Nella prima parte di questa mini-serie sul futuro della sonda New Horizons avevo parlato dei gravi problemi di finanziamenti che avrebbero potuto bloccare del tutto il proseguimento della missione: in attesa di avere ulteriori notizie, rispetto a quanto di positivo si era ottenuto soprattutto grazie ad una petizione popolare, vediamo come si prosegue nella ricerca di nuovi obiettivi tra gli asteroidi della Fascia di Kuiper.
Questa ricerca non è molto semplice: è il classico ago nel pagliaio per il team della sonda.
Ed allora gli scienziati hanno deciso di sfruttare la famosa-famigerata Intelligenza Artificiale (IA oppure AI, Artificial Intelligence) per migliorare la loro ricerca.
In questo caso l’AI viene sfruttata esclusivamente per scopi intelligenti e scientifici : questa non è ovviamente la sede per aprire o continuare un dibattito sulla potenza e la potenziale pericolosità di cui si parla tanto e nemmeno è la sede per conoscere qualcosa in più sull’argomento.
A tal proposito suggerisco volentieri di leggere gli articoli scritti dal mitico Aranzulla: io stesso ho fatto così e non me ne vergogno di sicuro, ma confesso che non è stata una passeggiata, nonostante il seppur glorioso background dei miei antichi studi universitari ingegneristici!
Vi presento dunque la mia consueta traduzione ragionata (e non certo automatica tramite Google Translator o peggio l’AI) di un articolo apparso su uno dei tantissimi siti della NASA, in cui si parla dell’utilizzazione dell’AI per la soluzione di problemi astronomici: lascio perciò la parola a Beth Ridgeway.
La ricerca di KBO nel secolo scorso…
All’inizio del 1930, l’astronomo Clyde Tombaugh, del Lowell Observatory, aveva passato parecchi mesi analizzando attentamente centinaia di lastre fotografiche riprese con il telescopio, alla ricerca di un singolo oggetto in movimento – che si sarebbe poi rivelato Plutone, quello che per parecchi anni è stato considerato il nono pianeta del Sistema Solare.
Quasi cento anni dopo, il team che ha esplorato il pianeta scoperto da Tombaugh sta ora espandendo la ricerca originale per trovare nuovi obiettivi aggiuntivi, con un metodo che avrebbe certamente stupito Tombaugh.
La sonda New Horizons della NASA ha proseguito il suo sorvolo di Plutone nel 2015 con il primissimo incontro ravvicinato di un KBO (Kuiper Belt Object), chiamato Arrokoth, nel 2019, ad una distanza di miliardi di km da Plutone.
Dopo altri quattro anni si è ancor più allontanata, continuando la sua corsa ai confini del Sistema Solare, arrivando attualmente ad una distanza di più di 57 UA (Unità Astronomiche) dal Sole e dalla Terra e cioè più di 57 volte la distanza Terra-Sole.
Le ricerche sulla Terra utilizzano attualmente due dei telescopi più grandi al mondo: il telescopio giapponese Subaru nelle Isole Hawaii (ndr: ricordate la splendida astronoma jlaw mentre scopriva una cometa, nel film di fantascienza “Don’t look up”? ) ed il telescopio Victor M.Blanco del Cerro Tololo Inter-American Observatory in Cile.
In questa animazione vediamo lo spostamento di un KBO appena scoperto partendo da una serie di immagini acquisite dal telescopio Subaru. (ndr : riuscite a vedere il puntino che si sposta? un ago in un pagliaio! )
… ed oggi con l’aiuto dell’AI
Il team della New Horizon ha migliorato queste ricerche usando l’AI, con tool di analisi ad auto apprendimento, sviluppati nel 2021 e raffinati lo scorso anno: questi algoritmi sono riusciti ad aumentare drammaticamente le possibilità di rilevamento di KBO, al di là delle possibilità ottenute in passato dagli umani.
Utilizzando dunque il software di machine learning dell’AI, i ricercatori JJ Kavelaars dell’Università della Colombia Britannica e Wes Fraser del Canadian National Research Council hanno velocizzato queste ricerche rendendole molto più produttive.
Questo software impiega una rete neurale con un algoritmo di learning che, a partire da un’immagine telescopica del cielo, assegna in livello di importanza ai vari oggetti presenti riuscendo così a distinguere un oggetto da un altro.
Il team ha applicato questo algoritmo ai dati provenienti dalla gigantesca fotocamera Hyper Suprime-Cam del Subaru Telescope, iniziando una ricerca di nuovi obiettivi per la sonda New Horizons.
“Le capacità di classificazione di questo software è estremamente grande, essendo in grado di escludere false acquisizioni di eventuali candidati” dice Fraser “Una nottata intera di ricerca con l’IA richiede poi solo poche ore per essere controllata dagli umani: paragonate questo piccolo tempo con le settimane richieste finora!”.
I potenziali obiettivi della sonda New Horizons
Grazie alla sua ampiezza e al suo grande campo visivo, il telescopio Subaru è il miglior strumento sulla Terra per trovare nuovi KBO da far studiare alla New Horizons e nel migliore dei casi da far sorvolare.
La prima ricerca umana, tra maggio ed agosto del 2020 (con qualche estensione ad ottobre), aveva prodotto la scoperta di 87 nuovi KBO in prossimità della rotta della New Horizons.
Quando il team ha fornito al software di AI i dati di questi oggetti, non solo questo software ha lavorato 100 volte più velocemente, ma ha scovato altri 67 KBO che i ricercatori umani non erano stati in grado di individuare nelle immagini.
Moltissimi di questi nuovi oggetti scoperti sono stati successivamente schedulati per l’osservazione da parte degli strumenti della sonda New Horizons lungo tutto i 2024: da quando è entrata all’interno della Fascia di Kuiper, la sonda New Horizons infatti può sfruttare la sua posizione privilegiata (ndr: in prima fila! ) che le permette di poter studiare KBO secondo modalità che non sono possibili dalla Terra.
In questa mostruosa immagine composita vediamo il frutto dell’osservazione di una zona di cielo in una sola notte da parte del telescopio Subaru
(ndr: In queste immagini si vedono migliaia di stelle e questo fa capire la difficoltà sovrumana nel ricercare nuovi KBO! Ben venga dunque in questo caso l’Intelligenza Artificiale! )
Uno strumento rivoluzionario
Alan Stern, responsabile della New Horizons nel Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado, afferma che “questo è uno strumento rivoluzionario che sfrutteremo negli anni a venire”.
Nessuno dei nuovi KBO così trovato si trova però abbastanza vicino alla sonda New Horizons da permetterne il sorvolo ravvicinato, ma una ventina di essi è già passata a milioni di km dalla sonda.
Questi asteroidi sono stati studiati dalla sonda, svelando informazioni sulle loro proprietà superficiali, la forma, i periodi di rotazione ed eventuali satelliti in orbita ravvicinata: nessuna di queste informazioni si sarebbe potuta ottenere con i metodi investigativi utilizzabili dalla Terra.
Nella prospettiva di trovare (ndr: almeno ) un nuovo KBO da sorvolare da vicino, i membri del team sottolineano che si tratta di una ricerca a lungo termine (un classico ago in un pagliaio celeste), ma ricordano che anche la ricerca di Arrokoth aveva richiesto 4 anni per poterlo scoprire, intanto che la New Horizons proseguiva il suo volo.
“Il potenziale legato a scoperte rivoluzionarie durante un sorvolo ravvicinato di un KBO è davvero molto elevato, perciò continueremo questo tipo di ricerca” dice Stern “ed anche se si tratta di una lunga partita, l’AI ci viene senz’altro in aiuto!”.
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