عززت الوكالة الأميركية للفضاء (ناسا) جهودها في مجال علوم الطاقة الشمسية بإطلاق نموذج "سوريا التأسيسي للفيزياء الشمسية" (Surya Heliophysics Foundational Model)، وهو نموذج ذكاء اصطناعي دُرب باستخدام بيانات جُمعت على مدار تسع سنوات من عمليات الرصد من مرصد ديناميكيات الشمس التابع لناسا.
طورت ناسا نموذج Surya، (وهي كلمة سنسكريتية تعني الشمس)، بالشراكة مع IBM وشركات أخرى، ويستخدم هذا النموذج أحدث التطورات في مجال الذكاء الاصطناعي لتحليل كميات هائلة من البيانات الشمسية، مما يُساعد العلماء على فهم الانفجارات الشمسية بشكل أفضل والتنبؤ بطقس الفضاء الذي يُهدد الأقمار الصناعية وشبكات الطاقة وأنظمة الاتصالات. يُمكن استخدام هذا النموذج لتوفير تحذيرات مُبكرة لمُشغّلي الأقمار الصناعية، كما يُساعد العلماء على التنبؤ بكيفية تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس على الغلاف الجوي العلوي للأرض.
تُظهر النتائج الأولية أن "سوريا" (Surya) يُحرز تقدمًا كبيرًا في التنبؤ بالتوهجات الشمسية، وهو تحدٍّ قائم منذ فترة طويلة في مجال الفيزياء الشمسية. يُمثل نموذج "سوريا"، بفضل قدرته على توليد تنبؤات بصرية للتوهجات الشمسية بعد ساعتين، خطوةً رئيسيةً نحو استخدام الذكاء الاصطناعي للتنبؤ العملي بطقس الفضاء. تتجاوز هذه النتائج الأولية المعايير الحالية بنسبة 16%. وتشجع وكالة ناسا مجتمع العلوم والتطبيقات على اختبار واستكشاف نموذج الذكاء الاصطناعي هذا للحصول على حلول مبتكرة تستفيد من القيمة الفريدة لمجموعات البيانات المستمرة والمستقرة وطويلة الأمد من مرصد ديناميكيات الشمس.
وقد وفّر مرصد ديناميكيات الشمس التابع لناسا، والذي أُطلق عام 2010، سجلاً متواصلاً وعالي الدقة للشمس لما يقرب من 15 عامًا من خلال التقاط صور كل 12 ثانية بأطوال موجية متعددة، بالإضافة إلى قياسات دقيقة للمجال المغناطيسي. تُعد مجموعة البيانات المستقرة هذه، والتي تغطي دورة شمسية كاملة، مناسبة بشكل فريد لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي مثل Surya، مما يُمكّنها من اكتشاف أنماط دقيقة في سلوك الشمس قد تغفلها مجموعات البيانات الأقصر.
اقرأ أيضا... الذكاء الاصطناعي يساعد في رعاية أكثر فعالية في الطوارئ
تكمن قوة Surya في بنية نموذجه الأساسي، الذي يتعلم مباشرةً من البيانات الشمسية الخام. بخلاف أنظمة الذكاء الاصطناعي التقليدية التي تتطلب تصنيفًا مكثفًا، يمكن لـ Surya التكيف بسرعة مع المهام والتطبيقات الجديدة. تشمل التطبيقات تتبع المناطق النشطة، والتنبؤ بنشاط التوهجات الشمسية، والتنبؤ بسرعة الرياح الشمسية، ودمج البيانات من مراصد أخرى، بما في ذلك مهمة مرصد الشمس والغلاف الشمسي المشتركة بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، ومسبار "باركر" الشمسي التابع لناسا.
قال كيفن مورفي، كبير مسؤولي بيانات العلوم في مقر ناسا بواشنطن "نُطوّر العلوم القائمة على البيانات من خلال دمج الخبرة العلمية العميقة لناسا في نماذج الذكاء الاصطناعي المتطورة". وأضاف "من خلال تطوير نموذج أساسي مُدرّب على بيانات الفيزياء الشمسية لناسا، نُسهّل تحليل تعقيدات سلوك الشمس بسرعة ودقة غير مسبوقتين. يُمكّن هذا النموذج من فهم أوسع لكيفية تأثير النشاط الشمسي على الأنظمة والتقنيات الحيوية التي نعتمد عليها جميعًا هنا على الأرض".
تُشكل العواصف الشمسية مخاطر جسيمة على مجتمعنا المعتمد على التكنولوجيا. تُنشّط الظواهر الشمسية القوية طبقة الأيونوسفير الأرضية، مما يُؤدي إلى أخطاء كبيرة في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو فقدان كامل لإشارات اتصالات الأقمار الصناعية. كما تُشكل العواصف الشمسية مخاطر على شبكات الكهرباء، حيث يُمكن للتيارات المُستحثة مغناطيسيًا من الانبعاثات الكتلية الإكليلية أن تُحمّل المحولات الكهربائية فوق طاقتها وتُسبب انقطاعات واسعة النطاق.
في مجال الطيران التجاري، يُمكن أن تُعطّل التوهجات الشمسية أنظمة الاتصالات اللاسلكية والملاحة، مع تعريض الرحلات الجوية عالية الارتفاع لإشعاع متزايد. وتزداد المخاطر بشكل أكبر بالنسبة لرحلات الفضاء البشرية. وقد يحتاج رواد الفضاء المُتجهون إلى القمر أو المريخ إلى الاعتماد على تنبؤات دقيقة للحماية من الإشعاع الشديد أثناء أحداث الجسيمات الشمسية.
يمتد تأثير الشمس إلى العدد المتزايد من الأقمار الصناعية في مدارات منخفضة حول الأرض، بما في ذلك تلك التي تُوفر إنترنت عالمي عالي السرعة. مع تكثيف النشاط الشمسي، يُسخّن الغلاف الجوي العلوي للأرض، مما يزيد من قوة السحب التي تُبطئ الأقمار الصناعية، وتسحبها من مدارها، وتُسبب عودتها المبكرة إلى الغلاف الجوي. غالبًا ما يُواجه مُشغّلو الأقمار الصناعية صعوبة في التنبؤ بمكان وزمان تأثير التوهجات الشمسية على هذه الأقمار.
مصطفى أوفى (أبوظبي)