Ayant grandi dans le désert californien, Qicheng Zhang a développé une appréciation précoce des étoiles et de l'étendue universelle au-delà du ciel. Mais sa plus grande curiosité spatiale était de loin avec les comètes, ces corps célestes de glace, gaz et poussière, les restes de la formation d'étoiles et de planètes il y a longtemps.

À l'école secondaire, Zhang a commencé à écrire des logiciels comme passe-temps et, naturellement, tourné vers le ciel pour l'inspiration. Sa connaissance des comètes a atteint de nouveaux sommets grâce au développement d'un programme de planétarium, qui nécessitait des informations détaillées sur l'emplacement d'une comète, direction et luminosité.

"D'aussi loin que je me souvienne, J'ai toujours été intéressé par l'astronomie et les événements astronomiques, " dit Zhang, maintenant étudiant en quatrième année à l'UC Santa Barbara. "Les comètes sont l'un des rares phénomènes astronomiques que vous pouvez simplement sortir, dire à Campus Point à UCSB, et le voir, nuit en nuit, en mouvement. En 2013, la comète ensoleillée ISON était si brillante que vous pouviez sortir le matin et voir son faisceau lumineux. C'est tellement fascinant pour moi."

A l'UCSB, cette fascination s'est développée dans un domaine de recherche qui rapporte déjà des dividendes académiques pour l'aspirant astrophysicien. Zhang a passé son été récent dans un prestigieux stage axé sur les comètes au U.S. Naval Research Laboratory. Peu de temps après son retour, il a lancé l'année universitaire 2016 en publiant et en présentant un article, co-écrit avec le professeur de physique UCSB Philip Lubin, à la conférence SPIE Optique et Photonique.

Et les honneurs se succèdent.

Maintenant, Zhang a reçu la bourse commémorative Thomas R. McGetchin de la Universities Space Research Association (USRA), une organisation formée en 1969 sous les auspices des National Academies of Science. L'USRA n'attribue que cinq bourses par an à des étudiants de premier cycle qui abordent des questions scientifiques difficiles dans les domaines de la recherche et de l'exploration spatiales, en particulier l'astrophysique et l'astronomie, et créer des technologies et des solutions qui auront un impact positif sur la vie des gens.

Le travail primé de Zhang, et l'objet de son article susmentionné, examine l'utilisation potentielle de l'énergie dirigée pour la déviation des comètes. Adapter et appliquer de manière nouvelle la technologie développée à l'UCSB par Lubin et son groupe pour la défense planétaire contre les astéroïdes, et pour la propulsion des engins spatiaux relativistes pour le vol interstellaire, le chercheur de premier cycle a démontré qu'une comète pouvait être manipulée pour atténuer un impact potentiel avec la Terre en la chauffant avec un réseau laser de haute puissance.

"Un laser est un faisceau si étroit que vous pouvez produire plus de puissance sur la cible que le soleil n'en fournit, permettant une défense efficace contre les impacts de comètes, " expliqua Lubin, qui dirige le groupe de cosmologie expérimentale de l'UCSB et est le conseiller de Zhang. "Ce n'est pas quelque chose dont il faut s'inquiéter tout de suite, mais il est à noter que nous possédons maintenant la technologie pour protéger l'humanité contre une autre menace, comètes, c'est ce que certaines personnes pensent avoir décimé les dinosaures.

« Le système que nous construisons pour nos autres programmes, comme avec la NASA et le Breakthrough Starshot, est exactement le même système que Qicheng a maintenant montré pourrait être utilisé pour la défense cométaire sans aucune modification, " Lubin a ajouté. " Ce que cela reflète, c'est que l'humanité a maintenant avancé au point d'avoir la maîtrise de certaines menaces dans le système solaire, nous donnant plus de contrôle sur notre environnement.

La plupart des schémas de déviation et la communauté de défense planétaire dans son ensemble, Zhang a noté, se concentrent principalement sur les astéroïdes et pour cause :"Parce qu'il y a tellement d'astéroïdes et parce qu'ils sont plus susceptibles d'avoir un impact sur la Terre."

"Mais il y a un certain ensemble d'objets - les comètes - qui ne restent pas dans le système solaire intérieur où nous pouvons les voir, " a-t-il expliqué. " Ils viennent de loin dans les confins de notre système solaire et au moment où nous les trouverons, ils pourraient être sur la bonne voie pour impacter la Terre. Tout l'objectif de ce projet est de proposer un programme qui nous permettra d'éviter un impact de comète."

L'idée de Zhang d'explorer un tel schéma a été inspirée par les comètes elles-mêmes. L'effet de la chaleur sur la trajectoire d'une comète a déjà été observé, il a dit, grâce au soleil, qui « vaporise les glaces à la surface d'une comète et crée, essentiellement, des jets à la surface d'une comète qui la poussent alors dans la direction opposée, alors la comète accélère et dévie de sa trajectoire gravitationnelle.

"La comète ne peut pas faire la différence entre le soleil ou un laser qui brille dessus, il se comportera donc de la même manière dans les deux cas, " a ajouté Zhang. " Nous utilisons ces connaissances pour construire un modèle de la taille d'un laser dont nous aurions besoin pour déplacer une comète suffisamment pour éviter un impact. La réponse de base est que le même réseau laser que le groupe UCSB propose pour la propulsion des engins spatiaux et pour la défense contre les astéroïdes fonctionnera pour les comètes.

"La menace des comètes est moins urgente que celle des astéroïdes plus petits mais plus communs, dont des impacts ont été observés dans l'histoire récente, " conclut-il. " Malgré tout, étant donné leur calendrier imprévisible et la catastrophe à l'échelle de la planète qui suit probablement l'impact, La déviation de la comète reste une considération importante dans la stratégie de défense planétaire."