p Um algoritmo de "aprendizado profundo" recente - apesar de não ter nenhum conhecimento inato da física solar - poderia fornecer previsões mais precisas de como o sol afeta nosso planeta do que os modelos atuais baseados em conhecimento científico. p Por décadas, as pessoas tentaram prever o impacto do sol na atmosfera do nosso planeta. Até agora, algoritmos baseados na física solar têm sido usados ​​para prever a mudança de densidade da atmosfera da Terra.

p Mas com tantas variáveis ​​afetando as camadas complexas e dinâmicas de gases ao redor da Terra, inteligência artificial (IA) pode fornecer melhorias reais nesta área devido à sua capacidade de lidar com dados muito mais complexos, com implicações importantes para a forma como voamos em missões na órbita da Terra.

p O sol é uma chatice

p As condições no espaço variam de acordo com as mudanças de humor do sol, conhecido como "clima espacial". O sol emite radiação em um fluxo constante, mas às vezes também envia rajadas violentas de partículas de alta energia que podem atingir diretamente nosso planeta. Essas partículas causam tempestades geomagnéticas - distúrbios temporários no campo magnético protetor da Terra.

p A atmosfera da Terra também é afetada por essas explosões, como tempestades geomagnéticas e aumento da luz ultravioleta aquecem a atmosfera superior, fazendo com que ele se expanda. Conforme o ar aquecido sobe, sua densidade em órbitas de até 1000 km aumenta, e os satélites nas proximidades experimentam mais resistência, ou "arraste, "fazendo com que eles diminuam a velocidade e mudem de órbita.

p Sem intervenção, como disparar os propulsores para mantê-los no ar, os satélites cairiam lentamente na Terra e queimariam na atmosfera. No controle da missão, estamos rotineiramente elevando a órbita de nossa frota de exploradores da Terra.

p Melhorar essas previsões permitiria aos operadores planejar ciclos mais longos e precisos de manobras de correção, significando que menos disparos do propulsor seriam necessários, aumentando a quantidade de tempo que os satélites podem gastar coletando dados científicos.

p Vitalmente, nosso conhecimento da posição futura da espaçonave também aumentaria, para que pudéssemos prever com mais precisão as chances de colisões no espaço, ajudando-nos a proteger nossa espaçonave no ambiente atual de detritos espaciais.

p Previsões atmosféricas

p Dois fatores importantes são necessários para fazer previsões atmosféricas:o índice solar e o índice geomagnético. Ambas as medições são tiradas da Terra, e coletados em vários lugares do mundo.

p O índice solar vem do que é chamado de fluxo de rádio solar de 10,7 cm - a quantidade de luz emitida pelo sol com um comprimento de onda de 10,7 cm. F10.7, como também é conhecido, é um excelente proxy para atividade solar, e porque pode ser observado em todas as condições meteorológicas, medições podem ser feitas todos os dias, faça chuva ou faça sol.

p O índice geomagnético é usado para caracterizar o tamanho das tempestades no campo magnético da Terra, causada pela atividade ao sol. Essas tempestades podem interromper gravemente as redes de energia elétrica, operações de espaçonaves, sinais de rádio e, claro, a bela aurora boreal nos pólos.

p "Observamos o passado, mas só podemos prever o futuro ", diz Pere Ramos Bosch, Engenheiro de dinâmica de vôo no centro de operações ESOC da ESA.

p "Atualmente, usamos um algoritmo desenvolvido há muito tempo, que leva a evolução dos valores do F10.7 e dos índices geomagnéticos de anos anteriores, bem como conhecimento da física solar e atmosférica, para fazer previsões para os próximos 27 dias. "

p Contudo, as previsões atuais são, em geral, bastante imprecisas. Embora não tenhamos perdido uma missão ainda, nossa falta de compreensão de como a densidade atmosférica muda é a maior fonte de erro quando se trata de satélites voadores em órbita baixa da Terra, como a missão do vento Aeolus e a série Sentinel de exploradores da Terra.

p A IA poderia fazer diferença?

p A ESA está agora testando um algoritmo totalmente diferente que usa os mesmos dados medidos do Sol e da Terra, mas ignora completamente a física e, em vez disso, emprega "aprendizado profundo". As equipes esperam que ele use sua "Memória de Longo Curto Prazo" para reconhecer relacionamentos e padrões complexos que nós, humanos, simplesmente não conseguimos detectar.

p "Estamos prestes a começar a obter resultados, mas parece que a IA está provando fazer o melhor uso dos dados disponíveis, "diz David Remili, um Estagiário Nacional de Luxemburgo no Grupo de Inovação de Operações e Inteligência Artificial da ESA que foi encarregado de desenvolver a ferramenta de previsão de IA.

p "É um privilégio receber os recursos para combinar IA e astrofísica, e, finalmente, para impactar positivamente como as missões espaciais são realizadas. "

p Até agora, a ferramenta de IA parece promissora, mas fique atento para descobrir qual algoritmo prevê melhor o futuro, e se podemos usar essas novas habilidades de computação para entender melhor as interações entre o Sistema Solar e nossa casa.

p Aviso solar

p A futura missão Lagrange da ESA manterá uma vigilância constante do sol. O satélite, localizado no quinto ponto de Lagrange, enviará um aviso prévio de atividade solar potencialmente prejudicial antes que ela afete os satélites em órbita ou as redes de energia no solo, dando aos operadores tempo para agir para proteger a infraestrutura vital.