Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών: Πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης χαρτογραφεί ηλιακές καταιγίδες και φυσικές καταστροφές

Στις 3 Φεβρουαρίου 2022 μια ηλιακή καταιγίδα μέτριας έντασης χτύπησε τη Γη με καταστροφικές συνέπειες: η SpaceX μόλις είχε εκτοξεύσει 49 δορυφόρους Starlink, αλλά η ατμοσφαιρική αντίσταση που προκλήθηκε ανάγκασε τους 38 από αυτούς να βγουν εκτός τροχιάς πρόωρα και να καούν κατά την επανείσοδό τους στην ατμόσφαιρα.

Όταν οι ηλιακές καταιγίδες χτυπούν τη Γη, μπορεί να διαταράξουν τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, τα σιδηροδρομικά συστήματα, τους δορυφόρους, ακόμα και τα οικοσυστήματα. Το παραπάνω περιστατικό είναι ένα μόνο παράδειγμα των επιπτώσεων που μπορούν να έχουν τα διαστημικά καιρικά φαινόμενα και αναδεικνύει την ανάγκη για πιο ακριβή πρόγνωσή τους.

Ένα νέο έργο, με επικεφαλής το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών και χρηματοδότηση από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) στοχεύει ακριβώς σε αυτό.

Το έργο με τίτλο "Swarm-AWARE" παρουσιάστηκε πρόσφατα στο ετήσιο συνέδριο της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωεπιστημών (EGU General Assembly 2026) στη Βιέννη, το οποίο αριθμούσε πάνω από 20.000 συνέδρους.

Οι ερευνητές μελετούν δεδομένα από τη διαστημική αποστολή της ESA "Swarm". Με έναν σχηματισμό τριών δορυφόρων, οι οποίοι πετάνε στην ιονόσφαιρα, η αποστολή έχει καταφέρει να κάνει την ακριβέστερη αποτύπωση του μαγνητικού πεδίου της Γης μέχρι σήμερα. Οι δορυφόροι συλλέγουν με μαγνητόμετρα υψηλής ευκρίνειας δεδομένα, όπως μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου της Γης, της πυκνότητας και της θερμοκρασίας του πλάσματος και των ηλεκτρικών πεδίων, προκειμένου να μετρήσουν τις μεταβολές που προκαλούνται είτε από ενδογενή αίτια που οφείλονται σε γήινα φαινόμενα, είτε από εξωγενή αίτια, όπως οι ηλιακές καταιγίδες. 

Τα δεδομένα αυτά σε συνδυασμό με στοιχεία από τον δορυφόρο Copernicus Sentinel-5P και με παρατηρήσεις από το έδαφος μπορούν να βοηθήσουν στη διάκριση των "υπογραφών" που αφήνουν στην ιονόσφαιρα τα φαινόμενα του διαστημικού καιρού σε σχέση με εκείνα που συνδέονται με φαινόμενα, που εκτυλίσσονται στη Γη.

Οι ερευνητές αναλύουν τα δορυφορικά και επίγεια δεδομένα με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης και άλλων προηγμένων υπολογιστικών εργαλείων, όπως η ανάλυση χρονοσειρών μέσω της θεωρίας της πληροφορίας, προκειμένου να εντοπίσουν την πηγή των σημάτων.

Ο Γεώργιος Μπαλάσης, διευθυντής ερευνών του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και συντονιστής του προγράμματος, επισημαίνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ότι "η ιδιαιτερότητα αυτού του προγράμματος είναι ότι εστιάζει ταυτόχρονα στην ανίχνευση σημάτων σχετικών με τον διαστημικό καιρό, όπου διερευνούμε το πώς διαστημικά φαινόμενα αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο της Γης, καθώς και σχετικών με τους φυσικούς κινδύνους, όπως σεισμοί, τσουνάμι και ηφαίστεια. Με τα ίδια δεδομένα λοιπόν κοιτάζουμε εκτός Γης και εντός Γης". 

Ο ίδιος εξηγεί ότι τα τελευταία δύο χρόνια υπάρχει αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα, με ισχυρές μαγνητικές καταιγίδες, οπότε οι ερευνητές έχουν την ευκαιρία να μελετήσουν πλούσια δεδομένα. Αντίθετα, "τα σήματα που συνδέονται με φυσικούς κινδύνους είναι αρκετά ασθενέστερα και αυτό δημιουργεί μια δυσκολία στην ανίχνευσή τους. Οπότε χρειάζεται αρκετή λεπτομέρεια στην ανάλυσή τους και αυτό επιτυγχάνεται με τις προηγμένες μεθόδους που χρησιμοποιούμε".

Σε πρώτη φάση η ερευνητική ομάδα έχει εστιάσει στα σήματα από ηφαιστειακές εκρήξεις, καθώς οι ατμοσφαιρικές διαταραχές που ακολουθούν, μπορούν να φτάσουν στην ιονόσφαιρα και να ανιχνευτούν από τα μαγνητόμετρα των δορυφόρων. Επίσης, θα επιχειρήσουν να εντοπίσουν μαγνητικά σήματα που σχετίζονται με τσουνάμι, αλλά και με μεγάλους σεισμούς με μικρό εστιακό βάθος.

"Ο στόχος είναι να βελτιωθούν στο μέλλον τα υφιστάμενα μοντέλα που κάνουν πρόγνωση του διαστημικού καιρού. Αυτό είναι σημαντικό για τη μείωση των επιπτώσεων στη Γη. Όσον αφορά στα φυσικά φαινόμενα στη Γη είμαστε πολύ μακριά από την πρόγνωσή τους και αυτό είναι ένα ανοιχτό ερευνητικό πρόβλημα, αλλά η ανίχνευση των διαταραχών πριν από κάποιον φυσικό κίνδυνο θα είναι ένα σημαντικό βήμα", καταλήγει ο κ. Μπαλάσης.