IBM и NASA анонсировали Surya – виртуальную систему моделирования солнечной активности, которая благодаря передовой модели искусственного интеллекта, как ожидается, произведёт революцию в исследованиях Солнца. Новый инструмент позволит не только лучше понять климат Солнца, но и значительно точнее прогнозировать солнечные вспышки, представляющие угрозу для астронавтов и коммуникационной инфраструктуры на Земле.
Surya был разработан на основе девятилетних данных, собранных Обсерваторией солнечной динамики НАСА (SDO). С 2010 года космический аппарат непрерывно наблюдает за Солнцем, делая снимки высокого разрешения на разных длинах волн каждые 12 секунд, что позволяет оценивать температуру слоёв звезды. SDO также проводит точные измерения магнитного поля, что критически важно для понимания потоков энергии и прогнозирования солнечных бурь.
Ученые отмечают, что повышение температуры Земли в периоды повышенной солнечной активности связано с усилением сейсмической активности на поверхности планеты.
Объём и сложность данных SDO годами бросали вызов исследователям физики Солнца. По данным IBM, команда разработчиков Surya создала цифровой двойник Солнца, способный адаптироваться к различным научным сценариям. Работа началась со стандартизации форматов данных, что позволило обеспечить единообразную обработку данных моделью.
На следующем этапе была использована архитектура искусственного интеллекта, основанная на так называемом дальнодействующем преобразователе зрения. Эта архитектура позволяет проводить детальный анализ изображений с очень высоким разрешением и распознавать взаимосвязи между их элементами независимо от расстояния.
Преимущества Surya перед существующими решениями
Одним из ключевых преимуществ Surya является её способность обучаться непосредственно на необработанных данных, без предварительного анализа и маркировки. Это позволяет модели быстро адаптироваться к новым задачам и генерировать надёжные прогнозы быстрее, чем традиционные алгоритмы.
В ходе испытаний Surya продемонстрировала высокую гибкость, интегрируя данные других космических миссий, таких как Parker Solar Probe и Solar and Heliospheric Observatory. Модель также хорошо показала себя в прогнозировании активности солнечных вспышек и скорости солнечного ветра.
По данным IBM, предыдущие прогностические модели могли предсказывать солнечные вспышки за несколько часов, основываясь на сигналах из определённых областей Солнца. Однако, как подчёркивает компания, Surya позволила предупреждать за два часа, используя визуальный анализ. Первоначальные испытания также показали 16%-ное повышение точности классификации солнечных вспышек по сравнению с предыдущими методами, что представляет собой значительный прогресс в этой области.
Модель Surya теперь доступна на Hugging Face, GitHub и в библиотеке IBM TerraTorch. NASA отмечает, что, хотя инструмент был разработан для исследований в области гелиофизики, его архитектура может быть успешно применена и в других научных областях, таких как планетология и наблюдение за Землей.
Солнечные бури представляют большую угрозу
Риски, связанные с солнечными бурями, весьма значительны. Мощные солнечные бури могут привести к электромагнитным помехам, перебоям в электроснабжении и нарушениям в ионосфере. В результате ключевые системы современного мира, включая GPS-навигацию, спутниковую связь, интернет-связь и радиопередачу, подвергаются риску.
Кевин Мерфи, директор по анализу данных NASA, пояснил, что разработка базовой модели, обученной на данных о солнечной активности, позволяет анализировать сложное поведение Солнца с беспрецедентной скоростью и точностью. Он считает, что это открывает новые возможности для понимания влияния солнечной активности на технологии и системы, поддерживающие повседневную жизнь человека.
Читайте на тему: Solar Orbiter столкнулся с плазменным облаком
