(Dezember 19, 2023) Bei der Preisverleihungsgala der Canada-Wide Science Fair 2023 in Edmonton feierten fast 900 Teilnehmer die Leistungen kanadischer Studenten. Unter ihnen war die vierzehnjährige Arushi Nath, die Gründerin von MonitorMyPlanet, die erste aufeinanderfolgende Gewinnerin des Preises für das beste Projekt seit 1989–1990 und gewann den Preis 2022 und dann erneut 2023. Ihr Projekt konzentriert sich auf die Verteidigung des Planeten über die Entdeckung unbekannter Asteroiden mithilfe offener Daten, Mathematik und Python – ihr Algorithmus hat es tatsächlich geschafft, drei unbekannte Asteroiden zu lokalisieren. Arushi hat bereits eine lange Liste an Erfolgen vorzuweisen – sie belegte beim Wettbewerb der Europäischen Union für junge Wissenschaftler im Jahr 2023 den zweiten Platz und gewann den Young Astronomer Award 2023 der Royal Astronomical Society of Canada. Im Jahr 2020, im Alter von 11 Jahren, gewann sie die NASA SpaceAppsGlobal Challenge und 2017 war sie mit acht Jahren die Canada SpaceApps-Gewinnerin!
Ein junges Genie
Arushis wissenschaftliche Reise begann schon in jungen Jahren – sie lernte jahrelang selbstständig. Als sie in Toronto aufwuchs, verbrachte sie im Alter von vier oder fünf Jahren ihre Zeit damit, in den Nachthimmel zu schauen. Bald bekam die Familie ihr erstes Teleskop und Arushi würde „Planeten und Sternhaufen beobachten und die Beobachtungen skizzieren“, sagte sie. In akademischer Hinsicht hatte sie ihre Schulleistungen längst übertroffen und wollte ihre Zeit damit verbringen, ihren Interessen nachzugehen. Eine davon entstand während ihrer wöchentlichen Familienausflüge zum Ontario Science Centre, wo sie etwas über die Royal Astronomical Society of Canada (RASC) erfuhr. „Sie veranstalteten ein monatliches Treffen im Ontario Science Centre, und ich war wirklich neugierig, also hörte ich mir eines an“, sagte Arushi sagte. Die Treffen am RASC, bei denen Astronomen und Wissenschaftler ihre Projekte vorstellten, weckten ihr Interesse zusätzlich.
Als sie älter wurde, diversifizierten sich Arushis Interessen. „Ich habe auch andere Interessen, zum Beispiel lerne ich seit vier oder fünf Jahren, in Python zu programmieren. Deshalb wollte ich auf jeden Fall viel Programmieren involvieren“, sagt sie. Sie liebt auch Mathematik, die sie alleine lernt, und sagt: „Ich bin meiner Schule immer ein oder zwei Schritte voraus, weil mich das Fach so fasziniert.“ All diese Interessen kamen schließlich in dem Projekt zusammen, das ihr half, die Canada Wide Science Fair zu gewinnen.
Der Hackathon-Veteran
Für Arushi war die Durchführung von Projekten die beste Art zu lernen. Außerdem wollte sie ihren wissenschaftlichen Scharfsinn mit den Dingen verbinden, die ihr am Herzen liegen. Als sie und ihre Freunde 2018 an dem Schulstreik für das Klima teilnahmen, der von der schwedischen Klimaaktivistin Greta Thunberg ins Leben gerufen wurde, wollte Arushi mehr tun, „als Slogans aufzustellen oder darauf zu warten, dass andere handeln“, sagt sie sagte. Dies führte dazu, dass sie „Schools and NASA Aiding Climate Action by Kids“ entwarf, das mit der einprägsamen Abkürzung „S.N.A.C.K.“ versehen ist. Das Projekt nutzt Satellitenbilder, um die Baumdichte von Schulen in Toronto zu berechnen, sie dann zu ordnen und zu kartieren. Sie entwarf außerdem einen Verschmutzungssensor zur Messung des Pegels in Parks und Schulen in der ganzen Stadt. Dabei nutzte sie Arduino, die Open-Source-Elektronikplattform, mit der Benutzer interaktive Modelle erstellen können. „Ich wollte, dass Schulkinder lokale Lösungen für globale Herausforderungen finden“, sagt sie.
Ihre Bemühungen führten dazu, dass sie zur NASA SpaceApps Global Nominee ernannt wurde – sie hatte bereits 2014 und 2018 die Space Apps Challenge gewonnen. Tatsächlich hatte sie im Alter von 10 Jahren an atemberaubenden 29 Hackathons teilgenommen. Dies sei jedoch ein besonderer Sieg von S.N.A.C.K gewesen, sagt sie, da es ihr erster Soloversuch gewesen sei. „Ich musste die gesamte Arbeit selbst erledigen, von der Idee über die Umsetzung, die Codierung bis hin zur Präsentation vor der Jury in 40 Stunden.“
Die Libellendrohne
Für Arushi war die Durchführung von Projekten die beste Art zu lernen. Während der Corona-Krise begann sie mit der Arbeit an ihrem ersten großen Unterfangen – dem Bau einer Drohne – eine ziemliche Leistung für die junge Wissenschaftlerin, die damals erst 19 Jahre alt war. Die Idee für die gerichtete Libellendrohne entstand während des COVID-10-Lockdowns. Arushi war beunruhigt über die Nachricht von Heuschreckenplagen, die Ernten in Asien und Afrika vernichteten, und sah eine Chance, etwas zu bewirken. „Diese Heuschrecken reisen oft in großen Schwärmen, sind sehr schnell und können unvorhersehbar die Richtung ändern“, sagte der Globaler Inder erläutert und die Dringlichkeit des Problems unterstrichen.
Arushis Lösung bestand darin, Drohnen zur Heuschreckenbekämpfung einzusetzen. „Ich habe über den Einsatz von Drohnen nachgedacht, da sie fliegen, den Heuschrecken folgen und ihr Verhalten überwachen können“, erklärt sie. Sie wollte auch die Natur nachahmen und entschied sich für die Libelle, weil sie mit einer Erfolgsquote von 95 Prozent beim Beutefang bei weitem der effizienteste Jäger ist (im Vergleich dazu liegt die Erfolgsquote bei Löwen bei 25 Prozent und Haie haben eine Erfolgschance von 50 Prozent). ). Die Entwicklung einer Drohne ist keine leichte Aufgabe, und Arushi nutzte ihre Lego-Basis, um das Fundament zu schaffen, und befestigte dann in einem akribischen Versuch-und-Irrtum-Prozess Motoren und Sensoren daran. „Ich habe es so programmiert, dass alle roten Objekte als Heuschrecken identifiziert werden“, beschrieb sie die Funktionsweise ihrer Kreation.
Das planetare Verteidigungssystem
Zu dieser Zeit war Arushi auch Mitglied der Royal Astronomical Society of Canada. Sie nahm zunächst an Meetings teil und hörte den Reden anderer zu, doch schon bald präsentierte sie auch ihre eigenen Erkenntnisse. Sie lernte auch, wie man in Python programmiert. „Ich habe alleine angefangen und viele Tutorials zu Coder Dojo und Kids Code Jeunesse gemacht“, sagt sie. Und sie wollte einen Weg finden, all diese Leidenschaften zu vereinen.
Ihre Idee war die planetare Verteidigung gegen unbekannte Asteroiden. Sie hatte durch das RASC etwas über Roboterteleskope erfahren und nutzte Bilder dieser Geräte – „Ich habe Bilder von Roboterteleskopen in Kanada, Spanien, den USA und Australien gemacht, um eine vollständige Himmelsabdeckung zu erhalten“, erklärt Arushi. Sie musste diese durchforsten, um die unbekannten Asteroiden zu lokalisieren, wobei sie den Gaia-Sternkatalog für Informationen über Sternpositionen und den NASA-Horizont-Datensatz für Vorhersagen über die Standorte bekannter Asteroiden nutzte. Mithilfe ihrer Programmier- und Mathematikkenntnisse entwickelte sie dann einen Algorithmus zum Herausfiltern bekannter Entitäten – „Ich habe benutzerdefinierte Masken erstellt, um alle diese Objekte zu entfernen, sodass nur noch die unbekannten Objekte übrig blieben“, erklärt sie.
Allerdings konnte sie es nicht immer alleine schaffen und wandte sich häufig an Online-Foren, um Hilfe zu erhalten. „Wenn ich Fehler bekam, versuchte ich tagelang, sogar wochenlang, alleine die Antwort zu finden, aber wenn nicht, wandte ich mich an bestimmte Foren“, sagt sie. Sie kontaktierte auch Experten, darunter Christina Thomas, die leitende Forscherin der DART-Mission der NASA. „Ich schickte ihr eine Nachricht, erzählte ihr von meinem aktuellen Projekt und fragte, ob ich ein Zoom-Meeting veranstalten könnte, um mit ihr über ihr Projekt zu sprechen und darüber, wie es mit meinem zusammenhängen könnte“, lächelt Arushi. Thomas antwortete und die beiden nahmen tatsächlich an dem Zoom-Meeting teil. „Ich habe sie tatsächlich um Hinweise zu meinem Projekt gebeten und was ich tun könnte“, fügt sie hinzu.
Anerkennung finden
„Die Fertigstellung des Ganzen dauerte etwa zehn Monate“, sagt Arushi. „Von der Ideenfindung über die Kontaktaufnahme mit den Leuten, um zu sehen, ob sie damit einverstanden sind, bis hin zum Beginn des Programmierens.“ Ihre Ziele änderten sich im Laufe der Zeit so sehr, dass ihr erstes Ziel und das Endergebnis sehr unterschiedlich waren.“ Schließlich wurden ihre Ergebnisse an die Datenbank des Minor Planet Center gesendet. Dann kam das Warten auf eine Antwort. „Ein paar Wochen später erhielt ich eine E-Mail und neben drei der Asteroiden stand mein Name“, lächelt Arushi. Sie reichte ihr Projekt bei der Toronto Science Fair ein und gewann Gold und qualifizierte sich damit für die prestigeträchtige Canada-Wide Science Fair, bei der sie ebenfalls gewann. „Ich habe mir mit meiner Familie die Ergebnisse angeschaut und nicht damit gerechnet, dass mein Name noch einmal auftaucht, aber es kam doch“, sagt sie.
Jetzt arbeitet Arushi weiter an ihrem Projekt zur Planetenverteidigung. Nachdem die DART-Mission nun erfolgreich in das Didymos-(Asteroiden-)System eingedrungen ist, möchte sie die Veränderungen des Systems während dieses Einschlags messen. „Ich habe einige Monate vor dem DART-Einschlag damit begonnen, das Didymos-Binärsystem zu studieren“, sagt sie, „um vollständig zu verstehen, wie es beeinflusst wurde.“
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