Satelity narušují astronomická data - může AI nabídnout řešení?
Satelity narušují astronomická data - může AI nabídnout řešení?
Astronomové vyvinuli mechanický algoritmus učení, který dokáže rozpoznat satelitní stopy na obrázcích noční oblohy s vysokou přesností. Tento model usnadňuje interpretaci dat a může umožnit odstranění pruhů, které stále více způsobují problémy v astronomii.
Technologie se stává problémem nemohly být vyřešeny, ale mohly by pomoci snížit jejich účinky na některé teleskopické obrazy. Vědci minulý měsíc ocenili práci na valné hromadě Mezinárodní astronomické unie (IAU) v Kapském Městě.
"Strojové učení a umělá inteligence mohou pomoci, protože pokud máte dostatek dat, můžete klasifikovat, dobře, tak to vypadá satelit," říká Siegfried EGGL, astrofyzik na University of Illinois Urbana-Champaign. Počet začátků satelitu a vývoje se však děje v „rychlém tempu“, dodává a vědci „dělají, co je v jejich silách, aby to dohnali“.
rostoucí hrozba
V posledních pěti letech společnosti jako SpaceX v Hawthorne v Kalifornii, Eutelsate Oneweb v Londýně a Amazon's Project Kuiper v Redmondu ve Washingtonu uvedly na nízkou oběžnou dráhu tisíce komunikačních satelitů. Existuje mnohem více plánovaných, včetně 12 000 satelitních megakonstellací s názvem G60 Starlink, který má být spuštěn satelitní technologií Shanghai SpaceCom v Číně. „V rejstříku ambicí pro budoucnost je nyní asi milion satelitů,“ řekl Richard Green, ředitel centra IAU, aby chránil temnou a klidnou oblohu před zásahy na konstelaci satelitních konstelací během zasedání na valné hromadě IAU.
Tyto satelity nabízejí rychlý širokopásmový přístup k internetu lidí, ale jsou Pro astronomy stále více rušivější -V nebeských obrazech se objevují jako lehké pruhy a mohou ovlivnit pozorování v celém elektromagnetickém spektru. Tato satelitní kontaminace jsou zvláště ovlivněny citlivé dalekohledy se širokým zorným polem. Například nadcházející dalekohled Vera Rubin lze odhadnout, že uvidí více než třetinu jeho obrázků.
"Astronomie je nyní věda s velkým množstvím dat a neexistuje žádná osoba, která by mohla sledovat všechny obrázky, které jsou zaznamenány každou noc a rozpoznávají pruhy," říká EGGL. "Zde může pomoci strojové učení."
Aby bylo možné vyvinout program pro identifikaci satelitních stop v teleskopických obrazech, María Romero-Collenares, datová vědecka na University of Atacama v Chile, vyškolila monitorovaný algoritmus strojového učení a vietnam a jihokorea. "Věděli jsme, kdy a kde [na obloze] bychom měli sledovat satelit a učinili pozorování se satelitem a jeden bez“, "řekl Romero-Collareses a vytvořil stejný počet jasných a kontaminovaných obrazů. Když ona a vaši kolegové použili model k veřejně dostupným údajům z WASP (širokoúhlé vyhledávání vyhledávání planet) a maďarské automatizované dalekohledné sítě, byl algoritmus identifikovat 96 % satelitních stop.
Detekce proužku je důležitým krokem k jejich odstranění z obrázků a dat, říká Jeremy Tregloan-Reed, astrofyzik na University of Atacama, který pracoval na projektu s Romero-Colmenares. Další výzvou bude vývoj nástrojů, které mohou skutečně odstranit satelitní stopy, zatímco jsou data pod zachována. To je možné pouze v případech, kdy satelit není tak jasný, že je nasycen pixely obrazu a přechází do okolních pixelů, říká Tregloan-Reed. Pokud dojde k přetékání, podkladová data nelze uložit.
Vědci doufají, že do konce příštího roku vyvinou aplikaci s otevřeným zdrojovým kódem a program, který umožňuje observatoru a amatérské astronomové identifikovat a vyčistit kontaminované obrázky a data. Očekává se, že taková opatření budou nejúspěšnější v malých dalekohledech s kamerami s malou citlivostí.hvězda -jako záblesky
Další formy satelitní kontaminace se ukázaly být ještě obtížnější. Když sluneční moduly a jiné ploché povrchy zachycují světlo na satetech, vytvářejí záblesky, Podotým energii, která může trvat z milisekund do let
"Protože tyto záblesky jsou velmi krátké, někdy až do milisekundy, satelitní hnutí je zanedbatelné a my dostáváme perfektní záblesk podobný hvězdám," říká Sergey Karpov, astronom ve středoevropském institutu kosmologie a základní fyziky v Praze. Neexistuje „žádný skutečný způsob, jak tyto záblesky odlišit od astrofyzikálních přechodů, které bychom chtěli rozpoznat - kromě porovnání jejich pozice přímo s katalogy ze satelitních stop,“ dodává. Elektronická zařízení na satelitech může také emitovat neúmyslné záření, které narušuje pozorování záře velkého třesku, říká EGGL. Astronomové doufají, že studie tohoto záření, známé jako ,
EGGL poukazuje na to, že nástroje AI nemohou skutečně rekonstruovat ztracená data a více satelitů bude spuštěno, tím více satelitů. „Pokud malováte Mona Lisa s bílou barvou, není nic, co můžete udělat, i když trénujete algoritmus strojového učení na všech pracích od Da Vinci,“ říká EGGL. "Možná hádáte, jak by obraz mohl vypadat, ale nikdy nemůžete rekonstruovat data, která ztratíte." bassa, C. G. et al. Astron. Astrofys. 689, L10 (2024).