Τεχνητή νοημοσύνη εντοπίζει ηλιακές καταιγίδες, σεισμούς και τσουνάμι

Νέο πρόγραμμα του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και της ESA αξιοποιεί δορυφορικά δεδομένα και τεχνητή νοημοσύνη για την πρόγνωση διαστημικού καιρού και την ανίχνευση σημάτων από φυσικές καταστροφές.

Ένα νέο ερευνητικό πρόγραμμα με ελληνική συμμετοχή επιχειρεί να φέρει την τεχνητή νοημοσύνη στην πρώτη γραμμή της πρόγνωσης διαστημικού καιρού και της ανίχνευσης φυσικών καταστροφών.

Το έργο Swarm-AWARE, με επικεφαλής το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών και χρηματοδότηση από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος, στοχεύει στην ανάλυση δορυφορικών και επίγειων δεδομένων, προκειμένου να εντοπίζονται σήματα που σχετίζονται τόσο με ηλιακές καταιγίδες όσο και με φαινόμενα όπως σεισμοί, τσουνάμι και ηφαιστειακές εκρήξεις.

Η σημασία του έργου είναι μεγάλη, καθώς οι ηλιακές καταιγίδες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές διαταραχές σε δορυφόρους, δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, συστήματα επικοινωνιών, σιδηροδρομικές υποδομές και κρίσιμες τεχνολογικές υπηρεσίες.

Το περιστατικό με τους δορυφόρους Starlink

Χαρακτηριστικό παράδειγμα των συνεπειών που μπορεί να έχει ο διαστημικός καιρός ήταν το περιστατικό της 3ης Φεβρουαρίου 2022.

Μια ηλιακή καταιγίδα μέτριας έντασης επηρέασε την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης, αυξάνοντας την ατμοσφαιρική αντίσταση. Η SpaceX είχε μόλις εκτοξεύσει 49 δορυφόρους Starlink, όμως 38 από αυτούς βγήκαν πρόωρα εκτός τροχιάς και κάηκαν κατά την επανείσοδό τους στην ατμόσφαιρα.

Το περιστατικό ανέδειξε με τον πιο σαφή τρόπο ότι ακόμη και φαινόμενα που δεν θεωρούνται ακραία μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές απώλειες σε διαστημικές υποδομές και να επηρεάσουν υπηρεσίες που χρησιμοποιούνται καθημερινά στη Γη.

Τι είναι το Swarm-AWARE

Το έργο Swarm-AWARE παρουσιάστηκε στο ετήσιο συνέδριο της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωεπιστημών στη Βιέννη, μια από τις μεγαλύτερες επιστημονικές συναντήσεις στον χώρο των γεωεπιστημών, με περισσότερους από 20.000 συνέδρους.

Η ερευνητική ομάδα μελετά δεδομένα από τη διαστημική αποστολή Swarm της ESA, η οποία αποτελείται από τρεις δορυφόρους που κινούνται στην ιονόσφαιρα και καταγράφουν με υψηλή ακρίβεια το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Οι δορυφόροι συλλέγουν δεδομένα για το μαγνητικό πεδίο, την πυκνότητα και τη θερμοκρασία του πλάσματος, καθώς και τα ηλεκτρικά πεδία. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να αποτυπώνονται μεταβολές που οφείλονται είτε σε εξωγενείς παράγοντες, όπως οι ηλιακές καταιγίδες, είτε σε γήινα φαινόμενα, όπως μεγάλες φυσικές καταστροφές.

Τεχνητή νοημοσύνη και δορυφορικά δεδομένα

Η καινοτομία του προγράμματος βρίσκεται στον συνδυασμό πολλών διαφορετικών πηγών δεδομένων.

Τα στοιχεία από τους δορυφόρους Swarm συνδυάζονται με δεδομένα από τον δορυφόρο Copernicus Sentinel-5P και με παρατηρήσεις από επίγειους σταθμούς.

Στη συνέχεια, τα δεδομένα αναλύονται με προηγμένες μεθόδους τεχνητής νοημοσύνης και υπολογιστικά εργαλεία, όπως η ανάλυση χρονοσειρών και η θεωρία της πληροφορίας.

Στόχος είναι να ξεχωρίζουν οι επιστήμονες αν ένα σήμα στην ιονόσφαιρα προέρχεται από διαστημικό καιρό ή από ένα φαινόμενο που εξελίσσεται στη Γη.

«Κοιτάζουμε εκτός Γης και εντός Γης»

Ο Γεώργιος Μπαλάσης, διευθυντής ερευνών του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και συντονιστής του προγράμματος, εξήγησε την ιδιαιτερότητα του έργου.

Όπως ανέφερε, το πρόγραμμα εστιάζει ταυτόχρονα στην ανίχνευση σημάτων που σχετίζονται με τον διαστημικό καιρό και στην ανίχνευση σημάτων που συνδέονται με φυσικούς κινδύνους, όπως σεισμοί, τσουνάμι και ηφαίστεια.

Με άλλα λόγια, τα ίδια δεδομένα αξιοποιούνται για να μελετηθούν φαινόμενα έξω από τη Γη, αλλά και φαινόμενα που εκδηλώνονται στο εσωτερικό ή στην επιφάνειά της.

Ηλιακές καταιγίδες και φυσικές καταστροφές

Τα τελευταία δύο χρόνια η αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα έχει προσφέρει στους ερευνητές πλούσιο υλικό για μελέτη.

Οι ισχυρές μαγνητικές καταιγίδες αφήνουν πιο καθαρά αποτυπώματα στα δορυφορικά δεδομένα, γεγονός που διευκολύνει την ανάλυση και τη βελτίωση των μοντέλων πρόγνωσης διαστημικού καιρού.

Αντίθετα, τα σήματα που συνδέονται με φυσικούς κινδύνους στη Γη είναι πολύ πιο ασθενή και δύσκολα ανιχνεύσιμα. Για τον λόγο αυτό απαιτείται εξαιρετικά λεπτομερής επεξεργασία, με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης και προηγμένων μαθηματικών εργαλείων.

Σεισμοί, τσουνάμι και ηφαίστεια στο μικροσκόπιο

Σε πρώτη φάση, η ερευνητική ομάδα έχει εστιάσει στα σήματα που προκαλούνται από ηφαιστειακές εκρήξεις.

Οι μεγάλες ατμοσφαιρικές διαταραχές που ακολουθούν μια ισχυρή έκρηξη μπορούν να φτάσουν μέχρι την ιονόσφαιρα και να καταγραφούν από τα μαγνητόμετρα των δορυφόρων.

Παράλληλα, οι επιστήμονες θα επιχειρήσουν να εντοπίσουν μαγνητικά σήματα που συνδέονται με τσουνάμι, αλλά και με μεγάλους σεισμούς μικρού εστιακού βάθους.

Η ανίχνευση τέτοιων σημάτων δεν σημαίνει ακόμη πρόγνωση φυσικών καταστροφών. Ωστόσο, μπορεί να αποτελέσει σημαντικό βήμα για την καλύτερη κατανόηση των φαινομένων και των επιπτώσεών τους στην ατμόσφαιρα και την ιονόσφαιρα.

Στόχος η βελτίωση των μοντέλων πρόγνωσης

Ο βασικός στόχος του Swarm-AWARE είναι η βελτίωση των υφιστάμενων μοντέλων πρόγνωσης του διαστημικού καιρού.

Η καλύτερη πρόγνωση μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των επιπτώσεων στη Γη, προστατεύοντας δορυφορικά συστήματα, τηλεπικοινωνίες, δίκτυα ενέργειας και άλλες κρίσιμες υποδομές.

Σε ό,τι αφορά τους φυσικούς κινδύνους, οι επιστήμονες τονίζουν ότι η πρόγνωση παραμένει ακόμη μακρινός στόχος και ανοιχτό ερευνητικό πρόβλημα.

Ωστόσο, η δυνατότητα ανίχνευσης διαταραχών πριν ή κατά την εκδήλωση ενός φυσικού φαινομένου μπορεί να προσφέρει πολύτιμη γνώση για την επιστημονική κοινότητα.

Η ελληνική έρευνα στην πρώτη γραμμή του Διαστήματος

Το πρόγραμμα αναδεικνύει τον σημαντικό ρόλο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην ευρωπαϊκή διαστημική έρευνα.

Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων, τεχνητής νοημοσύνης και προηγμένων αναλυτικών εργαλείων δείχνει πώς η επιστήμη μπορεί να συνδέσει το Διάστημα με την καθημερινή ασφάλεια στη Γη.

Από τις ηλιακές καταιγίδες μέχρι τους σεισμούς και τις ηφαιστειακές εκρήξεις, το Swarm-AWARE επιχειρεί να αποκωδικοποιήσει σήματα που μέχρι σήμερα ήταν δύσκολο να εντοπιστούν και να ερμηνευθούν.

Η τεχνητή νοημοσύνη δεν αντικαθιστά την επιστημονική έρευνα. Της δίνει, όμως, νέα εργαλεία για να δει πιο καθαρά όσα συμβαίνουν πάνω, γύρω και έξω από τον πλανήτη μας.

Πηγή: Pagenews.gr