IA da IBM e NASA Prevê Tempestades Solares com Precisão Sem Precedentes

Uma colaboração entre a IBM e a NASA resultou no desenvolvimento do Surya, um modelo de inteligência artificial (IA) de código aberto projetado para analisar dados solares de alta resolução e prever com maior precisão os impactos da atividade solar na Terra e no espaço.

O Sol tem uma influência profunda em nossas vidas. Eventos como erupções solares e ejeções de massa coronal podem causar danos a satélites, interromper comunicações aéreas, provocar apagões de energia e representar riscos para astronautas. Com a crescente dependência de tecnologias espaciais e os planos de exploração do espaço profundo, a previsão precisa do clima espacial torna-se cada vez mais vital. Uma avaliação de risco da Lloyd's estima que uma única tempestade solar hipotética poderia custar à economia global até US$ 2,4 trilhões ao longo de cinco anos, com uma perda esperada de US$ 17 bilhões. Eventos solares recentes já causaram interrupções em serviços de GPS, desvios de voos e danos a satélites, evidenciando esses riscos.

Juan Bernabe-Moreno, Diretor da IBM Research Europe, comparou o Surya a um "relatório meteorológico para o espaço", enfatizando a necessidade de nos prepararmos para tempestades solares da mesma forma que nos preparamos para eventos climáticos adversos. Ele destacou que o Surya oferece uma capacidade sem precedentes para antecipar a atividade solar. Tradicionalmente, a previsão do clima espacial dependia de visões parciais da superfície solar, o que historicamente dificultava previsões precisas. O Surya aborda essa limitação ao ser treinado com o maior conjunto de dados de heliociências de alta resolução já compilado, auxiliando pesquisadores no estudo e avaliação de tarefas de previsão de clima espacial. Isso inclui a previsão de erupções solares, a velocidade do vento solar, o espectro EUV solar e o surgimento de regiões ativas no Sol.

Nos testes iniciais, o modelo demonstrou uma melhoria de 16% na precisão da classificação de erupções solares, um avanço significativo em relação aos métodos anteriores. O Surya agora pode prever visualmente erupções solares, fornecendo uma imagem de alta resolução de onde uma erupção é esperada com até duas horas de antecedência.

O desenvolvimento do Surya envolveu desafios técnicos consideráveis. Ele foi treinado com nove anos de dados de observação solar de alta resolução da SDO (Solar Dynamics Observatory) da NASA. O volume massivo desses dados, dez vezes maior que o de dados de treinamento típicos de IA, exigiu uma solução personalizada de arquitetura múltipla para um manuseio eficiente. Kevin Murphy, Chief Science Data Officer da NASA, afirmou que a integração da expertise científica da NASA em modelos de IA de ponta está impulsionando a ciência baseada em dados. Ele acredita que um modelo fundamental treinado com dados de heliociências da NASA permitirá uma velocidade e precisão sem precedentes na análise do comportamento solar.

O conjunto de dados de heliociências curado para tarefas chave de clima espacial está disponível na coleção SuryaBench. O Surya complementa os modelos fundamentais Prithvi da IBM para observação da Terra e previsão do tempo/clima. Em 2024, IBM e NASA lançaram o modelo Prithvi WxC para projeções meteorológicas e climáticas de curto e longo prazo. Ao disponibilizar o Surya no Hugging Face, a IBM e a NASA democratizam o acesso a ferramentas avançadas para a compreensão e previsão do clima espacial, capacitando pesquisadores globalmente a desenvolver aplicações especializadas e aprimorar a preparação global contra as interrupções causadas pelo clima espacial.