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La inteligencia artificial ayuda a mejorar los ojos de la NASA en el sol

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La fila superior de imágenes muestra la degradación del canal de longitud de onda 304 Angstrom de AIA a lo largo de los años desde el lanzamiento de SDO. La fila inferior de imágenes se corrige para esta degradación mediante un algoritmo de aprendizaje automático. Crédito: Luiz Dos Santos / NASA GSFC

Un grupo de investigadores está utilizando técnicas de inteligencia artificial para calibrar algunas de las imágenes del Sol de la NASA, lo que ayuda a mejorar los datos que utilizan los científicos para la investigación solar. La nueva técnica fue publicada en la revista Astronomía y Astrofísica 13 de abril de 2021.

Un telescopio solar tiene un trabajo duro. Ver el sol pasa factura, con el bombardeo constante de una corriente interminable de partículas solares y una luz solar intensa. Con el tiempo, las lentes sensibles y los sensores de los telescopios solares comienzan a degradarse. Para garantizar que los datos devueltos por estos instrumentos sean siempre precisos, los científicos recalibran periódicamente para asegurarse de que comprenden exactamente cómo está cambiando el instrumento.

Lanzado en 2010, el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, o SDO, ha estado proporcionando imágenes del Sol en alta definición durante más de una década. Sus imágenes han brindado a los científicos información detallada sobre varios fenómenos solares que pueden desencadenar el clima espacial y afectar a nuestros astronautas y tecnología en la Tierra y en el espacio. El Atmospheric Imaging Assembly, o AIA, es uno de los dos instrumentos de imágenes en SDO y está constantemente mirando al Sol, tomando imágenes en 10 longitudes de onda de luz ultravioleta cada 12 segundos. Esto crea una gran cantidad de información sobre el Sol como ninguna otra, pero, como todos los instrumentos para observar el Sol, el AIA se degrada con el tiempo y los datos deben calibrarse con frecuencia.

Kit de imágenes atmosféricas de siete longitudes de onda

Esta imagen muestra siete de las longitudes de onda ultravioleta observadas por la Asamblea de Imágenes Atmosféricas a bordo del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA. La fila superior representa las observaciones tomadas desde mayo de 2010 y la fila inferior muestra las observaciones de 2019, sin ninguna corrección, mostrando cómo el instrumento se ha degradado con el tiempo. Crédito: Luiz Dos Santos / NASA GSFC

Desde el lanzamiento de SDO, los científicos han utilizado cohetes de sondeo para calibrar el AIA. Los cohetes de sondeo son cohetes más pequeños que generalmente transportan solo unos pocos instrumentos y realizan vuelos cortos al espacio, generalmente solo 15 minutos. Es importante destacar que los cohetes sonoros vuelan sobre la mayor parte de la atmósfera de la Tierra, lo que permite que los instrumentos a bordo vean las longitudes de onda ultravioleta medidas por AIA. Estas longitudes de onda de luz son absorbidas por la atmósfera terrestre y no pueden medirse desde el suelo. Para calibrar el AIA, adjuntan un telescopio ultravioleta a un cohete sonda y comparan estos datos con las mediciones del AIA. Luego, los científicos pueden hacer ajustes para tener en cuenta cualquier cambio en los datos de AIA.

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El método de calibración del cohete sonoro tiene ciertos inconvenientes. Los cohetes sonoros solo se pueden lanzar con tanta frecuencia, pero AIA está constantemente mirando al sol. Esto significa que hay un tiempo de inactividad en el que la calibración se desvía ligeramente entre cada calibración de cohete sonora.

«Esto también es importante para las misiones del espacio profundo, que no tendrán la capacidad de calibrar un cohete que suene», dijo el Dr. Luiz Dos Santos, físico solar del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del artículo. “Estamos abordando dos problemas al mismo tiempo.

Calibración virtual

Con estos desafíos en mente, los científicos decidieron explorar otras opciones para calibrar el instrumento, con miras a una calibración constante. El aprendizaje automático, una técnica utilizada en inteligencia artificial, parecía encajar perfectamente.

Como sugiere el nombre, el aprendizaje automático requiere un programa de computadora, o algoritmo, para aprender a realizar su tarea.

Sun AIA 2021

Sol visto por AIA en luz 304 Angstrom en 2021 antes de la corrección de degradación (ver imagen a continuación con correcciones de una calibración de sonda de cohete). Crédito: NASA GSFC

Primero, los investigadores tuvieron que entrenar un algoritmo de aprendizaje automático para reconocer estructuras solares y cómo compararlas usando datos AIA. Lo hacen dando al algoritmo imágenes de vuelos de calibración de cohetes sonoros y diciéndole la cantidad correcta de calibración que necesitan. Después de suficientes de estos ejemplos, le dan al algoritmo imágenes similares y ven si identificaría la calibración correcta necesaria. Con suficientes datos, el algoritmo aprende a identificar la cantidad de calibración necesaria para cada imagen.

Sun AIA 2021 corregido

Sol visto por AIA en una luz de 304 Angstrom en 2021 con correcciones de la calibración de un cohete sonoro (ver imagen anterior antes de la corrección de degradación). Crédito: NASA GSFC

Debido a que AIA mira al Sol en múltiples longitudes de onda de luz, los investigadores también pueden usar el algoritmo para comparar estructuras específicas en longitudes de onda y fortalecer sus evaluaciones.

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Para empezar, le enseñarían al algoritmo cómo se veía una llamarada solar mostrándole llamaradas solares en todas las longitudes de onda AIA hasta que reconociera las llamaradas solares en todos los tipos de luz. Una vez que el programa puede reconocer una llamarada solar sin ninguna degradación, el algoritmo puede determinar el grado de degradación que afecta a las imágenes AIA actuales y la cantidad de calibración necesaria para cada una.

«Fue la gran cosa», dijo Dos Santos. «En lugar de simplemente identificarlo en la misma longitud de onda, estamos identificando estructuras en todas las longitudes de onda».

Esto significa que los investigadores pueden tener más confianza en la calibración identificada por el algoritmo. De hecho, al comparar sus datos de calibración virtual con los datos de calibración de cohetes sonoros, el programa de aprendizaje automático fue perfecto.

Con este nuevo proceso, los investigadores están listos para calibrar continuamente imágenes AIA entre vuelos de cohetes de calibración, mejorando así la precisión de los datos SDO para los investigadores.

Aprendizaje automático más allá del sol

Los investigadores también utilizaron el aprendizaje automático para comprender mejor las condiciones más cercanas a casa.

Un grupo de investigadores dirigido por el Dr. Ryan McGranaghan, científico de datos sénior e ingeniero aeroespacial de ASTRA LLC y del Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA – aprendizaje automático de segunda mano para comprender mejor el vínculo entre el campo magnético de la Tierra y la ionosfera, la parte cargada eléctricamente de la atmósfera superior de la Tierra. Usando técnicas de ciencia de datos para grandes volúmenes de datos, podrían aplicar técnicas de aprendizaje automático para desarrollar un modelo más reciente que les ayudó a comprender mejor cómo las partículas energizadas del espacio llueven en el aire. La atmósfera de la Tierra, donde determinan el clima espacial.

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A medida que avance el aprendizaje automático, sus aplicaciones científicas se expandirán a más y más misiones. Mirando hacia el futuro, esto puede significar que las misiones en el espacio profundo, que van a lugares donde los vuelos de cohetes de calibración no son posibles, aún se pueden calibrar y continuar proporcionando datos precisos, incluso alejándose cada vez más de la Tierra o de cualquier estrella.

Referencia: «Autocalibración multicanal para ensamblaje de imágenes atmosféricas mediante aprendizaje automático» por Luiz FG Dos Santos, Souvik Bose, Valentina Salvatelli, Brad Neuberg, Mark CM Cheung, Miho Janvier, Meng Jin, Yarin Gal, Paul Boerner y Atılım Güneş Baydin, 13 de abril , 2021, Astronomía y Astrofísica.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202040051

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La simulación predice cuándo se extinguirán los humanos

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La simulación predice cuándo se extinguirán los humanos

Un día el mundo se acabará. Cuando esto suceda, el Sol esencialmente explotará hacia afuera, destruyendo muchos de los planetas a su alrededor mientras «muere» y alcanza otro ciclo de su vida. Pero antes de que eso suceda, los científicos dicen que probablemente podamos esperar el fin de la humanidad.

Por supuesto, el cambio climático es una preocupación constante que muchos científicos están tratando de abordar. Y se les ocurrieron algunas ideas realmente interesantes y asombrosas, incluido enviar burbujas al espacio para ayudar a bloquear la radiación solar. Sin embargo, todavía no se ha implementado ninguna solución.

Como resultado, el cambio climático continúa avanzando, amenazando con el derretimiento de los casquetes polares, lo que enviaría cientos de miles de kilómetros de costa bajo el océano. Y según una nueva simulación, el fin de la humanidad podría llegar en sólo 250 millones de años si el cambio climático continúa como hasta ahora.

Fuente de la imagen: piyaset / Adobe

La simulación se llevó a cabo mediante una supercomputadora utilizando diversos datos relacionados con el clima actual de la Tierra y la química de los océanos, así como el estado de las placas tectónicas y la biología. Esta simulación reveló que dentro de 250 millones de años, la atmósfera de la Tierra estará llena de CO2. Esto, sumado al calor del Sol, hará que la Tierra sea incapaz de sustentar muchas formas de vida, incluida la humanidad.

Esto significa que el fin de la humanidad probablemente llegará debido a un clima en el que es casi imposible cultivar alimentos. Donde el planeta se ve privado de agua y fuentes de alimento para los mamíferos, empujándonos a todos hacia la extinción. Es una idea aterradora y los científicos sin duda seguirán intentando encontrar formas de combatirla.

Tampoco es una idea descabellada. La simulación sugiere que veríamos temperaturas generalizadas entre 40 y 50 grados Celsius, o alrededor de 104 a 122 grados Fahrenheit. Estas temperaturas sólo empeorarían con los altos niveles de humedad, lo que haría la Tierra aún más inhabitable.

Un estudio fue publicado en Geociencias naturales detalla estos descubrimientos y ofrece una visión única del futuro que podría esperarle a la humanidad y a cientos de otras especies de mamíferos.

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¿Quieres vivir o visitar el espacio? Esta exposición ofrece una visión general

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¿Quieres vivir o visitar el espacio?  Esta exposición ofrece una visión general

¿Alguna vez te has preguntado cómo sería vivir y trabajar en el espacio?

Para averiguarlo, podrías localizar a un astronauta o cosmonauta que pasó un tiempo en la estación espacial rusa Mir. O podría entrevistar a una de las más de 270 personas que han pasado tiempo en la Estación Espacial Internacional, que, según la NASA, es más grande que una casa de seis dormitorios, dos baños, un gimnasio y vistas de 360 ​​grados. vista de ventana salediza.

También puedes tomar unas palomitas de maíz o un helado de “astronauta” liofilizado y ver una película o un programa de televisión, como “2001: Una odisea en el espacio”, “Ad Astra” o “Star Trek: Deep Space Nine”, que imagina cómo es la vida. Podría ser como en una estación espacial ficticia.

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O puedes ir al Museo de Vuelo en Seattle para visitar «Hogar más allá de la Tierra“Esta es una exhibición que se inaugurará a principios de junio y se centra en estaciones espaciales pasadas, presentes y futuras e incluye más de 50 artefactos, modelos, artículos de vuelos espaciales y uniformes.

MUSEO DE AVIONES DE SEATTLE

El tema de la vida a largo plazo en el espacio es actual, según Geoff Nunn, diseñador de exposiciones y curador espacial durante todo el año en el Museo del Vuelo. Actualmente, hay dos estaciones espaciales en la órbita de la Tierra: la estación espacial china Tiangong y la ISS, que ha albergado un equipo rotativo de astronautas desde noviembre de 2000 y se espera que se retire alrededor de 2030.

«La NASA y sus socios internacionales están buscando ceder operaciones a largo plazo en el espacio a compañías privadas de estaciones espaciales. Y varias compañías están desarrollando sucesoras de la Estación Espacial Internacional que serán de propiedad y operación privadas», dijo Nunn. «Así que durante la próxima década podríamos ver enormes cambios en la forma en que vivimos y trabajamos en el espacio».

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Nunn dijo que para esta exhibición, el museo quería ir más allá del aspecto STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) de vivir y trabajar en una estación espacial. Su objetivo es profundizar en las influencias culturales y la fascinación humana por el funcionamiento interno de lo que realmente podría implicar vivir y trabajar en el espacio.

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Para ello, la exposición se remonta a las primeras historias de ciencia ficción que plantean hipótesis y predicen cómo podrían ser las estaciones espaciales. Avanza hacia la historia de la vida real y el trabajo en el espacio, comenzando con Skylab y Salyut en la década de 1970 y continuando hasta la actual ISS. La exposición también analiza el futuro próximo y cómo podría ser la comunidad espacial.

MUSEO DE AVIONES DE SEATTLE

Los objetos de la exhibición incluirán modelos a escala de estaciones espaciales históricas y conceptuales, incluido un modelo de la ISS construido por estudiantes de la Universidad de Washington y que presenta paneles solares que se sincronizan y giran con la ISS real del planeta.

“Home Beyond Earth” también incluirá ropa a bordo de todos los tipos principales de estaciones espaciales en órbita (excepto la estación espacial Tiangong de China). Contará con artefactos que han volado en el espacio, como la galardonada Copa Espacialuna taza de café ingrávida diseñada para la NASA en la Universidad Estatal de Portland y probada en la ISS.

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MUSEO DE AVIONES NASA/SEATTLE

Se exhibirá una versión de prueba de una impresora 3D llamada Refabricator, que tiene aproximadamente el tamaño de un refrigerador de un dormitorio y se lanzó a la ISS en 2018. También se exhibirá “La Ola” de Nicole Stott, la primera acuarela pintada por un astronauta en el espacio a bordo de la ISS en 2009.

Para ayudar a los futuros astronautas a visualizar mejor cómo sería vivir y trabajar en el espacio, la exhibición emitirá tarjetas o fichas digitales que invitan a los visitantes a elegir la estación espacial de su elección y personalizar su viaje. Para aquellos que quieran recuerdos de su viaje, habrá carteles de viajes espaciales que representan estaciones espaciales reales e imaginarias.

Entonces, ¿está listo el curador espacial del Museo del Vuelo para vivir y trabajar en una estación espacial?

«Creo que si podemos encontrar un espacio adecuadamente cómodo allí arriba», dijo Nunn, «podría considerarlo».

“Home Beyond Earth” se estrena el 8 de junio en el Museo de Vuelo de Seattle y se extenderá hasta el 20 de enero de 2025.

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

CABO CAÑAVERAL — ¡Que Rocket Force esté contigo!

Un cohete Atlas V se desplegó en su plataforma de lanzamiento el sábado 4 de mayo, también Día de Star Wars, en la estación espacial de Cabo Cañaveral, días antes de su histórica primera misión con astronautas. En lo alto del propulsor de United Launch Alliance estaba la nave espacial Starliner de Boeing, que también realizará su primer vuelo con humanos a bordo después de su lanzamiento no antes del lunes 6 de mayo.

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