La NASA invita gli sviluppatori a sfidarsi nella caccia agli asteroidi

Di - 3 April 2014 - in
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I primi 10 asteroidi sono stati scoperti nell’arco di 48 anni, fra il 1801 e il 1849. Oggi sono catalogati oltre 630.000 di questi oggetti e se ne scoprono diverse migliaia ogni anno. Ma non ne conosciamo abbastanza.

I Near-Earth Objects (NEO) sono una classe di asteroidi e comete che si avvicinano alla Terra. Ne sono noti circa 11.000, con decine di nuovi scoperti ogni mese. È importante studiarli perché alcuni possono costituire una minaccia per il nostro pianeta.

Il Congresso USA ha conferito alla NASA il mandato di catalogare i NEO più grandi di un chilometro, il cui impatto con la Terra avrebbe conseguenze catastrofiche. Conosciamo il 95% dei NEO più grandi di un chilometro ma, come hanno dimostrato gli eventi di Tunguska nel 1908 e Čeljabinsk nel 2013, gli oggetti più piccoli e più difficili da individuare costituiscono una minaccia non infrequente anche in tempi storici. L’attenzione si concentra ora sulla ricerca del 95% dei NEO di oltre 140 metri.

La competizione

Nell’ambito della Asteroid Grand Challenge la NASA ha istituito la Asteroid Data Hunter Challenge, una competizione che invita gli sviluppatori software a migliorare gli algoritmi e le tecnologie di ricerca automatica degli asteroidi nelle immagini riprese dai telescopi a terra. Intende incentivare l’aumento nella sensibilità di rilevazione, la minimizzazione del numero di falsi positivi, l’indipendenza dalle imperfezioni nei dati e l’esecuzione efficiente su una vasta gamma di sistemi di elaborazione.

La competizione si svolge fra marzo e agosto del 2014. Prevede una serie di gare con premi per un totale di 35.000$. I partecipanti si sfidano nello scrivere la formulazione di problemi di elaborazione, sviluppare algoritmi e testarli.

Di seguito il trailer della Asteroid Grand Challenge della NASA.

La Grand Challenge è organizzata dal NASA Tournament Lab, una collaborazione fra la NASA, la Harvard Business School e topcoder per una piattaforma di crowdsourcing del software attraverso le competizioni. È partner della NASA nel progetto anche la società spaziale privata Planetary Resources. La NASA e Planetary Resources hanno un interesse comune per gli asteroidi ma scopi diversi.

La NASA, nell’ambito della Asteroid Initiative, si occupa della caratterizzazione dei NEO interessanti per lo studio scientifico e la ricerca di oggetti potenzialmente pericolosi per la Terra. Intende inoltre identificare piccoli asteroidi adatti al trasferimento in orbita lunare per la successiva esplorazione in future missioni spaziali anche con astronauti, un programma per cui l’agenzia spaziale americana ha ricevuto un incarico governativo nel 2013.

Planetary Resources è invece interessata all’estrazione e allo sfruttamento commerciale delle risorse minerarie degli asteroidi.

Come si scoprono gli asteroidi

Nelle campagne di ricerca degli asteroidi si fotografa sistematicamente il cielo al telescopio e si confrontano le immagini di una stessa zona riprese a distanza di tempo per individuare eventuali oggetti che si sono spostati, i quali appaiono come minuscoli segmenti o dischetti. Si calcola poi la traiettoria dei potenziali oggetti per condurre successive osservazioni di conferma e raffinamento delle orbite.

Queste campagne di osservazione astronomica sono denominate sky survey. La Catalina Sky Survey (CSS), dal nome delle montagne su cui si trova uno degli osservatori coinvolti, è condotta dalla NASA nell’ambito del mandato governativo per lo studio dei NEO.

L’asteroide 2014 AA, un oggetto di 2-3 metri disintegratosi nell’atmosfera terrestre l’1 gennaio 2014. Credit: Catalina Sky Survey, Lunar & Planetary Laboratory, University of Arizona

L’asteroide 2014 AA, un oggetto di 2-3 metri disintegratosi nell’atmosfera terrestre l’1 gennaio 2014. Credit: Catalina Sky Survey, Lunar & Planetary Laboratory, University of Arizona

Il software attuale della CSS riconosce gli oggetti in movimento con un’accuratezza dell’80-90%, che si traduce in alcune migliaia di oggetti che potrebbero essere scoperti in più ogni anno. I set di dati della CSS, usati per le gare della Asteroid Data Hunter Challenge, comprendono 4 immagini di una stessa porzione di cielo acquisite a 10 minuti di distanza. Le immagini hanno una risoluzione di 4110×4096 pixel a 16 bit.

La sfida degli algoritmi di analisi delle immagini consiste nell’individuare gli oggetti ripresi e rilevarne lo spostamento, evitando i falsi positivi e riducendo l’intervento umano di controllo.

Le tecnologie sviluppate nella competizione della NASA aiuteranno a ridurre gli errori e migliorare l’affidabilità nel trovare gli oggetti più piccoli, più deboli al telescopio, e quindi più insidiosi e pericolosi. Ce ne ricorda l’importanza la meteora di Čeljabinsk, causata da un minuscolo asteroide di una quindicina di metri.

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Paolo vive a Milano dove si occupa di divulgazione e didattica dell'astronomia e dello spazio. Per le sue attività informatiche ha scelto Linux, Android e i prodotti Google, che segue e approfondisce.

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