Les changements de densité atmosphérique après le coucher du soleil peuvent provoquer la formation de poches chaudes de gaz appelées "bulles de plasma" au-dessus de l'équateur terrestre, entraînant des perturbations de la communication entre les satellites et la Terre. De nouveaux modèles d'IA aident désormais les scientifiques à prédire les événements de bulles de plasma et à créer une prévision. Le travail a été présenté cette semaine au National Astronomy Meeting (NAM 2022) par Sachin Reddy, un Ph.D. étudiant à l'University College de Londres.

Peu après le coucher du soleil, des poches de gaz surchauffé appelées "bulles de plasma" se forment dans la haute atmosphère et s'étendent dans l'espace (jusqu'à 900 km au-dessus de la surface de la Terre). Ces bulles commencent petites et grossissent rapidement, passant de la taille d'un terrain de football à celle d'un petit pays en quelques heures seulement. Au fur et à mesure que les bulles grossissent, elles peuvent empêcher les satellites de communiquer avec la Terre en bloquant et en déformant leurs signaux radio.

Pour prédire les bulles de plasma, une équipe de chercheurs a rassemblé 8 ans de données de la mission satellite SWARM. Le vaisseau spatial est équipé d'un détecteur de bulles automatique appelé Ionospheric Bubble Index. Cela compare les changements dans la densité des électrons et l'intensité du champ magnétique pour vérifier si des bulles sont présentes :une forte corrélation entre les deux indique la présence d'une bulle de plasma.

Le satellite vole à une altitude de 460 km (environ 30 fois plus qu'un avion commercial) au milieu de la plupart des bulles de plasma. Le modèle combine la collecte de données de SWARM avec une approche d'apprentissage automatique pour faire des prédictions sur la probabilité qu'un événement de bulle de plasma se produise à tout moment.

Les résultats montrent que le nombre d'événements de bulles de plasma varie d'une saison à l'autre, tout comme la météo, et que le nombre d'événements augmente avec l'activité solaire. Malgré cela, le modèle trouve que l'emplacement est un élément beaucoup plus crucial pour prédire les bulles de plasma que la période de l'année, la plupart des événements se produisant dans une région de l'Atlantique appelée l'anomalie de l'Atlantique Sud. Le modèle d'IA prédit les événements avec une précision de 91 % sur différents tests.

Reddy dit que "tout comme les prévisions météorologiques sur Terre, nous devons être en mesure de prévoir les bulles pour éviter des perturbations majeures des services satellitaires. Notre objectif est de pouvoir dire quelque chose comme :"À 20 heures demain, il y a 30 % de chances que une bulle apparaissant au-dessus de la Corne de l'Afrique. Ce type d'informations est extrêmement utile pour les opérateurs d'engins spatiaux et pour les personnes qui dépendent quotidiennement des données satellitaires, tout comme vous et moi." + Explorer plus loin

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