Команда исследователей использует методы искусственного интеллекта для калибровки некоторых снимков Солнца, сделанных при помощи научного инструмента НАСА.

Солнечный телескоп выполняет непростую работу. Постоянные наблюдения нашей звезды представляют собой тяжелое испытание для телескопа, поскольку он постоянно подвергается бомбардировке бесконечным потоком солнечных частиц и интенсивного солнечного излучения. Со временем чувствительные линзы и сенсоры солнечных телескопов начинают деградировать. Для обеспечения постоянной точности таких инструментов ученым приходится периодически калибровать их, чтобы видеть степень деградации чувствительных элементов детектора.

Запущенная в 2010 г., космическая обсерватория Solar Dynamics Observatory (SDO) НАСА позволяет постоянно наблюдать наше светило в высоком разрешении в разных длинах волн. Одно из двух устройств получения изображений этой обсерватории, Atmospheric Imagery Assembly (AIA), делает снимки нашей звезды в 10 разных длинах волн ультрафиолетового (УФ) диапазона каждые 12 секунд. Это создает беспрецедентно большой поток ценных данных о Солнце, но при этом – подобно всем остальным инструментам для наблюдения Солнца – детектор AIA деградирует с течением времени, и получаемые с его помощью данные требуют периодической калибровки.

Калибровка комплекса AIA проводится при помощи метеорологических ракет. Метеорологические ракеты представляют собой ракеты небольшого размера, которые обычно оснащены несколькими научными инструментами и совершают короткие полеты в космос – как правило, не дольше, чем на 15 минут. Поскольку метеорологическая ракета поднимается над атмосферой Земли, это позволяет откалибровать ультрафиолетовый детектор обсерватории SDO, поскольку на Земле УФ излучение интенсивно поглощается атмосферой и не может быть измерено с достаточной точностью. Для калибровки инструмента AIA метеорологическая ракета оснащается УФ-телескопом, который в полете производит образцовые измерения.

Однако в перерывах между запусками таких метеорологических ракет получаемые данные также необходимо калибровать. С этой целью в новом исследовании команда под руководством Луиса Ф.Г. Дос Сантоса (Luiz F. G. Dos Santos) использовала алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) для создания программы, позволяющей восстанавливать исходную точность измерения при наблюдениях Солнца при помощи инструмента AIA в период между калибровками.

Сначала исследователи «натренировали» свой алгоритм машинного обучения на распознавание солнечных структур и на сравнение их друг с другом на основе снимков, сделанных при помощи инструмента AIA. Для этого в алгоритм были введены результаты калибровки при помощи метеорологической ракеты и вычислено требуемое количество корректирующих изменений в данные. После того как алгоритм «натренировали» на внушительном числе таких примеров, он стал эффективно распознавать требуемое количество корректирующих изменений для произвольно взятых снимков, сделанных при помощи инструмента AIA.