Caros Leitores;
Um algoritmo recente de "aprendizado profundo" - apesar de não ter conhecimento inato da física solar - poderia fornecer previsões mais precisas de como o Sol afeta nosso planeta do que os modelos atuais baseados no entendimento científico.
Durante décadas, as pessoas tentaram prever o impacto do Sol na atmosfera do nosso planeta. Até agora, algoritmos baseados na física solar foram usados para prever a densidade variável da atmosfera da Terra.
Porém, com tantas variáveis afetando as camadas complexas e dinâmicas de gases ao redor da Terra, a Inteligência Artificial (IA) poderia fornecer melhorias reais nessa 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.
O Sol é uma verdadeira chatice
As condições no espaço variam de acordo com as mudanças de humor do Sol, conhecidas como 'clima espacial'. O Sol libera 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.
Vídeo: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2018/11/What_is_space_weather
O que é o clima espacial?
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A atmosfera da Terra também é afetada por essas explosões, pois tempestades geomagnéticas e aumento da luz ultravioleta aquecem a atmosfera superior, fazendo com que ela se expanda. À medida que o ar aquecido aumenta, sua densidade em órbitas de até 1000 km aumenta, e os satélites nas proximidades experimentam mais resistência, ou "arraste", fazendo com que eles desacelerem e mudem de órbita.
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 levantando a órbita de nossa frota de exploradores da Terra.
Melhorar essas previsões permitiria aos operadores planejar ciclos de manobras de correção mais longos e precisos, o que significa que menos disparos de propulsores seriam necessários, aumentando a quantidade de tempo que os satélites podem gastar coletando dados científicos.
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 atual ambiente de detritos espaciais .
Previsões atmosféricas
Dois fatores importantes são necessários para fazer previsões atmosféricas: o índice solar e o índice geomagnético. Ambas as medidas são tiradas da Terra e coletadas em vários lugares do mundo.
Reflexo solar visto pelo satélite ESA / NASA SOHO 23 de janeiro
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 substituto para a atividade solar e, como pode ser observado em todas as condições climáticas, medições podem ser feitas todos os dias, faça chuva ou faça sol.
O índice geomagnético é usado para caracterizar o tamanho das tempestades no campo magnético da Terra, causadas pela atividade solar. Tais tempestades podem prejudicar gravemente as redes elétricas, as operações das naves espaciais, os sinais de rádio e, é claro, a bela aurora boreal nos pólos.
“Observamos o passado, mas só podemos prever o futuro”, afirma Pere Ramos Bosch, engenheiro de dinâmica de voo do centro de operações ESOC da ESA.
“Atualmente, usamos um algoritmo desenvolvido há muito tempo, que leva a evolução dos valores dos índices F10.7 e geomagnéticos de anos anteriores, bem como o conhecimento da física solar e atmosférica, para fazer previsões para os próximos 27 dias.”
No entanto, as previsões atuais são geralmente bastante imprecisas. Embora ainda não tenhamos perdido uma missão, nossa falta de entendimento 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 eólica Aeolus e a série Sentinel de exploradores da Terra.
A IA poderia fazer a diferença?
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 Prazo' para reconhecer relacionamentos e padrões complexos que nós, humanos, simplesmente não conseguimos detectar.
“Estamos prestes a começar a obter resultados, mas parece que a IA está provando o melhor uso possível dos dados disponíveis”, diz David Remili, Trainee Nacional de Luxemburgo no Grupo de Inteligência Artificial e Inovação de Operações da ESA, encarregado de desenvolver a IA ferramenta de previsão.
"É um privilégio receber os recursos para combinar IA e astrofísica e, finalmente, impactar positivamente o modo como as missões espaciais são realizadas."
Até agora, a ferramenta de IA parece promissora, mas fique atento para descobrir qual algoritmo prediz melhor o futuro e se podemos usar essas novas habilidades de computação para entender melhor as interações entre o Sistema Solar e nossa casa.
Aviso solar
A futura missão Lagrange da ESA para monitorar o Sun
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A futura missão Lagrange da ESA manterá constante vigilância ao sol. O satélite, localizado no quinto ponto de Lagrange, enviará um aviso antecipado de atividade solar potencialmente prejudicial antes de afetar os satélites em órbita ou redes de energia no solo, dando aos operadores tempo para agir para proteger a infraestrutura vital.
Fonte: Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês)
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se
membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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