Cresciuto nel deserto della California, Qicheng Zhang sviluppò un precoce apprezzamento per le stelle e la distesa universale oltre il cielo. Ma la sua più grande curiosità spaziale di gran lunga era con le comete, quei corpi celesti di ghiaccio, gas e polvere, avanzi della formazione antica di stelle e pianeti.

Alle superiori, Zhang ha iniziato a scrivere software per hobby e, naturalmente, rivolto al cielo per l'ispirazione. La sua conoscenza della cometa ha raggiunto nuove vette grazie allo sviluppo di un programma planetario, che richiedeva informazioni dettagliate sulla posizione di una cometa, direzione e luminosità.

"Per quanto posso ricordare, Sono sempre stato interessato all'astronomia e agli eventi astronomici, "disse Zhang, ora studente del quarto anno alla UC Santa Barbara. "Le comete sono uno dei pochi fenomeni astronomici che puoi semplicemente spegnere, dì a Campus Point alla UCSB, e guardalo, notte per notte, in movimento. Nel 2013, la cometa ISON che sfiorava il sole era così luminosa che potevi uscire al mattino e vedere il suo raggio luminoso. È così affascinante per me".

All'UCSB, quel fascino è stato promosso in un focus di ricerca che sta già pagando dividendi accademici per l'aspirante astrofisico. Zhang ha trascorso la sua recente estate in un prestigioso, Stage incentrato sulle comete presso il Naval Research Laboratory degli Stati Uniti. Poco dopo il ritorno, ha dato il via all'anno accademico 2016 pubblicando e presentando un paper, co-autore con il professore di fisica UCSB Philip Lubin, alla conferenza SPIE Ottica e Fotonica.

E gli onori continuano ad arrivare.

Ora Zhang ha ricevuto la borsa di studio Thomas R. McGetchin Memorial dalla Universities Space Research Association (USRA), un'organizzazione costituita nel 1969 sotto gli auspici delle National Academies of Science. L'USRA assegna solo cinque borse di studio all'anno a studenti universitari che affrontano questioni scientifiche impegnative nei settori della ricerca e dell'esplorazione spaziale, in particolare astrofisica e astronomia, e creare tecnologie e soluzioni che avranno un impatto positivo sulla vita delle persone.

Il pluripremiato lavoro di Zhang, e il fulcro del suo scritto di cui sopra, esamina l'uso potenziale dell'energia diretta per la deviazione della cometa. Adattare e applicare in modo nuovo la tecnologia sviluppata alla UCSB da Lubin e dal suo gruppo per la difesa planetaria contro gli asteroidi, e per la propulsione relativistica di veicoli spaziali per il volo interstellare, lo studioso universitario ha dimostrato che una cometa potrebbe essere manipolata per mitigare un potenziale impatto con la Terra riscaldandola con una matrice laser ad alta potenza.

"Un laser è un raggio così stretto che puoi produrre più potenza sul bersaglio di quella fornita dal sole, consentendo una difesa efficace contro gli urti delle comete, " ha spiegato Lubin, che dirige il Gruppo di Cosmologia Sperimentale dell'UCSB ed è consigliere di Zhang. "Non è qualcosa di cui preoccuparsi subito, ma è interessante notare che ora possediamo la tecnologia per proteggere l'umanità da un'altra minaccia, comete, che è ciò che alcune persone credono possa aver decimato i dinosauri.

"Il sistema che stiamo costruendo per i nostri altri programmi, come con la NASA e il Breakthrough Starshot, è esattamente lo stesso sistema che Qicheng ha mostrato che potrebbe essere usato per la difesa delle comete senza alcuna modifica, " Ha aggiunto Lubin. "Ciò che riflette è che l'umanità è ora avanzata al punto da avere il controllo su alcune minacce nel sistema solare, dandoci un maggiore controllo sul nostro ambiente."

La maggior parte degli schemi di deviazione e la comunità di difesa planetaria in generale, Zhang ha notato, si concentrano principalmente sugli asteroidi e per una buona ragione:"Perché ci sono così tanti asteroidi e perché hanno maggiori probabilità di avere un impatto sulla Terra".

"Ma ci sono un certo insieme di oggetti, le comete, che non rimangono nel sistema solare interno dove possiamo vederli, " ha spiegato. "Vengono da molto lontano, nei lontani confini del nostro sistema solare e quando li troviamo potrebbero essere sulla buona strada per colpire la Terra. L'intero scopo di questo progetto è quello di elaborare un programma che ci consentirà di prevenire l'impatto di una cometa".

L'idea di Zhang di esplorare un tale schema è stata ispirata dalle comete stesse. L'effetto del calore sulla traiettoria di una cometa è già stato osservato, Egli ha detto, cortesia del sole, che "vaporizza i ghiacci sulla superficie di una cometa e crea, essenzialmente, getti sulla superficie di una cometa che poi la spingono nella direzione opposta, quindi la cometa accelera e devia dalla sua traiettoria gravitazionale.

"La cometa non può dire la differenza tra il sole o un laser che lo colpisce, quindi si comporterà allo stesso modo in entrambi i casi, " ha aggiunto Zhang. "Stiamo usando quella conoscenza per costruire un modello di quanto grande un laser ci servirebbe per spostare una cometa abbastanza da prevenire un impatto. La risposta di base è che lo stesso array laser che il gruppo UCSB propone per la propulsione dei veicoli spaziali e per la difesa degli asteroidi funzionerà per le comete.

"La minaccia delle comete è di minore urgenza rispetto a quella di asteroidi più piccoli ma più comuni, da cui sono stati osservati impatti nella storia recente, " ha concluso. "Anche così, data la loro tempistica imprevedibile e il disastro su scala planetaria che probabilmente segue l'impatto, la deviazione della cometa rimane una considerazione importante nella strategia di difesa planetaria".