Veranderingen in de atmosferische dichtheid na zonsondergang kunnen ervoor zorgen dat er zich hete gasbellen vormen boven de evenaar van de aarde, wat resulteert in communicatieverstoringen tussen satellieten en de aarde. Nieuwe AI-modellen helpen wetenschappers nu om plasma-bubbelgebeurtenissen te voorspellen en een voorspelling te maken. Het werk werd deze week gepresenteerd op de National Astronomy Meeting (NAM 2022) door Sachin Reddy, een Ph.D. student aan University College London.

Kort na zonsondergang vormen zich in de bovenste atmosfeer holtes van oververhit gas genaamd "plasmabellen" die zich uitstrekken tot in de ruimte (tot 900 km boven het aardoppervlak). Deze bubbels beginnen klein en groeien snel - van de grootte van een voetbalveld tot die van een klein land in slechts een paar uur. Naarmate de bellen groter worden, kunnen ze voorkomen dat satellieten met de aarde communiceren door hun radiosignalen te blokkeren en te vervormen.

Om plasmabellen te voorspellen, heeft een team van onderzoekers 8 jaar aan gegevens verzameld van de SWARM-satellietmissie. Het ruimtevaartuig heeft een automatische bellendetector aan boord, de Ionospheric Bubble Index. Dit vergelijkt veranderingen in de dichtheid van elektronen en de magnetische veldsterkte om te controleren of er bellen aanwezig zijn:een sterke correlatie tussen de twee duidt op de aanwezigheid van een plasmabel.

De satelliet vliegt op een hoogte van 460 km (ongeveer 30x hoger dan een commercieel vliegtuig) door het midden van de meeste plasmabellen. Het model combineert de gegevensverzameling van SWARM met een machine learning-benadering om voorspellingen te doen over de waarschijnlijkheid dat zich op elk moment een plasmabelgebeurtenis voordoet.

De resultaten laten zien dat het aantal gebeurtenissen met plasmabellen varieert van seizoen tot seizoen, net als het weer, en dat het aantal gebeurtenissen toeneemt met zonneactiviteit. Desondanks vindt het model de locatie een veel belangrijker element bij het voorspellen van plasmabellen dan de tijd van het jaar, waarbij de meeste gebeurtenissen plaatsvinden in een regio in de Atlantische Oceaan die de Zuid-Atlantische anomalie wordt genoemd. Het AI-model voorspelt gebeurtenissen met een nauwkeurigheid van 91% in verschillende tests.

Reddy zegt dat "net als de weersvoorspelling op aarde, we bellen moeten kunnen voorspellen om grote verstoringen van satellietdiensten te voorkomen. Ons doel is om iets te kunnen zeggen als:'Morgen om 20.00 uur is er een kans van 30% dat er verschijnt een luchtbel boven de Hoorn van Afrika.' Dit soort informatie is uiterst nuttig voor ruimtevaartuigoperators en voor mensen die elke dag afhankelijk zijn van satellietgegevens, net als jij en ik." + Verder verkennen

Onderzoekers onthullen vormingsmechanisme van grote pluimen in de zonneprotuberans