جدول المحتويات
في قفزة نوعية نحو تعزيز استكشاف الفضاء الخارجي، كشفت وكالة ناسا عن خوارزمية تعليم الآلة المتقدمة التي تهدف إلى إحداث ثورة في تحليل عينات المريخ. سيتم تطبيق هذه التكنولوجيا المتطورة لأول مرة على متن مركبة روزاليند فرانكلين الجوالة، التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، والمقرر إطلاقها في موعد لا يقل عن عام 2028.
تحليل دقيق مع MOMA
في قلب هذه المهمة يكمن جهاز محلل الجزيئات العضوية المريخي (MOMA)، وهو مطياف كتلة متطور مجهز على مركبة روزاليند فرانكلين الجوالة. تتمثل المهمة الرئيسية لـ MOMA في تحليل العينات التي تجمعها الحفارة الجوالة بدقه ونقل النتائج إلى الأرض. بعد ذلك، ستقوم خوارزمية تعليم الآلة المتقدمة لوكالة ناسا بمعالجة البيانات لتحديد المركبات العضوية بسرعة ودقة غير مسبوقة.
تعزيز الكفاءة العلمية
يعالج دمج تعليم الآلة في استكشاف المريخ تحديًا حاسمًا: الوقت التشغيلي المحدود للجوّالات على سطح الكواكب. يمكن أن تكون طرق تحليل البيانات التقليدية مستهلكة للوقت، مما يعوق القدرة على اتخاذ قرارات علمية في الوقت المناسب. ومع ذلك، فإن هذه الخوارزمية الجديدة، التي تم تطويرها في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت، ماريلاند، تعد بتسريع هذه العملية بشكل كبير.
صرح شيانغ “شون” لي، عالم مطيافية الكتلة في مركز جودارد، قائلاً: “يمكن أن تساعدنا خوارزمية تعليم الآلة هذه في تصفية البيانات بسرعة وتحديد البيانات الأكثر أهمية أو مثيرة للاهتمام التي يجب علينا فحصها.”
تدريب الخوارزمية
على مدى أكثر من عقد من الزمان، قام الباحثون بتدريب هذه الخوارزمية باستخدام بيانات مخبرية مكثفة. يتضمن عملية التدريب تزويد الخوارزمية بأمثلة من المواد المحتملة على المريخ ووضع تسميات لها وفقًا لذلك. ونتيجة لذلك، يمكن للخوارزمية الآن التنبؤ بالتكوين الكيميائي للعينات بدقة فائقة.
أكدت فيكتوريا دا بويان، عالمة البيانات في مركز جودارد والمشاركة في قيادة تطوير الخوارزمية، قائلة: “كلما قمنا بتحسين تحليل البيانات، زادت المعلومات والوقت المتاح للعلماء لتفسير البيانات. بهذه الطريقة، يمكننا التفاعل بسرعة مع النتائج وتخطيط الخطوات التالية كما لو كنا هناك مع الجوالة، بشكل أسرع مما كنا نستطيع سابقًا.”
رؤى أعمق في تاريخ المريخ
قدرة مركبة روزاليند فرانكلين الجوالة على الحفر بعمق يصل إلى 6.6 قدم (2 متر) في سطح المريخ تجعلها متميزة عن سابقاتها التي كانت تستطيع الوصول إلى أعماق حوالي 2.8 بوصة (7 سنتيمترات) فقط. تعد هذه القدرة على الحفر العميق ضرورية لاكتشاف المواد العضوية المحفوظة، المحمية من الإشعاع السطحي والأشعة الكونية.
أوضح لي قائلاً: “من المرجح أن تتعرض المواد العضوية على سطح المريخ للتدمير بفعل التعرض للإشعاع والأشعة الكونية التي تخترق الطبقة السطحية. لكن عمق مترين يجب أن يكون كافيًا لحماية معظم المواد العضوية. لذلك، يمكن أن يكتشف MOMA مواد عضوية قديمة محفوظة، مما سيكون خطوة مهمة في البحث عن الحياة الماضية.”
رؤية للاستكشاف الذاتي
نظرة نحو المستقبل، فإن التطبيقات المحتملة لهذه الخوارزمية تعليم الآلة واسعة. يرى لي ودا بويان مستقبلاً يمكن فيه لهذه الخوارزميات تمكين مهمات فضائية أكثر استقلالية، خاصة إلى أجسام كوكبية بعيدة مثل أقمار زحل تيتان وإنسيلادوس، وقمر المشتري يوروبا.
صرحت دا بويان قائلة: “الحلم بعيد المدى هو مهمة ذاتية عالية.” وأضافت: “في الوقت الحالي، تعد خوارزمية تعليم الآلة لـ MOMA أداة لمساعدة العلماء على الأرض في دراسة هذه البيانات الحيوية بسهولة أكبر.”
مع استمرار وكالة ناسا والمجتمع العلمي الأوسع في سعيهم للكشف عن علامات الحياة خارج الأرض، تمثل هذه التطورات خطوات كبيرة نحو تحقيق استكشاف فضائي أكثر كفاءة واستقلالية.
يقود مشروع MOMA معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي (MPS) في ألمانيا، بقيادة الدكتور فريد جوسمان كالمحقق الرئيسي. كان لمركز جودارد التابع لناسا دور محوري في تطوير وبناء نظام مطياف الكتلة لـ MOMA، الذي سيلعب دورًا محوريًا في تحليل عينات المريخ.
المصدر: وكالة ناسا
