小行星有時候還是太危險了，要加速近地小行星的科學(xué)研究！由于華盛頓州立大學(xué)的一項新研究，對近地小行星的形狀和運動進行建模的速度提高了25倍。WSU科學(xué)家改進了用于跟蹤數(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有價值的新工具。

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值的科學(xué)信息，回答有關(guān)太陽系形成的基本問題，并讓我們得以一窺地球的過去，更多地了解單個小行星的組成也為可能的小行星開采開辟了新機會。

美國國家航空航天局(NASA)保存著一個目錄，其中包括2萬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)鏡和更多的測量工作，已知小行星的數(shù)量急劇增加。但是，描述單個小行星的論文寥寥無幾，一旦發(fā)現(xiàn)了一顆新的小行星，建立模型就需要幾個月時間，甚至更長，這項研究是非常艱苦的。上世紀(jì)90年代中期，哈德遜寫了一個主要的建模軟件工具，研究人員用它來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)前和未來的軌道、形狀以及它在太空中的自轉(zhuǎn)方式。事實上，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。這個軟件是為超級計算機編寫的，所以速度非常非常慢，從模型中得出任何結(jié)論都可能需要很長時間，而且一開始寫論文就需要處理數(shù)據(jù)。新版本的代碼運行得更快，研究人員對其進行了修改，使可以同時進行，而不是一次只進行一項。

由于這項研究與現(xiàn)代計算機用來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)移到計算機的圖形處理單元(gpu)。GPU的設(shè)計是為了執(zhí)行復(fù)雜數(shù)學(xué)和幾何計算圖形渲染，并有巨大的能力做并行計算。它利用了計算機圖形渲染的強大功能，這非常劃算，不需要超級計算機，可以使用500美元以下的消費類顯卡。對算法的改進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。研究正在用真實的小行星數(shù)據(jù)驗證代碼，希望能在今年晚些時候把它提供給天文界使用。

博科園｜研究/來自：華盛頓州立大學(xué)

參考期刊《科學(xué)》

DOI: 10.1016/j.ascom.2019.05.003

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普