الأقمار الصناعية تتداخل مع البيانات الفلكية - هل يمكن أن تقدم الذكاء الاصطناعي حلًا؟
الأقمار الصناعية تتداخل مع البيانات الفلكية - هل يمكن أن تقدم الذكاء الاصطناعي حلًا؟
قام علماء الفلكبتطوير خوارزمية تعليمية ميكانيكية يمكنها التعرف على آثار الأقمار الصناعية في صور سماء الليل بدقة عالية. يسهل هذا النموذج تفسير البيانات ويمكن أن يمكّن من إزالة الخطوط ، والتي تسبب بشكل متزايد مشاكل في علم الفلك.
تصبح التكنولوجيا مشكلة ، ولكن يمكن أن تساعد في تقليل آثارها على بعض الصور التلسكوبية. أشاد الباحثون بالعمل في الشهر الماضي في الاجتماع العام للاتحاد الدولي الفلكي (IAU) في كيب تاون.
يقول سيغفريد إيغل ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة إلينوي أوربانا ، إن التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعدان ، لأنه إذا كان لديك بيانات كافية ، يمكنك تصنيفها ، هذا ما يبدو عليه القمر الصناعي ". ويضيف أن عدد الأقمار الصناعية يبدأ ويحدث التطورات في "وتيرة سريعة" ، ويضيف الباحثون "يبذلون قصارى جهدهم للحاق".تهديد متزايد
في السنوات الخمس الماضية ، أطلقت شركات مثل Spacex في Hawthorne ، كاليفورنيا ، Eutelsat OneWeb في مشروع Amazon's Kuiper في ريدموند ، واشنطن ، آلاف الأقمار الصناعية في مدار منخفض. هناك العديد من المخططات ، بما في ذلك 12000 من القمر الصناعي Megaconstellation تسمى G60 Starlink ، والتي ستطلقها تقنية شنغهاي سبيكوم القمر الصناعي في الصين. وقال ريتشارد جرين ، مدير مركز IAU لحماية السماء المظلمة والهدوء ضد تدخلات كوكبة الأقمار الصناعية ، خلال جلسة في الاجتماع العام لـ IAU: "يوجد الآن حوالي مليون قمر صناعي في سجل الطموحات للمستقبل".
توفر هذه الأقمار الصناعية الوصول السريع للإنترنت النطاق العريض للأشخاص ، ولكن بشكل متزايد لعلماء الفلك -يظهرون كخطوط خفيفة في الصور السماوية ويمكن أن تؤثر على الملاحظات على الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله. تتأثر التلسكوبات الحساسة ذات الحقل الواسع من الرؤية بشكل خاص بتلوث الأقمار الصناعية هذا. على سبيل المثال ، يمكن تقدير تلسكوب فيرا روبن القادم لرؤية أكثر من ثلث صوره.
"علم الفلك هو الآن علم مع كميات كبيرة من البيانات ، ولا يوجد شخص يمكنه مشاهدة جميع الصور التي يتم تسجيلها كل ليلة والتعرف على الخطوط" ، كما يقول Eggl. "التعلم الآلي يمكن أن يساعد هنا."
من أجل تطوير برنامج لتحديد آثار الأقمار الصناعية في الصور التلسكوبية ، دربت ماريا روميرو-كولميناريس ، عالمة بيانات في جامعة أتاكاما في تشيلي ، خوارزمية التعلم الآلي المراقبة على عشرات الآلاف من الصور التي سجلتها شبكة من التلسكوب في شيلي ، سبيان ، ميكسيكو ، جنوب كوريا. وقال روميرو كولميناريس "كنا نعرف متى وأين [في السماء] يجب أن نشاهد القمر الصناعي ودخلت ملاحظة مع قمر صناعي وواحد بدون". عندما استخدمت هي وزملاؤك النموذج للبيانات المتاحة للجمهور من WASP (البحث عن الزاوية الواسعة عن الكواكب) وشبكة التلسكوب الآلي المجري ، تمكنت الخوارزمية من تحديد 96 ٪ من آثار الأقمار الصناعية.
يقول Jeremy Tregloan-Reed ، وهو عالم الفيزياء الفلكية في جامعة أتاكاما التي عملت في المشروع مع روميرو كولميناريس ، إن الكشف عن الشريط هو خطوة مهمة نحو القضاء على هذه الصور والبيانات. يتمثل التحدي التالي في تطوير أدوات يمكنها بالفعل إزالة آثار الأقمار الصناعية أثناء الاحتفاظ بالبيانات الموجودة أسفلها. هذا ممكن فقط في الحالات التي لا يكون فيها القمر الصناعي مشرقًا لدرجة أنه مشبع بالبكسلات من الصورة ويتم تمر عبر البكسلات المحيطة ، كما يقول Tregloan-reed. إذا كان هناك تفيض ، لا يمكن حفظ البيانات الأساسية. يأمل الباحثون في تطوير تطبيق مفتوح المصدر وبرنامج بحلول نهاية العام المقبل يمكّن علماء الفلك للموظف والهواة من تحديد وتنظيف الصور والبيانات الملوثة. من المتوقع أن تكون هذه التدابير أكثر نجاحًا في التلسكوبات الصغيرة ذات الكاميرات ذات الحساسية الصغيرة.نجم -مثل الهبات
تثبت الأشكال الأخرى من تلوث الأقمار الصناعية أنها أكثر صعوبة في إدارتها. عندما تلتقط الوحدات الشمسية والأسطح المسطحة الأخرى الضوء على الأقمار الصناعية ، فإنها تنشئ وميضًا ، العابرة الفلكية الهادئة تشبه الطاقة ، والتي يمكن أن تأخذ من ميلي ثانية إلى سنوات يقول سيرجي كاربوف ، عالم الفلك في معهد علم الكونيات في أوروبا الوسطى والفيزياء الأساسية في براغ ، "بما أن هذه الهبات قصيرة جدًا ، وأحيانًا تصل إلى ميلي ثانية واحدة ، فإن حركة الأقمار الصناعية ضئيلة ونحصل على فلاش مثالي مثل النجم". لا توجد "طريقة حقيقية لتمييز هذه الهبات من العابرين الفيزيائيين الفلكيين الذين نود أن نتعرف عليه - بصرف النظر عن مقارنة موقعهم مباشرة مع الكتالوجات من مسارات الأقمار الصناعية" ، يضيف.
يمكن للمعدات الإلكترونية في الأقمار الصناعية أيضًا أن تنبعث من الإشعاع غير المقصود الذي يزعج ملاحظات توهج الانفجار الكبير. يأمل علماء الفلك أن دراسة هذا الإشعاع ، المعروفة باسم ،
يشير Eggl إلى أن أدوات الذكاء الاصطناعى لا يمكنها إعادة بناء البيانات المفقودة حقًا وأن المزيد من الأقمار الصناعية ستبدأ أكثر الأقمار الصناعية. يقول Eggl: "إذا كنت ترسم على المونالي ليزا بالألوان البيضاء ، فلا يوجد شيء يمكنك القيام به ، حتى لو قمت بتدريب خوارزمية تعلم الآلة على جميع الأعمال من دافنشي". "قد تخمن كيف يمكن أن تبدو اللوحة ، ولكن لا يمكنك أبدًا إعادة بناء البيانات التي تفقدها." Bassa ، C. G. et al. Astron. الفيزياء الفلكية. 689 ، L10 (2024).