NSF ve NASA, uzay hava durumu araştırmaları ve tahminlerini ele alacak

Uzay havası (güneş rüzgarı, koronal kütle püskürmeleri, manyetik fırtınalar, üst atmosfer bozuklukları) elektrik güç kaynaklarından bilgisayar ağlarına, uydu ve radyo iletişimine kadar altyapıya zarar verebilir ve hatta astronotların sağlığını tehdit edebilir. Güneşteki ve Dünya'ya yakın uzay ortamındaki enerjik olayların doğru tahmini, ulusal güvenlik ve toplumun refahı açısından kritik öneme sahiptir. Bu ihtiyacı karşılamak için ABD Ulusal Bilim Vakfı ve NASA, daha hızlı ve daha sağlam uzay hava durumu tahmin yeteneklerinin temelini oluşturacak altı projeyi finanse etmek için ortaklık kurdu.

Beyaz Saray'ın motivasyonu Ulusal Uzay Hava Durumu Stratejisi ve Eylem Planı ve Ulusal Stratejik Bilgi İşlem GirişimiNSF ve NASA oluşturdu Sayısal Belirsizliklerle Uzay Havası programı. Program, uzay hava durumu modellemesi alanında en son istatistiksel analizleri ve yüksek performanslı hesaplama yöntemlerini geliştirmek için farklı bilimsel disiplinlerden ekipleri bir araya getiriyor.

NSF'nin Atmosfer ve Jeouzay Bilimleri Bölümü'nde uzay havası program sorumlusu Mangala Sharma, “Bu ödüller, bilgisayar modelleme ve veri asimilasyon tekniklerindeki son ve olağanüstü ilerlemelerin, uzay hava durumu araştırmalarındaki kritik sorulara uygulanmasını sağlayacaktır” diyor. Hava durumu karmaşık bir olgudur ve çalışmaları fiziksel ve jeouzay bilimlerini, uygulamalı matematik ve hesaplamayı kapsamaktadır. Bu projeler, araştırmacıları tamamlayıcı uzmanlıkla bir araya getiriyor.”

NSF ve NASA birlikte altı adet üç yıllık ödüle 17 milyon doların üzerinde yatırım yapıyor; bunların her biri ülkenin uzay hava durumu tahmin yeteneklerini genişletebilecek önemli araştırmalara katkıda bulunuyor.

NASA'nın Washington'daki NASA merkezindeki heliofizik bölümünün uzay havası lideri Jim Spann, “Uzay havası, güneş, güneş rüzgarı, Dünya'nın manyetik alanı ve Dünya'nın atmosferi arasındaki karmaşık etkileşimleri içerir” dedi. “Güneş-Dünya sistemini anlama yeteneğimiz, teknolojiye giderek daha fazla bağımlı hale geldiği için ekonomiler, ulusal güvenlik ve toplumumuz açısından giderek artan bir öneme sahip. NASA ve NSF, bu program aracılığıyla operasyonel organizasyonların, NOAA ve Savunma Bakanlığı'nın birleşmesini sağlıyor. Bizi potansiyel etkilere daha iyi hazırlamak için operasyonel modellere ve uzay hava durumu tahminlerine yönelik bu anlayış.”

Projeler, ülke genelinde çok sayıda üniversite, ulusal laboratuvar ve özel şirket arasındaki işbirliklerini içeriyor; federal kurumlarla ve uluslararası ortaklarla bağlantı kurma fırsatları sunuyor ve kariyer başındaki araştırmacılara eğitim sağlıyor.

• Güneş Atmosferi ve İç Heliosferin Veriye Dayalı Modelleriyle Uzay Hava Durumu Tahminlerinin İyileştirilmesiHuntsville'deki Alabama Üniversitesi liderliğindeki ve NSF ile NASA tarafından ortaklaşa desteklenen araştırma ekibi, güneşin üst atmosferine ve bunun Dünya'yı nasıl etkileyebileceğine ilişkin veriye dayalı bir model geliştirerek güneş rüzgarı ve koronal kütle püskürmelerine ilişkin tahminleri iyileştirmeyi amaçlıyor.
• NextGen Uzay Hava Durumu Modelleme ÇerçevesiMichigan Üniversitesi liderliğindeki ve NSF tarafından desteklenen araştırma ekibi, koronal kütle püskürmelerinin oluşturduğu büyük uzay hava olaylarına odaklanarak güneşten dünyaya optimal olasılıklı uzay hava durumu tahmini için bir model geliştirecek.
• Michigan Üniversitesi tarafından yönetilen ve NASA tarafından desteklenen Esnek Topluluk Tabanlı Üst Atmosfer Topluluğu Tahmin Sistemi (NASA ödülü), mevcut verilerdeki boşlukları hesaba katan ve mevcut model ve yazılım sınırlamalarını iyileştiren, Dünya'nın üst atmosferinin bir modelini üretecek. .
• Şekillendirilebilir Yeni Nesil Yazılım ÇerçevesiMassachusetts Teknoloji Enstitüsü liderliğindeki ve NSF tarafından desteklenen, belirsizlik ölçümü ve pratik veri asimilasyonu ile mevcut ve yeni nesil yüksek performanslı bilgi işlem sistemleri için taşınabilir, genişletilebilir ve sürdürülebilir uzay hava durumu modelleme yazılımı geliştirmeyi amaçlıyor.
• Dünyanın İyonosfer-Termosfer Sistemindeki Küçük Ölçekli Plazma Yapılarının TahminiColorado Boulder Üniversitesi liderliğindeki ve NSF tarafından desteklenen araştırma ekibi, GPS uydularını ve diğer radyo sinyallerini kesintiye uğratabilecek plazma düzensizliklerini ve jeomanyetik aktivitedeki değişiklikleri araştıracak.
• Colorado Boulder Üniversitesi liderliğindeki ve NASA tarafından desteklenen Doğru ve Güvenilir Belirsizlik Ölçümü için Topluluk Öğrenimi (NASA ödülü), doğruluklarını artırmak için uzay hava durumu tahminlerine olasılıksal modelleme, belirsizlik tahminleri ve makine öğrenimini tanıtacak.

NSF Fizik Bölümü'nde plazma fiziği program sorumlusu olan Slava Lukin, “Bu çalışma, potansiyel olarak zararlı uzay hava olaylarını tahmin etmek için neyin gerekli ve yeterli olduğuna dair anlayışımızı ilerletmek için farklı bilimsel geçmişlere sahip araştırmacıları meşgul etmeyi amaçlıyor” diyor. “Modelleri ve yazılımı kamuya açık hale getirerek bu projelerin gelecekteki uzay hava durumu tahmin yeteneklerimizi dönüştürecek ilerlemelerin tohumunu atacağını umuyoruz.”