Créditos: NASA/SDO
O Sol lança constantemente material solar no espaço – tanto em um fluxo constante conhecido como “vento solar” quanto em rajadas mais curtas e energéticas de erupções solares. Quando esse material solar atinge o ambiente magnético da Terra (sua “magnetosfera”), às vezes cria as chamadas tempestades geomagnéticas. Os impactos dessas tempestades magnéticas podem variar de moderados a extremos, mas em um mundo cada vez mais dependente da tecnologia, seus efeitos estão se tornando cada vez mais perturbadores.
Por exemplo, uma tempestade solar destrutiva em 1989 causou apagões elétricos em Quebec por 12 horas, mergulhando milhões de canadenses no escuro e fechando escolas e empresas. A tempestade solar mais intensa já registrada, o Evento Carrington em 1859, provocou incêndios em estações telegráficas e impediu o envio de mensagens. Se o Evento Carrington acontecesse hoje, teria impactos ainda mais graves, como interrupções elétricas generalizadas, apagões persistentes e interrupções nas comunicações globais. Esse caos tecnológico pode prejudicar as economias e colocar em risco a segurança e os meios de subsistência das pessoas em todo o mundo.
Além disso, o risco de tempestades geomagnéticas e efeitos devastadores em nossa sociedade está aumentando atualmente à medida que nos aproximamos do próximo “máximo solar” – um pico no ciclo de atividade de 11 anos do Sol – que deve chegar em 2025.
Para ajudar na preparação, uma equipe internacional de pesquisadores do Frontier Development Lab – uma parceria público-privada que inclui a NASA, o U.S. Geological Survey e o Departamento de Energia dos EUA – tem usado inteligência artificial (IA) para procurar conexões entre o vento solar e perturbações geomagnéticas, ou perturbações, que causam estragos em nossa tecnologia. Os pesquisadores aplicaram um método de IA chamado “aprendizagem profunda”, que treina computadores para reconhecer padrões com base em exemplos anteriores. Eles usaram esse tipo de IA para identificar relações entre medições de vento solar de missões heliofísicas (incluindo ACE, Wind, IMP-8 e Geotail) e perturbações geomagnéticas observadas em estações terrestres em todo o planeta.
A partir disso, eles desenvolveram um modelo de computador chamado DAGGER (formalmente, Deep Learning Geomagnetic Perturbation) que pode prever com rapidez e precisão distúrbios geomagnéticos em todo o mundo, 30 minutos antes de ocorrerem. Segundo a equipe, o modelo pode produzir previsões em menos de um segundo, e as previsões são atualizadas a cada minuto.
Créditos: NASA/ESA
A equipe DAGGER testou o modelo contra duas tempestades geomagnéticas que aconteceram em agosto de 2011 e março de 2015. Em cada caso, DAGGER foi capaz de prever com rapidez e precisão os impactos da tempestade em todo o mundo.
Modelos de previsão anteriores usaram IA para produzir previsões geomagnéticas locais para locais específicos na Terra. Outros modelos que não usaram IA forneceram previsões globais que não foram muito oportunas. O DAGGER é o primeiro a combinar a análise rápida da IA com medições reais do espaço e da Terra para gerar previsões atualizadas com frequência, rápidas e precisas para sites em todo o mundo.
“Com esta IA, agora é possível fazer previsões globais rápidas e precisas e tomar decisões em caso de tempestade solar, minimizando – ou mesmo prevenindo – a devastação da sociedade moderna”, disse Vishal Upendran, do Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics in India, que é o principal autor de um artigo sobre o modelo DAGGER publicado na revista Space Weather.
O código de computador no modelo DAGGER é de código aberto e, de acordo com Upendran, poderia ser adotado, com ajuda, por operadoras de redes elétricas, controladores de satélites, empresas de telecomunicações e outros para aplicar as previsões para suas necessidades específicas. Esses avisos podem dar a eles tempo para tomar medidas para proteger seus ativos e infraestrutura de uma tempestade solar iminente, como desligar temporariamente sistemas sensíveis ou mover satélites para órbitas diferentes para minimizar os danos.
Com modelos como o DAGGER, pode haver um dia sirenes de tempestade solar que soem um alarme em usinas de energia e centros de controle de satélites em todo o mundo, assim como as sirenes de tornado soam antes do clima terrestre ameaçador em vilas e cidades em toda a América.
Créditos: V. Upendran et al.
Publicado em 25/05/2023 11h22
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