Veřejnost může vědcům pomáhat s výzkumem planetek

Při dostatečném množství kvalitních informací se očekává odvození modelů až pro desítky tisíc planetek. To změní pohled na populaci malých těles sluneční soustavy a přispěje k lepšímu pochopení jejich dynamiky a fyzikálních vlastností.

Zhruba před 4,5 miliardami let se z oblaku plynu a prachu zrodilo naše Slunce, následně planety, měsíce, planetky a další tělesa. Vlivem dlouhodobého působení gravitace planet sluneční soustavy se v různých vzdálenostech od Slunce utvořilo několik pásů asteroidů, v nichž se nacházejí těchto těles milióny. Některé z nich mají svůj původ již v počátku utváření soustavy, jiná vznikla rozpadem větších objektů.

Známe tak hypotetické Vulkanoidy, patrně obíhající uvnitř dráhy Merkura, planetky hlavního pásma asteroidů mezi Marsem a Jupiterem, Trojany, zachycené v Jupiterově gravitační pasti, či méně stabilní Kentaury.

Dále od Země, za oběžnou dráhou Neptuna, obíhají tělesa Kuiperova pásu a ještě dále pak tělesa Oortova oblaku.

Pro Zemi a její bezpečnost je důležitá skupina tzv. křižičů, tedy těles, která křižují na své cestě okolo Slunce dráhu naší Země. Tato tělesa, mezinárodně označovaná NEO (Near Earth Object), se stávají potenciální hrozbou a jsou cílem rozsáhlých pozorovacích projektů či katastrofických filmů.

Dnes známe více než 400 tisíc planetek, ale pouze u 3500 je známá perioda, u 300 tvar a jen 10 z nich vyfotografovaly sondy. Ovšem teprve modelování velkého množství asteroidů umožní mnohem lépe předpovídat jejich chování v budoucnu, zpřesnit jejich předpokládané dráhy a pochopit, jak nejlépe odvrátit případnou srážku se Zemí.

Výpočty modelování asteroidů jsou velmi náročné a vyžadují obrovské výpočetní kapacity běžně dosažitelné pouze na drahých superpočítačích. Naštěstí existují tzv. distribuované výpočty, díky nimž je možno tyto výzkumy uskutečnit téměř zdarma.

Distribuované výpočty umožňují rozdělit výpočetní procesy na mnoho malých částí, a ty potom nechat počítat na běžných počítačích. Využívají přitom doby, kdy jejich majitel na počítači nepracuje nebo plně výkon svého stroje nevyužívá.

Díky nim má možnost podílet se na vědeckém výzkumu opravdu každý a nepotřebuje k tomu ani rozsáhlé znalosti, ani počítač za desítky tisíc korun.

Princip distribuovaných výpočtů vychází z jednoduché úvahy. Je nepoměrně levnější rozeslat malé části dat miliónům počítačů na světě, než pořídit a provozovat několik velmi drahých a náročných superpočítačů.

Stačí běžný počítač, který je alespoň občas připojený k internetu, a nainstalovat si program BOINC Manager. Program je ke stažení zdarma a další informace o něm v češtině jsou k nalezení zde.

S nápadem modelovat tvary planetek na počítačích v ČR přišel Josef Ďurech z Astronomického ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze. V rámci dlouhodobé spolupráce České astronomické společnosti a CNT byl tento projekt vybrán jako vhodný kandidát pro zařazení mezi projekty distribuovaných výpočtů systému BOINC.

Ve spolupráci všech tří organizací tak v roce 2013 vznikl projekt Asteroids@home. Díky CNT, jehož členové poskytují zázemí i výpočetní čas distribuovaným výpočtům, se podařilo projekt začlenit mezi základní projekty systému BOINC a stal se po čase mezi dobrovolnými počtáři velice atraktivním.

V současné době je do projektu zapojeno 84 tisíc dobrovolníků a 144 tisíc počítačů ze 194 zemí světa.

Celkem již zpracoval data z 330 tisíc planetek a podařilo se odvodit nové modely pro 237 z nich. Vstupní fotometrická data stále přibývají a s nimi roste i pravděpodobnost nalezení dalších modelů. Novým zdrojem těchto dat by se brzy měla stát sonda GAIA, vypuštěná na konci roku 2013.

Na základě zaslaných měření jasnosti planetek z observatoří celého světa domácí počítače pracují na trojrozměrném modelu asteroidu, který není jiným způsobem možné pozorovat. Zpracované výsledky následně pošlou zpět do centrály projektu.

Počítačový výkon na Univerzitě Karlově stačil na zpracování pouhého jednoho modelu planetky za více než den provozu. Podle vyjádření vedoucího projektu Ďurecha je díky zařazení projektu do distribuovaných výpočtů nyní jeho denní výkon více než tisícinásobný. Znamená to, že co by zpracovávali na univerzitě 10 let, se nyní zpracuje za tři dny.

Lidí, kteří dobrovolně poskytují výkon svých počítačů vědeckým projektům, denně přibývá. Díky vědcům z amerického Berkeley vznikl v roce 2003 daný systém BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), který tyto dobrovolníky sdružuje a zároveň pomáhá vzniknout novým projektům. Ty mohou takto poskytovaný výkon využívat k vědeckým účelům.