Att växa upp i Kaliforniens öken, Qicheng Zhang utvecklade en tidig uppskattning av stjärnor och den universella vidden bortom himlen. Men hans absolut största nyfikenhet på rymden var med kometer, dessa himlakroppar av is, gas och damm, rester från den för länge sedan bildade stjärnorna och planeterna.

På gymnasiet, Zhang började skriva mjukvara som en hobby och, naturligtvis, vände sig mot himlen för inspiration. Hans kometkunskap nådde nya höjder genom hans utveckling av ett planetariumprogram, som krävde detaljerad information om en komets plats, riktning och ljusstyrka.

"Så långt jag kan minnas, Jag har alltid varit intresserad av astronomi och astronomiska händelser, sa Zhang, nu fjärdeårsstudent vid UC Santa Barbara. "Kometer är ett av få astronomiska fenomen som du bara kan gå ut, säg till Campus Point vid UCSB, och se det, natt till natt, rör på sig. Tillbaka 2013 var solnedgångskometen ISON så ljus att du kunde gå ut på morgonen och se dess ljusa stråle. Det är så fascinerande för mig. "

På UCSB, att fascination har fostrats till ett forskningsfokus som redan ger akademisk utdelning för den blivande astrofysikern. Zhang tillbringade sin senaste sommar i en prestigefylld, kometfokuserad praktik vid U.S. Naval Research Laboratory. Strax efter återkomsten, han startade läsåret 2016 med att publicera och presentera en uppsats, medförfattare med UCSB fysikprofessor Philip Lubin, till SPIE Optics and Photonics -konferensen.

Och hedren fortsätter att komma.

Nu har Zhang fått Thomas R. McGetchin Memorial Scholarship från Universities Space Research Association (USRA), en organisation som bildades 1969 i regi av National Academy of Science. USRA delar ut bara fem stipendier årligen till studenter som tar sig an utmanande vetenskapliga frågor inom rymdforskning och utforskning, särskilt astrofysik och astronomi, och skapa teknik och lösningar som kommer att påverka människors liv positivt.

Zhangs prisbelönta arbete, och fokus för hans tidigare nämnda tidning, undersöker den potentiella användningen av riktad energi för kometböjning. Anpassa och tillämpa på ett nytt sätt teknik som utvecklats vid UCSB av Lubin och hans grupp för planetärt försvar mot asteroider, och för relativistisk framdrivning av rymdfarkoster för interstellär flygning, doktoranden visade att en komet kunde manipuleras för att mildra en potentiell påverkan med jorden genom att värma den med en kraftfull lasermatris.

"En laser är en så smal stråle att du kan producera mer effekt på målet än solen ger, möjliggör ett effektivt försvar mot kometangrepp, "förklarade Lubin, som leder UCSB:s Experimental Cosmology Group och är Zhangs rådgivare. "Det är inget att oroa sig för direkt, men det är anmärkningsvärt att vi nu har tekniken för att skydda mänskligheten mot ett annat hot, kometer, vilket är vad vissa människor tror kan ha decimerat dinosaurierna.

"Systemet som vi bygger för våra andra program, som med NASA och genombrottet Starshot, är exakt samma system som Qicheng nu har visat skulle kunna användas för kometförsvar utan absolut ingen modifiering, "Lubin tillade." Det här återspeglar är att mänskligheten nu har avancerat till den grad att behärska vissa hot i solsystemet, ger oss mer kontroll över vår miljö. "

De flesta avlänkningsscheman och planetariska försvarssamfundet i stort, Zhang noterade, är främst inriktade på asteroider och av goda skäl:"Eftersom det finns så många asteroider och för att de är mer benägna att påverka jorden."

"Men det finns en viss uppsättning objekt - kometer - som inte stannar i det inre solsystemet där vi kan se dem, "förklarade han." De kommer långt ifrån i våra solsystems avlägsna delar och när vi hittar dem kan de vara på god väg att påverka jorden. Hela syftet med detta projekt är att ta fram ett program som gör att vi kan förhindra en kometpåverkan. "

Zhangs idé att utforska ett sådant schema var inspirerad av kometerna själva. Värmens effekt på en komets bana har redan observerats, han sa, med tillstånd av solen, som "förångar isarna på en komets yta och skapar, väsentligen, strålar på ytan av en komet som sedan skjuter den i motsatt riktning, så kometen accelererar bort och avviker från sin gravitationsbana.

"Kometen kan inte se skillnad på solen eller en laser som lyser på den, så det kommer att bete sig på samma sätt i båda fallen, "Tillade Zhang." Vi använder den kunskapen för att bygga en modell av hur stor laser vi skulle behöva för att flytta en komet tillräckligt för att förhindra en påverkan. Det grundläggande svaret är att samma laseruppsättning som UCSB-gruppen föreslår för framdrivning av rymdfarkoster och för asteroidförsvar kommer att fungera för kometer.

"Hotet om kometer är av lägre vikt än för mindre men vanligare asteroider, från vilka effekter har observerats i den senaste historien, avslutade han. Ändå, med tanke på deras oförutsägbara timing och katastrofen på planeten som sannolikt kommer efter konsekvenserna, komets avböjning är fortfarande en viktig faktor i planets försvarsstrategi. "