Amazon Web Services recruta IA para ajudar a NASA a superar as tempestades solares

Uma imagem ultravioleta extrema do sol, capturada pelo Solar Dynamics Observatory da NASA, mostra um clarão X9.3 em erupção no canto inferior direito durante uma tempestade solar em 2017. (NASA / Goddard / SDO Photo )

Se o sol lançar uma rajada de radiação de proporções de destruição de satélites algum dia, o Amazon Web Services poderá desempenhar um papel importante no início de um juízo final tecnológico.

Esse é o resultado de um projeto em que a NASA trabalha com o AWS Professional Services e o Amazon Machine Learning Solutions Lab para aprender mais sobre os sinais de alerta precoce de uma tempestade solar, com a ajuda da inteligência artificial.

Tempestades solares ocorrem quando distúrbios na superfície do sol provocam explosões de radiação e erupções de partículas eletricamente carregadas a velocidades de milhões de quilômetros por hora. Uma explosão de radiação suficientemente forte pode afetar as comunicações de rádio em metade do globo. E se as erupções, conhecidas como ejeção de massa coronal ou CMEs, forem fortes o suficiente e varrerem diretamente a Terra, poderão danificar os satélites e derrubar as redes elétricas.

O exemplo recente mais conhecido veio em 1989, quando um CME de alta energia sobrecarregou a rede elétrica Hydro-Quebec, provocando interrupções para mais de 6 milhões de pessoas no Canadá e no leste dos EUA

Mas isso não é o pior que o sol pode fazer: cientistas e historiadores apontam para uma tempestade de 1859 conhecida como Carrington Event, que causou estragos nos sistemas de telégrafo e criou visores aurorais tão brilhantes que as pessoas no nordeste dos EUA eram consideradas capaz de ler jornais à luz deles. Hoje, uma tempestade dessa magnitude seria um duro golpe para o mundo com fio (e sem fio).

Não estamos indefesos contra tempestades solares: satélites que observam o Sol, como o Solar Dynamics Observatory da NASA e o Advanced Composition Explorer podem avisar sobre um CME que chega com antecedência suficiente para que os operadores de satélite e os gerentes da rede elétrica tomem medidas de proteção. O Centro de Previsão do Tempo Espacial da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica oferece perspectivas continuamente atualizadas para tempestades no espaço, assim como o Serviço Nacional de Meteorologia faz para tempestades mais próximas do solo.

Mas, à medida que nos tornamos cada vez mais dependentes das comunicações via satélite, obter previsões precisas do clima espacial será cada vez mais importante. E, graças à proliferação de satélites do clima espacial, o volume de dados entrando para análise está se tornando cada vez mais prodigioso.

Para lidar com essa enxurrada de dados e melhorar futuras avaliações de risco, a NASA está usando as ferramentas analíticas da Amazon Web Services para filtrar até 1.000 conjuntos de dados por vez e treinar modelos de computador que podem identificar os sinais reveladores de uma iminência iminente. explosão.

Conforme descrito em um post no blog da Amazon, a abordagem da NASA correlaciona os drivers de vento solar e os níveis do campo magnético ao redor da Terra, detectando anomalias nos dados.

A NASA usa uma ferramenta de aprendizado de máquina chamada Amazon SageMaker para treinar um modelo de detecção de anomalias usando o algoritmo AWS Random Cut Forest interno. O algoritmo atribui a cada conjunto de pontos de dados uma "pontuação de anomalia". Outras ferramentas da AWS controlam anomalias em tempo real nos dados e rastreiam as ligações entre eles e tempestades solares.

A iniciativa permitiu à NASA agregar dados de mais de 50 missões de satélite e desenvolver visualizações para futuras pesquisas. Os cientistas já são capazes de criar simulações dos fenômenos solares que são necessários para replicar as tempestades como o Evento de Carrington.

"Temos que olhar para as tempestades holisticamente, assim como os meteorologistas fazem com eventos climáticos extremos", disse à Amazon Janet Kozyra, heliofísica que lidera o projeto na sede da NASA em Washington, DC.

“A pesquisa em heliofísica envolve trabalhar com muitos instrumentos, geralmente em diferentes observatórios espaciais ou terrestres. Existem muitos dados e fatores como atrasos no tempo aumentam a complexidade ", disse Kozyra. "Com a Amazon, podemos coletar todos os dados que temos sobre tempestades e usar anomalias que detectamos para melhorar os modelos que preveem e classificam as tempestades de forma eficaz".

As tempestades solares não ocorrem na mesma escala de tempo que, digamos, os furacões. O sol tende a seguir um ciclo de atividade de 11 anos, o que significa que a próxima temporada de tempestades - conhecida como máxima solar - ocorrerá no período de 2023-2026. Nesse momento, com a ajuda da AWS, novos e aprimorados modelos de previsão do clima espacial deverão estar prontos.

Via: Geek Wire