terus-menerus pada asteroid. Fenomena ini dikenal sebagai efek Yarkovsky, yang memiliki pengaruh kecil pada gerakan asteroid dalam waktu singkat tetapi dapat secara signifikan mengubah jalurnya selama beberapa dekade dan abad.

“Fakta bahwa Sentry tidak dapat secara otomatis menangani efek Yarkovsky adalah sebuah keterbatasan,” kata Davide Farnocchia, seorang insinyur navigasi di JPL yang juga membantu mengembangkan Sentry-II. “Setiap kali kami menemukan kasus khusus – seperti asteroid Apophis, Menentukan, atau 1950 M – kami harus melakukan analisis manual yang rumit dan memakan waktu. Dengan Sentry-II, kita tidak perlu melakukan itu lagi.”

Video di atas menjelaskan bagaimana orbit asteroid Bennu mengelilingi Matahari ditentukan dengan mempertimbangkan gaya gravitasi dan non-gravitasi, membantu para ilmuwan memahami bagaimana lintasan asteroid akan berubah seiring waktu. (Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA)

Masalah lain dengan algoritme Sentry yang asli adalah terkadang ia tidak dapat secara akurat memprediksi kemungkinan dampak asteroid yang mengalami pertemuan yang sangat dekat dengan Bumi. Pergerakan NEA ini secara signifikan dibelokkan oleh gravitasi planet kita, dan ketidakpastian orbit pasca-pertemuan dapat tumbuh secara dramatis. Dalam kasus tersebut, perhitungan Sentry lama bisa gagal, membutuhkan intervensi manual. Sentry-II tidak memiliki batasan itu.

“Dalam hal jumlah, kasus khusus yang kami temukan adalah pecahan yang sangat kecil dari semua NEA yang akan kami hitung probabilitas dampak,” kata Roa Vicens. “Tetapi kita akan menemukan lebih banyak lagi dari kasus-kasus khusus ini ketika— Surveyor NEO yang direncanakan NASA misi dan Observatorium Vera C. Rubin di Chili online, jadi kita perlu bersiap.”

Banyak Jarum, Satu Tumpukan Jerami

Beginilah cara menghitung probabilitas tumbukan: Ketika teleskop melacak NEA baru, para astronom mengukur posisi asteroid yang diamati di langit dan melaporkannya ke Pusat Planet Kecil. CNEOS kemudian menggunakan data itu untuk menentukan orbit asteroid yang paling mungkin mengelilingi Matahari. Tetapi karena ada sedikit ketidakpastian dalam posisi asteroid yang diamati, “orbitnya yang paling mungkin” mungkin tidak mewakili orbitnya yang sebenarnya. Orbit yang sebenarnya ada di suatu tempat di dalam wilayah ketidakpastian, seperti awan kemungkinan yang mengelilingi orbit yang paling mungkin.

Untuk menilai apakah dampak mungkin terjadi dan mempersempit di mana orbit sebenarnya, Sentry asli akan membuat beberapa asumsi tentang bagaimana wilayah ketidakpastian dapat berkembang. Ini kemudian akan memilih satu set titik spasi merata di sepanjang garis yang mencakup wilayah ketidakpastian. Setiap titik mewakili kemungkinan lokasi asteroid saat ini yang sedikit berbeda.

Sentry kemudian akan memutar jam ke depan, menyaksikan “asteroid virtual” itu mengorbit Matahari, dan melihat apakah ada yang mendekati Bumi di masa depan. Jika demikian, perhitungan lebih lanjut akan diperlukan untuk “memperbesar” untuk melihat apakah ada titik perantara yang mungkin berdampak pada Bumi, dan jika memang demikian, perkirakan kemungkinan dampak.

Sentry-II memiliki filosofi yang berbeda. Algoritme baru memodelkan ribuan titik acak yang tidak dibatasi oleh asumsi apa pun tentang bagaimana wilayah ketidakpastian dapat berkembang; sebagai gantinya, ia memilih titik acak di seluruh wilayah ketidakpastian. Algoritma Sentry-II kemudian bertanya: Berapa orbit yang mungkin dalam seluruh wilayah ketidakpastian yang bisa menghantam Bumi?

Animasi di atas menunjukkan contoh bagaimana ketidakpastian di orbit asteroid dekat Bumi dapat berkembang seiring waktu. Setelah pertemuan dekat asteroid dengan Bumi, wilayah ketidakpastian menjadi lebih besar, membuat kemungkinan dampak di masa depan lebih sulit untuk dinilai. (Kredit: NASA/JPL-Caltech)

Dengan cara ini, perhitungan penentuan orbital tidak dibentuk oleh asumsi yang telah ditentukan sebelumnya tentang bagian mana dari wilayah ketidakpastian yang mungkin menyebabkan dampak yang mungkin terjadi. Ini memungkinkan Sentry-II untuk membidik skenario dampak probabilitas yang lebih sangat rendah, beberapa di antaranya mungkin terlewatkan oleh Sentry.

Farnocchia mengibaratkan proses untuk mencari jarum di tumpukan jerami: Jarum adalah skenario dampak yang mungkin, dan tumpukan jerami adalah wilayah ketidakpastian. Semakin banyak ketidakpastian dalam posisi asteroid, semakin besar tumpukan jerami. Penjaga akan secara acak menyodok tumpukan jerami ribuan kali mencari jarum yang terletak di dekat satu garis yang membentang melalui tumpukan jerami. Asumsinya adalah mengikuti garis ini adalah cara terbaik untuk mencari jarum. Tapi Sentry-II mengasumsikan tidak ada garis dan malah melemparkan ribuan magnet kecil secara acak ke seluruh tumpukan jerami itu, yang dengan cepat tertarik, dan kemudian menemukan, jarum di dekatnya.

“Sentry-II adalah kemajuan fantastis dalam menemukan probabilitas dampak kecil untuk berbagai skenario besar,” kata Steve Chesley, ilmuwan peneliti senior di JPL, yang memimpin pengembangan Sentry dan berkolaborasi dalam Sentry-II. “Ketika konsekuensi dari dampak asteroid di masa depan begitu besar, ada baiknya untuk menemukan bahkan risiko dampak terkecil yang bersembunyi di data.”

Sumber: JPL



Pos terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *