Un pò come per le sirene che allertano la popolazione dell’arrivo di un tornado nel cuore dell’America, un nuovo modello di computer che combina l’intelligenza artificiale (AI) e i dati satellitari della NASA potrebbe suonare l’allarme per il pericoloso clima spaziale:
Il modello utilizza l’intelligenza artificiale per analizzare le misurazioni dei veicoli spaziali del vento solare (un flusso inesorabile di materiale proveniente dal Sole) e prevedere dove colpirà un’imminente tempesta solare, ovunque sulla Terra, con 30 minuti di preavviso. Ciò potrebbe fornire il tempo sufficiente per prepararsi a queste tempeste e prevenire gravi impatti sulle reti elettriche e su altre infrastrutture critiche:
Il Sole emette costantemente materiale solare nello spazio, sia in un flusso costante noto come “vento solare”, sia in esplosioni più brevi ed energetiche dovute alle eruzioni solari. Quando questo materiale solare colpisce l’ambiente magnetico terrestre (la sua “magnetosfera“), a volte crea le cosiddette tempeste geomagnetiche. Gli impatti di queste tempeste magnetiche possono variare da lievi a estremi, ma in un mondo sempre più dipendente dalla tecnologia, i loro effetti stanno diventando sempre più dirompenti.
Ad esempio, una tempesta solare distruttiva nel 1989 ha causato blackout elettrici in tutto il Quebec per 12 ore, facendo precipitare milioni di canadesi nell’oscurità e chiudendo scuole e attività commerciali. La tempesta solare più intensa mai registrata, il Carrington Event nel 1859, accese incendi nelle stazioni telegrafiche e impedì l’invio di messaggi. Se l’evento Carrington si verificasse oggi, avrebbe impatti ancora più gravi, come interruzioni elettriche diffuse, blackout persistenti e interruzioni delle comunicazioni globali. Tale caos tecnologico potrebbe paralizzare le economie e mettere in pericolo la sicurezza e il sostentamento delle persone in tutto il mondo.
Inoltre, il rischio di tempeste geomagnetiche e di effetti devastanti sulla nostra società sta attualmente aumentando mentre ci avviciniamo al prossimo “massimo solare” – un picco nel ciclo di attività di 11 anni del Sole – che dovrebbe arrivare nel 2025. Per aiutare a prepararsi, un team internazionale di ricercatori del Frontier Development Lab – una partnership pubblico-privata che include la NASA, l’US Geological Survey e il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti – ha utilizzato l’intelligenza artificiale (AI) per cercare connessioni tra il vento solare e interruzioni geomagnetiche, o perturbazioni, che causano il caos sulla nostra tecnologia. I ricercatori hanno applicato un metodo di intelligenza artificiale chiamato “deep learning“, che addestra i computer a riconoscere modelli basati su esempi precedenti. Hanno usato questo tipo di intelligenza artificiale per identificare le relazioni tra le misurazioni del vento solare da missioni eliofisiche (tra cui ACE , Wind , IMP-8 e Geotail ) e le perturbazioni geomagnetiche osservate nelle stazioni di terra in tutto il pianeta.
Da questo, hanno sviluppato un modello computerizzato chiamato DAGGER (formalmente, Deep Learning Geomagnetic Perturbation) che può prevedere in modo rapido e accurato i disturbi geomagnetici in tutto il mondo, 30 minuti prima che si verifichino. Secondo il team, il modello può produrre previsioni in meno di un secondo e le previsioni si aggiornano ogni minuto.
Il team di DAGGER ha testato il modello rispetto a due tempeste geomagnetiche verificatesi nell’agosto 2011 e nel marzo 2015. In ogni caso, DAGGER è stato in grado di prevedere in modo rapido e accurato gli impatti della tempesta in tutto il mondo.
I modelli di previsione precedenti hanno utilizzato l’intelligenza artificiale per produrre previsioni geomagnetiche locali per posizioni specifiche sulla Terra. Altri modelli che non utilizzavano l’intelligenza artificiale hanno fornito previsioni globali che non erano molto tempestive. DAGGER è il primo a combinare la rapida analisi dell’intelligenza artificiale con misurazioni reali dallo spazio e da tutta la Terra per generare previsioni aggiornate di frequente, tempestive e precise per i siti di tutto il mondo.
“Con questa intelligenza artificiale, è ora possibile effettuare previsioni globali rapide e accurate e prendere decisioni informate in caso di tempesta solare, riducendo così al minimo – o addirittura prevenendo – la devastazione della società moderna”, ha affermato Vishal Upendran del Centro interuniversitario per Astronomy and Astrophysics in India, che è l’autore principale di un articolo sul modello DAGGER pubblicato sulla rivista Space Weather. Il codice del computer nel modello DAGGER è open source e, secondo Upendran, potrebbe essere adottato, con l’aiuto, da operatori di rete elettrica, controllori satellitari, società di telecomunicazioni e altri per applicare le previsioni per le loro esigenze specifiche. Tali avvertimenti potrebbero dare loro il tempo di agire per proteggere le proprie risorse e infrastrutture da un’imminente tempesta solare, come mettere temporaneamente offline i sistemi sensibili o spostare i satelliti su orbite diverse per ridurre al minimo i danni.
Con modelli come DAGGER, un giorno potrebbero esserci sirene di tempeste solari che suonano un allarme nelle centrali elettriche e nei centri di controllo satellitare di tutto il mondo, proprio come le sirene dei tornado si ululano prima del minaccioso clima terrestre nelle città e nei paesi di tutta l’America.
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