NASA i IBM otkrivaju tajne Sunca

NASA pojačava tempo u znanosti o Suncu lansiranjem Surya modela umjetne inteligencije obučenog na 9 godina promatranja iz NASA-inog Opservatorija solarne dinamike.

Razvijen od strane NASA-e u partnerstvu s IBM-om, Surya model koristi napredak u umjetnoj inteligenciji za analizu ogromnih količina solarnih podataka, pomažući znanstvenicima da bolje razumiju solarne erupcije i predvide svemirsko vrijeme koje prijeti satelitima, elektroenergetskim mrežama i komunikacijskim sustavima. Model se može koristiti za pružanje ranih upozorenja satelitskim operaterima i pomaže znanstvenicima da predvide kako Sunčevo ultraljubičasto zračenje utječe na gornje slojeve Zemljine atmosfere.

Preliminarni rezultati pokazuju da Surya napreduje u predviđanju solarnih baklji, što je dugogodišnji izazov u heliofizici. Surya, sa svojom sposobnošću generiranja vizualnih predviđanja solarnih baklji dva sata unaprijed, označava veliki korak prema korištenju umjetne inteligencije za operativno predviđanje svemirskog vremena.

Ovi početni rezultati nadmašuju postojeće standarde za 16%. Pružajući otvoreni pristup modelu na HuggingFaceu i kodu na GitHubu, NASA potiče znanstvenu i aplikacijsku zajednicu da testira i istraži ovaj AI model za inovativna rješenja koja iskorištavaju jedinstvenu vrijednost kontinuiranih, stabilnih, dugotrajnih skupova podataka iz Opservatorija solarne dinamike.

Uspjeh modela izravno se temelji na dugoročnoj bazi podataka Opservatorija solarne dinamike. Pokrenut 2010. godine, NASA-in Opservatorij solarne dinamike pruža neprekinuti zapis Sunca visoke rezolucije gotovo 15 godina snimanjem slika svakih 12 sekundi u više valnih duljina, uz precizna mjerenja magnetskog polja. Ovaj stabilan, dobro kalibriran skup podataka, koji obuhvaća cijeli solarni ciklus, pogodan je za treniranje AI modela poput Surye, omogućujući otkrivanje suptilnih obrazaca u ponašanju Sunca koje bi kraći skupovi podataka propustili.

Suryina snaga leži u arhitekturi njezinog temeljnog modela, koja uči izravno iz sirovih solarnih podataka. Za razliku od tradicionalnih AI sustava koji zahtijevaju opsežno označavanje, Surya se može brzo prilagoditi novim zadacima i primjenama. Primjene uključuju praćenje aktivnih područja, predviđanje aktivnosti baklji, predviđanje brzine solarnog vjetra i integraciju podataka iz drugih opservatorija, uključujući zajedničku misiju NASA-e i ESA-e Solar and Heliospheric Observatory i NASA-inu misiju Parker Solar Probe.

NASA kaže da Sunčeve oluje predstavljaju značajan rizik za naše tehnološki ovisno društvo. Snažni solarni događaji energiziraju Zemljinu ionosferu, što rezultira značajnim GPS pogreškama ili potpunim gubitkom signala satelitske komunikacije. Također predstavljaju rizik za električne mreže, jer geomagnetski inducirane struje iz izbačaja koronalne mase mogu preopteretiti transformatore i izazvati raširene prekide u opskrbi.

U komercijalnom zrakoplovstvu, solarne baklje mogu poremetiti radiokomunikacije i navigacijske sustave, a istovremeno izložiti letove na velikim visinama povećanom zračenju. Ulozi su još veći za ljudskesvemirske letove. Astronauti koji putuju na Mjesec ili Mars možda će se morati osloniti na precizna predviđanja kako bi se sklonili od intenzivnog zračenja tijekom događaja sa solarnim česticama.

Utjecaj Sunca proteže se na sve veći broj satelita u niskoj Zemljinoj orbiti, uključujući i one koji pružaju globalni brzi internet. Kako se solarna aktivnost pojačava, ona zagrijava gornje slojeve Zemljine atmosfere, povećavajući otpor koji usporava satelite, izvlači ih iz orbite i uzrokuje prerani ponovni ulazak u atmosferu. Operateri satelita često se muče s predviđanjem gdje i kada bi solarne baklje mogle utjecati na ove satelite.

„Naše društvo izgrađeno je na tehnologijama koje su vrlo osjetljive na svemirske vremenske uvjete“, rekao je Joseph Westlake, direktor Odjela za heliofiziku u sjedištu NASA-e. „Baš kao što koristimo meteorologiju za predviđanje vremena na Zemlji, prognoze svemirskog vremena predviđaju uvjete i događaje u svemirskom okruženju koji mogu utjecati na Zemlju i naše tehnologije. Primjena umjetne inteligencije na podatke iz naših heliofizičkih misija ključan je korak u povećanju naše obrane od svemirskog vremena kako bismo zaštitili astronaute i svemirske letjelice, električne mreže i GPS te mnoge druge sustave koji pokreću naš moderni svijet.“