Satelīti traucē astronomiskajiem datiem - vai AI var piedāvāt risinājumu?
Satelīti traucē astronomiskajiem datiem - vai AI var piedāvāt risinājumu?
Astronomi ir izstrādājuši mehāniskās mācīšanās algoritmu, kas nakts debesu attēlos var atpazīt satelīta pēdas ar augstu precizitāti. Šis modelis atvieglo datu interpretāciju un varētu ļaut noņemt svītras, kas arvien vairāk rada astronomijas problēmas.
"Mašīnmācīšanās un mākslīgais intelekts var palīdzēt, jo, ja jums ir pietiekami daudz datu, jūs varat klasificēt, labi, tas ir tas, kā izskatās satelīts," saka Siegfried Eggl, Ilinoisas Urbana-Champaign universitātes astrofiziķis. Viņš piebilst, ka satelīta sākumu skaits un attīstība notiek "straujā tempā", un pētnieki "dara visu iespējamo, lai panāktu".
Pieaugošie draudi
Pēdējo piecu gadu laikā tādi uzņēmumi kā SpaceX Hawthorne, Kalifornijā, Eutelsat OneWeb Londonā un Amazon projekts Kuiper Redmondā, Vašingtonā, tūkstošiem komunikāciju satelītu uzsāka zemā orbītā. Ir vēl daudz plānotu, ieskaitot 12 000 satelīta megakonstelāciju ar nosaukumu G60 Starlink, kuru Ķīnā jāuzsāk Šanhajas Spacecom satelīta tehnoloģija. "Tagad ir aptuveni miljons satelītu nākotnes ambīciju reģistrā," sacīja Ričards Grīns, IAU centra direktors, lai aizsargātu tumšās un mierīgās debesis pret satelīta zvaigznāja traucējumiem, sesijas laikā IAU vispārējā sanāksmē.
Šie satelīti piedāvā cilvēku ātru platjoslas interneta piekļuvi, bet ir arvien vairāk traucējošāk astronomiem -tās parādās kā vieglas svītras debesu attēlos un var ietekmēt novērojumus visā elektromagnētiskajā spektrā. Šis satelīta piesārņojums īpaši ietekmē jutīgus teleskopus ar plašu redzes lauku. Piemēram, gaidāmo Vera Rubin teleskopu varētu aprēķināt, lai redzētu vairāk nekā trešdaļu no viņa attēliem.
"Astronomija tagad ir zinātne ar lielu datu daudzumu, un nav nevienas personas, kas varētu skatīties visus attēlus, kas tiek ierakstīti katru vakaru, un atpazīt svītras," saka Eggl. "Mašīnmācība šeit var palīdzēt."
Lai izstrādātu programmu satelītu pēdu identificēšanai teleskopiskos attēlos, María Romero-Colmenares, Čīles Atacama universitātes datu zinātniece, apmācīja uzraudzītu mašīnmācīšanās algoritmu desmitiem tūkstošu attēlu, kurus reģistrēja teleskopu tīkls Čilē, Spānijā, Meksikā, Vjetnamā. "Mēs zinājām, kad un kur [debesīs] mums vajadzētu vērot satelītu un veicot novērojumu ar satelītu un vienu bez", sacīja Romero-Colmenares un izveidoja tikpat skaidru un piesārņotu attēlu skaitu. Kad viņa un jūsu kolēģi izmantoja modeli, lai publiski pieejamos datus no lapsenes (platleņķa meklēšana meklētu planētas) un Ungārijas automatizētā teleskopa tīklā, algoritms spēja identificēt 96 % no satelīta pēdām.
Stripas noteikšana ir svarīgs solis uz to izskaušanu no attēliem un datiem, saka Džeremijs Tregloan-Reed, Atacama universitātes astrofiziķis, kurš strādāja pie projekta ar Romero-Colmenares. Nākamais izaicinājums būs izstrādāt rīkus, kas faktiski var noņemt satelīta pēdas, kamēr tiek saglabāti dati zemāk. Tas ir iespējams tikai gadījumos, kad satelīts nav tik spilgts, ka to piesātina attēla pikseļi un nonāk apkārtējos pikseļos, saka Tregloan-Reed. Ja ir pārpildīti, pamatā esošos datus nevar saglabāt.
Pētnieki cer izveidot atvērtā koda lietotni un programmu līdz nākamā gada beigām, kas ļauj novērotājam un amatieru astronomiem identificēt un sakopt piesārņotus attēlus un datus. Paredzams, ka šādi pasākumi būs visveiksmīgākie mazos teleskopos ar kamerām ar nelielu jutīgumu.Zvaigžņu līdzīgas zibspuldzes
Citas satelīta piesārņojuma formas izrādās vēl grūtāk pārvaldāmas. When solar modules and other flat surfaces capture the light on satellites, they create flashes, the Biroja astronomijas pārejas Atgādina enerģiju, kas var aizņemt no milisekundēm uz gadiem.
"Tā kā šīs zibspuldzes ir ļoti īsas, dažreiz līdz vienai milisekundei, satelīta kustība ir niecīga un mēs iegūstam perfektu zvaigznei līdzīgu zibspuldzi," saka Sergejs Karpovs, Centrālās Eiropas Kosmoloģijas institūta un fundamentālās fizikas astronoms Prāgā. Nav "īsta veida, kā atšķirt šos zibspuldzes no astrofiziskiem pārejas, ko mēs vēlētos atpazīt, izņemot to pozīcijas salīdzināšanu tieši ar katalogiem no satelīta celiņiem", viņš piebilst.
Satelītu elektroniskais aprīkojums var arī izstarot netīšo starojumu, kas traucē lielā sprādziena mirdzuma novērojumiem, saka EGGL. Astronomi cer, ka šī starojuma izpēte, kas pazīstama kā
Bassa, C. G. et al. Astrons. Astrofiji. 689, L10 (2024).