Искусственный интеллект предсказывает экваториальные плазменные пузыри в атмосфере

Данные европейских спутников SWARM использовались для обучения искусственного интеллекта предсказанию пузырьков атмосферной плазмы

Swarm — это миссия Европейского космического агентства, направленная на изучение и картографирование магнитного поля Земли. Миссия состоит из трех одинаковых спутников, размещенных на низких полярных орбитах.

Вскоре после восхода солнца высоко в атмосфере в тропиках образуются очаги перегретого газа, называемые экваториальными плазменными пузырями (ЭПВ). Вначале они размером с футбольное поле, но за несколько часов могут раздуться до размеров нескольких сотен километров. Эти пузыри представляют собой серьезную проблему, поскольку они могут мешать радиосигналам, особенно когда речь идет о связи со спутниками.

Было бы очень полезно, если бы мы могли предсказывать появление больших пузырей, подобных, например, дождю. Сачин Редди из Лондонского университетского колледжа Великобритании и его сотрудники разработали для этой цели искусственный интеллект. Они обучали его на данных, собранных миссией трех европейских спутников SWARM за 8 лет работы.

Перегретые пузыри в атмосфере

Эти спутники работают на высоте около 460 километров, что примерно соответствует средней высоте больших плазменных пузырей. В оборудование миссии SWARM также входит автоматический детектор этих пузырей — индекс ионосферных пузырей. Устройство анализирует плотность электронов и напряженность магнитного поля, чтобы определить, проходит ли спутник через пузырь.

Результаты пока показывают, что появление плазменных пузырей меняется в течение года, подобно погоде. Большинство из них появляются в районе Южно-Атлантической аномалии внутреннего радиационного пояса Земли. Солнечная активность оказывает существенное влияние на появление и поведение плазменных пузырей. Чем он сильнее, тем больше появляется пузырьков и тем они крупнее.

«Как и прогнозы погоды, нам нужны прогнозы экваториальных плазменных пузырей. С их помощью мы смогли бы решать проблемы со спутниковой связью», — предполагает Редди. По его словам, такой прогноз мог бы выглядеть примерно так: «Завтра в восемь часов вечера будет 30-процентная вероятность плазменного пузыря в районе Африканского Рога». Такая информация может быть очень полезной для спутниковых операторов, а также для пользователей, зависящих от спутниковых данных.