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人工智能最终将对太空任务产生积极影响

虽然没有科学的先天知识,但最近的“深度学习”算法可以比目前基于科学知识的模型更准确地预测太阳如何影响我们的星球。

几十年来,人们一直试图预测太阳对地球大气层的影响。到目前为止,基于太阳物理学的算法一直被用于预测地球大气层的移动密度。

但由于影响地球周围复杂和动态气体层的变量非常多,人工智能(AI)可以在这一领域取得真正的进步,因为它可以处理更复杂的数据,这对我们在地球轨道上执行任务的方式具有重要意义。

太阳是真正的阻力。

太空中的条件会根据太阳的心情而变化,这就是所谓的“太空天气”。太阳以恒定的电流发出辐射,但有时也会发出高能粒子的猛烈爆发,直接冲击我们的星球。这些粒子会引起地磁风暴,这是对地球保护磁场的暂时干扰。

地球大气层也受到这些爆炸的影响,因为地磁风暴和紫外线的增加加热了高层大气,使其膨胀。随着热空气的上升,它的密度在长达1000公里的轨道上会增加,附近的卫星会遇到更大的阻力或“阻力”,使它们减速并改变轨道。

如果没有干预(比如发射推进器使其保持在高空),卫星会慢慢坠落到地球,在大气层中燃烧。在任务控制中,我们通常会升级地球探索者舰队的轨道。

这些改进的预测将使运营商能够规划更长、更准确的纠正行动周期,这意味着需要更少的推进器点火,从而增加卫星收集科学数据的时间。

事实上,我们对航天器未来位置的了解也会增加,因此我们可以更准确地预测空间碰撞的机会,从而帮助我们在当前的空间碎片环境中保护航天器。

大气预测

大气预测需要两个重要因素:太阳指数和地磁指数。这两个测量值都来自地球,并在世界各地收集。太阳指数来自所谓的10.7cm太阳辐射通量,即太阳发出的波长为10.7cm的光量。众所周知,F10.7是太阳活动的一个极好的替代品,由于它可以在所有天气条件下进行观测,所以无论下雨与否,每天都可以进行测量。

地磁指数用于描述太阳活动引起的地球磁场风暴的大小。这样的风暴会严重破坏电网、飞船的运行、无线电信号,当然还有两极美丽的北极光。

欧空局ESOC运营中心的飞行动力学工程师Pere Ramos Bosch说,“我们观察过去,但我们只能预测未来。”

“我们目前正在使用一种很久以前开发的算法,该算法利用前几年F10.7和地磁指数的变化以及太阳和大气物理学的知识来预测未来27天。”

然而,目前的预测通常是不准确的。虽然我们还没丢任务,但是说到近地轨道飞行卫星(比如风神峰峰任务,地球探险者哨兵系列),我们对大气密度变化的不了解是最大的误差源。

AI能有所作为吗?

ESA现在正在测试一种完全不同的算法,它使用来自太阳和地球的相同测量数据,但完全忽略了物理,而是采用“深度学习”。该团队希望它可以利用其“长期和短期记忆”来识别人类无法检测到的复杂关系和模式。

欧空局人工智能和运营创新小组卢森堡国家培训师大卫雷米里(David Remili)说:“我们即将开始取得成果,但似乎人工智能已经被证明能够充分利用现有数据。”预测工具。

“很荣幸能够获得将人工智能与天体物理学相结合的资源,并最终对太空任务产生积极影响。”

到目前为止,人工智能工具似乎很有前途,但请继续寻找哪种算法可以更好地预测未来,以及我们是否可以使用这些新的计算功能来更好地理解太阳系和我们房屋之间的相互作用。

太阳警告

欧空局未来的拉格朗日任务将一直监测太阳。这颗位于拉格朗日第五点的卫星将在影响地面轨道或电网的卫星之前,对可能的有害太阳活动发出预警,让运营商有时间采取行动保护重要的基础设施。

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