Un telescop solar are o treabă grea. Observarea Soarelui afectează bombardarea constantă a unui flux nesfârșit de particule solare și lumina intensă a soarelui. În timp, lentilele și senzorii sensibili ai telescoapelor solare încep să se defecteze. Pentru a asigura acuratețea datelor trimise de astfel de instrumente, oamenii de știință se recalibrează periodic pentru a se asigura că înțeleg cum se schimbă instrumentul.
Observatorul de dinamică solară NASA a fost deschis în 2010, sau S.D.O, oferă imagini de înaltă rezoluție ale Soarelui de peste 10 ani. Aceste imagini le-au oferit oamenilor de știință o privire detaliată asupra diferitelor fenomene solare care pot cauza vremea în spațiu și pot afecta astronauții noștri și tehnologia de pe Pământ și în spațiu. Atmospheric Imager Assembly, sau AIA, este unul dintre cele două instrumente de imagistică de pe SDO care se uită continuu la Soare, făcând imagini în 10 lungimi de undă de lumină ultravioletă la fiecare 12 secunde. Acest lucru produce o cantitate enormă de informații despre Soare, dar ca toate instrumentele de observare solară, AIA se degradează în timp și datele trebuie calibrate frecvent.
De la lansarea SDO, oamenii de știință au folosit rachete de sondare pentru a calibra AIA, care sunt rachete mici care transportă în mod obișnuit doar câteva instrumente și efectuează zboruri spațiale scurte -- aproximativ 15 minute -- zboară deasupra cea mai mare parte a atmosferei Pământului, permițând instrumentelor de la bord să vezi lungimile de undă ultraviolete, măsurate prin AIA. Aceste lungimi de undă ale luminii sunt absorbite de atmosfera Pământului și nu pot fi măsurate de la sol. Pentru a calibra AIA, oamenii de știință au atașat un telescop ultraviolet la racheta de sondare și au comparat aceste date cu măsurătorile AIA.
Metoda de calibrare a rachetei de sondare are o serie de dezavantaje. Este posibil ca rachetele să nu se lanseze la fel de des atunci când AIA se uită în mod constant la Soare. Aceasta înseamnă că între fiecare calibrare a rachetei sondei există o perioadă de oprire în care calibrarea este ușor oprită.
Calibrare virtuală NASA
Ținând cont de aceste probleme, oamenii de știință au decis să ia în considerare alte opțiuni de calibrare a dispozitivului în vederea unei calibrări permanente. Învățarea automată, o tehnică folosită în inteligența artificială, pare să se potrivească perfect. După cum sugerează și numele, învățarea automată necesită un program de calculator sau un algoritm pentru a învăța cum să efectueze o sarcină.
În primul rând, cercetătorii au trebuit să antreneze un algoritm de învățare automată pentru a recunoaște structurile solare și a le compara folosind datele AIA. Pentru a face acest lucru, ei furnizează algoritmului imagini obținute în timpul zborurilor de calibrare a sondei ale rachetei și îi spun de câte calibrări au nevoie. După destule dintre aceste exemple, ei furnizează algoritmului imagini similare și văd dacă poate determina calibrarea necesară. Având date suficiente, algoritmul învață să determine cât de multă calibrare este necesară pentru fiecare imagine.
Deoarece AIA privește Soarele în diferite lungimi de undă de lumină, cercetătorii pot folosi algoritmul pentru a compara structuri specifice la diferite lungimi de undă și pentru a face estimări mai precise.
Ei au învățat mai întâi algoritmul cum arată o erupție solară, arătându-i erupții solare la toate lungimile de undă AIA, până când a recunoscut erupțiile solare în toate tipurile diferite de lumină. Odată ce programul a recunoscut o erupție solară fără nicio degradare, algoritmul a putut determina cât de mult a afectat degradarea imaginile AIA curente și cât de multă calibrare a fost necesară pentru fiecare.
„A fost un eveniment mare”, a spus dr. Louis Dos Santos. „În loc să le identificăm doar la aceeași lungime de undă, identificăm structuri la diferite lungimi de undă”. Aceasta înseamnă că cercetătorii pot fi mai încrezători în calibrarea determinată de algoritm. Într-adevăr, atunci când le-au comparat datele de calibrare virtuală cu datele de calibrare a rachetei de sondare, programul de învățare automată s-a dovedit a fi în top. Cu acest nou proces, oamenii de știință sunt gata să calibreze continuu imaginile AIA între zborurile de calibrare ale rachetei, crescând acuratețea datelor SDO pentru cercetători.
Citeste si: