На этой планете уже достаточно проблем, чтобы нам не нужны новые проблемы, приходящие сюда с солнца. К сожалению, мы пока не можем уничтожить эту безжалостную звезду, поэтому мы в ее власти. Но НАСА, по крайней мере, скоро сможет дать нам знать, когда одна из его смертоносных вспышек приведет в беспорядок наши земные системы.
Понимание и предсказание космической погоды — большая часть работы НАСА. Там наверху нет воздуха, поэтому никто не услышит ваш крик: «Вау, как насчет радиации!» Следовательно, мы полагаемся на набор спутников для обнаружения и передачи нам этих важных данных.
Одним из таких измерений является солнечный ветер, «неумолимый поток материала от солнца». Даже НАСА не может сказать об этом ничего хорошего! Обычно этот поток поглощается или рассеивается нашей магнитосферой, но если происходит солнечная буря, он может быть достаточно интенсивным, чтобы сломить местную защиту.
Когда это происходит, электроника может выйти из строя, поскольку эти заряженные частицы могут переворачивать биты или разрушать энергозависимую память, такую как ОЗУ и твердотельные накопители. НАСА сообщает, что даже телеграфные станции не были в безопасности, поскольку они взорвались во время крупнейшей за всю историю солнечной бури, Каррингтонского события 1859 года.
Хотя мы не можем остановить эти звездные события, мы могли бы лучше подготовиться к ним, если бы знали, что они грядут. Но обычно к тому времени, когда мы узнаем, они в основном уже здесь. Но как мы можем предсказать такие редкие и хаотичные события?
Вид спутника НАСА SOHO, который был разрушен во время солнечной бури 2003 года. Кредиты изображений: НАСА
Совместный проект НАСА, Геологической службы США и Министерства энергетики в Frontier Development Lab занимается изучением этой проблемы, и ответ именно такой, какой вы ожидаете: машинное обучение.
Команда собрала данные о солнечных вспышках с нескольких спутников, наблюдающих за солнцем, а также с наземных станций, наблюдающих за геомагнитными нарушениями (так называемыми возмущениями), подобными тем, которые влияют на технологии. Модель глубокого обучения, которую они разработали, определила закономерности того, как первое ведет ко второму, и они назвали получившуюся систему КИНЖАЛОМ: Дип леАрнинГАРАНТИРОВАННАЯ ПОБЕДАэомагнитный рЕРТУрбатион
Да, это натяжка. Но, похоже, это работает.
Используя геомагнитные бури, обрушившиеся на Землю в 2011 и 2015 годах, в качестве тестовых данных, команда обнаружила, что DAGGER может быстро и точно прогнозировать их последствия по всему миру. Это сочетает в себе сильные стороны предыдущих подходов, избегая при этом их недостатков. Как выразилось НАСА:
Предыдущие модели прогнозирования использовали ИИ для создания локальных геомагнитных прогнозов для определенных мест на Земле. Другие модели, в которых не использовался ИИ, давали глобальные прогнозы, которые были не очень своевременными. DAGGER — первая компания, которая сочетает быстрый анализ ИИ с реальными измерениями из космоса и Земли, чтобы генерировать часто обновляемые прогнозы, которые являются быстрыми и точными для объектов по всему миру.
Может пройти некоторое время, прежде чем вы получите предупреждение о солнечном свете на своем телефоне, говорящее вам остановиться или ваша машина может перестать работать (на самом деле этого не произойдет… вероятно), но это может иметь большое значение, когда мы знаем, что есть уязвимая инфраструктура, которая может внезапно отключиться. Предупреждение за несколько минут лучше, чем ничего!
Вы можете прочитать статью с описанием модели DAGGER, которая, кстати, с открытым исходным кодом, в этом номере журнала Space Weather.