地球泡沫破裂:人工智能帮助发现太空中的磁爆发

　　MMS在穿越磁层顶时寻找爆炸的重联事件，磁层顶是地球磁场与流经太阳系的太阳风相抗衡的边界区域。

　　你的电子邮件中会弹出一个警告:最新的宇宙飞船观测已经准备好了。你现在有24小时来搜索84小时的数据，选择你能找到的最有希望的瞬间。你选择的数据点，取决于你如何排列它们，将以最高的分辨率从飞船上下载；研究人员可能会花几个月的时间来分析它们。

　　这些是环圈科学家面临的风险，环圈科学家是磁层多尺度任务团队中最重要的角色之一。73名志愿者分担责任，每周轮班工作，以确保最好的数据到达地面。它需要敏锐而细致的眼睛，这就是为什么它总是被留给一个经过精心训练的人——至少直到现在。

　　最近发表在《天文学和空间科学前沿》杂志上的一篇论文描述了第一个人工智能算法，该算法可以帮助“环中科学家”（虚拟）一臂之力。

　　该论文的主要作者、新罕布什尔大学的空间物理学家马修·阿盖尔说:“MMS是美国宇航局第一个将机器学习应用到任务操作中的大型任务。”

　　该算法执行单一任务:探测航天器何时从地球磁场穿越到太阳磁场，反之亦然。但这只是许多特殊用途算法中的第一个，可以改变彩信科学的发展方式。

　　一个看不见的力场围绕着我们的星球，一个巨大的气泡膨胀到40，000多英里的太空中。这是我们的磁场，它在几个方面为我们服务。它把东西挡在外面，偏转有害的宇宙射线，否则这些射线会撞击地球表面，危及生命。但是它也控制了事物，为在近地空间嗡嗡作响的粒子设定了交通模式。微小而轻的电子绕着地球的磁力线旋转；较重的离子以较慢、较宽的环路缓慢行进。

　　但是地球的磁场和太阳的相比算不了什么。从太阳吹走的粒子，被称为太阳风，携带着我们恒星的磁场，远远超过海王星的轨道。

　　所以“环圈科学家”筛选每个轨道的数据，寻找磁层顶的交叉点。但它们不一定在数据中引人注目——识别它们更像是在毛毛雨变成雨时精确定位。单个轨道的数据可能包含少至两个或多达100个磁层顶交叉，其间夹杂着类似假警报的情况。要找到它们，循环中的科学家只需输入时间。

　　科罗拉多州博尔德市大气与空间物理实验室的空间物理学家里克·怀尔德说:“在早期，这基本上是一份全职工作。”从那以后，怀尔德帮助优化了“循环中的科学家”的工作流程，并将新成员培养成经验丰富的专家。今天，一个有经验的科学家一周只需要几个小时。但是对于在繁忙的日程之外做志愿者的研究人员来说，这仍然是一个压力。怀尔德说:“疲劳总是在我们的脑海里。”

　　他们一直计划让科学家在循环中的角色部分自动化，但是找到一种算法来匹配人类的表现是一个挑战。科学家可以在数据中看到更大的趋势，这是大多数算法难以做到的。Argall说:“科学家所做的一部分就是观察数据的时间进程。”“例如，能够在某一点上识别出你在磁气圈中，并利用这一点来影响(你看到的)数据的演变。”