science
L’apprentissage automatique peut aider à résoudre d’anciens mystères de l’astrophysique
Dans le jeu cosmique actuel de cache-cache, les scientifiques disposent d’un nouvel outil qui pourrait leur donner un avantage. Ministère de l’Énergie(DOE) Laboratoire de physique des plasmas à Princeton (PPPL) ont développé un programme informatique qui comprend… Apprentissage automatique Ce qui peut aider à identifier les blocs plasma Dans l’espace, on les appelle plasmides. Dans un nouveau développement, le programme a été formé à l’aide de données simulées.
Le programme examinera d’énormes quantités de données collectées par des engins spatiaux dans la magnétosphère, la région de l’espace extra-atmosphérique fortement affectée par le champ magnétique terrestre, et surveillera les signes de la présence de ces masses mystérieuses. Grâce à cette technique, les scientifiques espèrent en apprendre davantage sur les processus qui régissent la reconnexion magnétique, un processus qui se produit dans la magnétosphère et dans tout l’univers et qui peut endommager les satellites de communication et le réseau électrique.
Les scientifiques pensent que l’apprentissage automatique pourrait améliorer la capacité à trouver des plasmoïdes, aider à comprendre les bases de la reconnexion magnétique et permettre aux chercheurs de mieux se préparer aux conséquences des perturbations provoquées par la reconnexion.
« Pour autant que nous le sachions, c’est la première fois que quelqu’un utilise l’intelligence artificielle entraînée sur des données simulées pour rechercher des plasmoïdes », a-t-il déclaré. Kendra Bergstedtétudiant diplômé en Programme de Princeton en physique des plasmas, dont le siège est à PPPL. Bergstedt fut le premier auteur de papier Publier les résultats dans le Journal of Earth and Space Sciences. Ce travail combine l’expertise croissante du laboratoire en science informatique avec sa longue histoire d’exploration de la reconnexion magnétique.
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Les scientifiques veulent trouver des moyens fiables et précis de détecter les plasmoïdes afin de pouvoir déterminer s’ils affectent la reconnexion magnétique, un processus constitué de lignes de champ magnétique qui se séparent, puis se rejoignent violemment et libèrent d’énormes quantités d’énergie. Lorsque cela se produit près de la Terre, la reconnexion peut déclencher une cascade de particules chargées tombant dans l’atmosphère, désactivant les satellites, les téléphones portables et le réseau électrique. « Certains chercheurs pensent que les plasmoïdes aident à une reconnexion rapide dans les grands plasmas », a-t-il déclaré. Hantao J.« Mais ces hypothèses n’ont pas encore été prouvées. »
Les chercheurs veulent savoir si les plasmoïdes peuvent modifier la vitesse à laquelle se produit la reconnexion. Ils veulent également mesurer la quantité d’énergie que la reconnexion donne aux particules de plasma. « Mais pour expliquer la relation entre les plasmoïdes et la reconnexion, nous devons savoir où se trouvent les plasmoïdes », explique Bergstedt. « Et c’est ce que l’apprentissage automatique peut nous aider à faire. »
Les scientifiques ont utilisé des données d’entraînement générées par ordinateur pour garantir que le logiciel puisse reconnaître une gamme de signatures plasmatiques. En règle générale, les plasmoïdes générés par des modèles informatiques sont des versions idéalisées basées sur des formules mathématiques avec des formes – telles que des cercles parfaits – qui n’apparaissent pas souvent dans la nature. Si le programme est entraîné uniquement à reconnaître ces versions parfaites, il risque de manquer celles qui ont d’autres formes. Pour éviter ces erreurs, Bergstedt et Gee ont décidé d’utiliser des données synthétiques intentionnellement incomplètes afin que le programme dispose d’une base de référence précise pour les études futures. « Comparé aux modèles mathématiques, le monde réel est compliqué », a déclaré Bergstedt. « Nous avons donc décidé de laisser notre logiciel apprendre en utilisant les données avec les fluctuations que vous obtiendriez dans les observations réelles, par exemple, au lieu de commencer nos simulations avec un courant complètement plat. plaque, nous donnons à notre plaque quelques vibrations. » « Nous espérons que l’approche d’apprentissage automatique permettra plus de nuances qu’un modèle mathématique strict. » Tentatives précédentes Bergstedt et Gee ont écrit des programmes informatiques incluant des modèles de plasmoïdes plus idéalisés.
Selon les scientifiques, l’utilisation de l’apprentissage automatique deviendra plus courante dans la recherche en astrophysique. « Cela peut être particulièrement utile lors d’extrapolations à partir d’un petit nombre de mesures, comme nous le faisons parfois lors de l’étude de la reconnexion », a déclaré Ji. « La meilleure façon d’apprendre à utiliser un nouvel outil est de l’utiliser réellement. Nous ne voulons pas. rester à l’écart et rater l’occasion. »
Bergstedt et Gee prévoient d’utiliser le programme de détection de plasmoïdes pour examiner les données collectées par la mission Magnetic Multiscale (MMS) de la NASA. Lancé en 2015 pour étudier la reconnexion, MMS se compose de quatre vaisseaux spatiaux volant en formation à travers le plasma dans la queue magnétique, la région de l’espace orientée à l’opposé du Soleil et contrôlée par le champ magnétique terrestre.
La queue magnétique est un endroit idéal pour étudier la reconnexion car elle allie accessibilité et taille. « Si nous étudions la reconnexion en observant le Soleil, nous ne pouvons prendre des mesures qu’à distance », a déclaré Bergstedt. « Si nous observions la reconnexion en laboratoire, nous pourrions placer nos instruments directement dans le plasma, mais les volumes de plasma seraient plus petits que ceux que l’on trouve normalement dans l’espace. » L’étude de la reconnexion dans la queue magnétique est un compromis idéal. « Il s’agit d’un vaste plasma naturel que nous pouvons mesurer directement avec un vaisseau spatial qui le traverse », a déclaré Bergstedt.
Alors que Bergstedt et Gee travaillent à améliorer le programme de détection des plasmoïdes, ils espèrent franchir deux étapes importantes. La première consiste à exécuter une procédure appelée adaptation de domaine, qui aidera le programme à analyser des ensembles de données qu’il n’a jamais rencontrés auparavant. La deuxième étape consiste à utiliser le logiciel pour analyser les données du vaisseau spatial MMS. « La méthodologie que nous avons démontrée est principalement une preuve de concept car nous ne l’avons pas optimisée de manière approfondie », explique Bergstedt. « Nous voulons que le modèle fonctionne mieux qu’il ne le fait actuellement, commencer à l’appliquer à des données réelles et ensuite partir de là ! »
Cette recherche a été soutenue par le ministère de l’Énergie Science de l’énergie de fusion programme sous contrat DE-AC0209CH11466, par la NASA sous subventions NNH15AB29I et 80HQTR21T0105, et par une bourse de recherche supérieure de la National Science Foundation sous subvention DGE-2039656.
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Le laboratoire de physique de Princeton maîtrise le plasma, le quatrième état de la matière, pour résoudre certains des défis scientifiques et technologiques les plus difficiles au monde. Notre laboratoire est situé sur le campus Forrestal de l’Université de Princeton à Plainsboro, dans le New Jersey, et nos recherches stimulent l’innovation dans une gamme d’applications, notamment l’énergie de fusion, la fabrication à l’échelle nanométrique, les matériaux et dispositifs quantiques et la science de la durabilité. L’université exploite un laboratoire pour l’Office of Science du Département américain de l’énergie, le plus grand partisan de la recherche fondamentale en sciences physiques du pays. Je sens la chaleur à l’intérieur https://energy.gov/science Et http://www.pppl.gov.
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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