Crescendo no deserto da Califórnia, Qicheng Zhang desenvolveu uma apreciação precoce das estrelas e da expansão universal além do céu. Mas sua maior curiosidade espacial era, de longe, com os cometas, aqueles corpos celestes de gelo, gás e poeira, sobras da formação antiga de estrelas e planetas.

No ensino médio, Zhang começou a escrever software como um hobby e, naturalmente, virou-se para o céu em busca de inspiração. Seu conhecimento sobre cometas atingiu novos patamares por meio do desenvolvimento de um programa de planetário, que exigia informações detalhadas sobre a localização de um cometa, direção e brilho.

"Desde que me lembro, Sempre me interessei por astronomia e eventos astronômicos, "disse Zhang, agora um aluno do quarto ano na UC Santa Barbara. "Os cometas são um dos poucos fenômenos astronômicos que você pode simplesmente sair, diga ao Campus Point da UCSB, e veja isso, noite a noite, em movimento. Em 2013, o cometa de pastoreio ao sol ISON era tão brilhante que você podia sair pela manhã e ver seu feixe luminoso. Isso é tão fascinante para mim. "

Na UCSB, esse fascínio foi fomentado em um foco de pesquisa que já está pagando dividendos acadêmicos para o aspirante a astrofísico. Zhang passou seu último verão em uma prestigiosa, estágio focado em cometas no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA. Pouco depois de voltar, ele deu início ao ano acadêmico de 2016 publicando e apresentando um artigo, em co-autoria com o professor de física da UCSB, Philip Lubin, à conferência SPIE Optics and Photonics.

E as honras continuam chegando.

Agora, Zhang recebeu a bolsa de estudos Thomas R. McGetchin Memorial da Universities Space Research Association (USRA), uma organização formada em 1969 sob os auspícios da National Academies of Science. A USRA concede apenas cinco bolsas de estudo anualmente para alunos de graduação que abordam questões científicas desafiadoras nas áreas de pesquisa e exploração espacial, particularmente astrofísica e astronomia, e criar tecnologias e soluções que impactarão positivamente a vida das pessoas.

O trabalho premiado de Zhang, e o foco de seu artigo acima mencionado, examina o uso potencial de energia direcionada para a deflexão do cometa. Adaptando e aplicando de uma nova forma a tecnologia desenvolvida na UCSB por Lubin e seu grupo para defesa planetária contra asteróides, e para propulsão de espaçonave relativística para vôo interestelar, o estudante de graduação demonstrou que um cometa poderia ser manipulado para mitigar um impacto potencial com a Terra, aquecendo-o com uma matriz de laser de alta potência.

"Um laser é um feixe tão estreito que você pode produzir mais energia no alvo do que o sol fornece, permitindo uma defesa eficaz contra ataques de cometas, "explicou Lubin, que chefia o Grupo de Cosmologia Experimental da UCSB e é o conselheiro de Zhang. "Não é algo com que se preocupar imediatamente, mas é digno de nota que agora possuímos a tecnologia para proteger a humanidade contra outra ameaça, cometas, que é o que algumas pessoas acreditam ter dizimado os dinossauros.

"O sistema que estamos construindo para nossos outros programas, como com a NASA e o Breakthrough Starshot, é exatamente o mesmo sistema que Qicheng agora mostrou que poderia ser usado para defesa cometária sem absolutamente nenhuma modificação, "Lubin acrescentou." O que isso reflete é que a humanidade agora avançou ao ponto de ter domínio sobre certas ameaças no sistema solar, dando-nos mais controle sobre nosso ambiente. "

A maioria dos esquemas de deflexão e a comunidade de defesa planetária em geral, Zhang observou, estão focados principalmente em asteróides e por um bom motivo:"Porque há tantos asteróides e porque eles têm maior probabilidade de impactar a Terra."

"Mas há um certo conjunto de objetos - cometas - que não ficam no sistema solar interno, onde podemos vê-los, "ele explicou." Eles vêm de lugares distantes do nosso sistema solar e, quando os encontrarmos, podem estar a caminho de impactar a Terra. Todo o propósito deste projeto é chegar a um programa que nos permitirá prevenir o impacto de um cometa. "

A ideia de Zhang de explorar tal esquema foi inspirada nos próprios cometas. O efeito do calor na trajetória de um cometa já foi observado, ele disse, cortesia do sol, que "vaporiza o gelo na superfície de um cometa e cria, essencialmente, jatos na superfície de um cometa que o empurram na direção oposta, assim, o cometa se afasta e desvia de sua trajetória gravitacional.

"O cometa não consegue diferenciar o sol ou um laser brilhando sobre ele, então vai se comportar da mesma maneira em qualquer caso, "Zhang acrescentou." Estamos usando esse conhecimento para construir um modelo do tamanho do laser de que precisaríamos para mover um cometa o suficiente para evitar um impacto. A resposta básica é que o mesmo arranjo de laser que o grupo UCSB propõe para propulsão de espaçonaves e para defesa de asteróides funcionará para cometas.

"A ameaça dos cometas é de menor urgência do que a dos asteróides menores, mas mais comuns, dos quais impactos foram observados na história recente, "ele concluiu." Mesmo assim, dado o momento imprevisível e o desastre em escala planetária que provavelmente se segue ao impacto, a deflexão do cometa continua sendo uma consideração importante na estratégia de defesa planetária. "