ИИ-карта NASA и IBM на 20% точнее ищет лёд в лунных кратерах

NASA и IBM разработали открытую ИИ-модель Lunar Foundation Model, которая объединяет разрозненные данные о Луне в единую карту. Она поможет учёным изучать поверхность спутника, а будущим астронавтам выбирать маршруты и площадки для работы. При распознавании ледяных отложений модель снижает число ошибок более чем на 20% по сравнению со специализированными алгоритмами машинного обучения.

Lunar Foundation Model использует результаты американских и японских миссий, включая данные о гравитации, рельефе, температуре и снимки поверхности. Разработчики свели данные разных типов и масштабов в единый формат, чтобы алгоритм мог находить связи, которые трудно заметить в отдельных массивах наблюдений. Директор IBM Research Europe в Ирландии и Великобритании Хуан Бернабе-Морено заявил, что модель поможет научному сообществу исследовать лунную поверхность до отправки астронавтов.

Для обучения использовали материалы миссии NASA GRAIL, картировавшей гравитационное поле Луны с разрешением 20 км, и данные Lunar Reconnaissance Orbiter. Снимки этого аппарата позволяют различать валуны размером около метра. Модель умеет уточнять тепловые карты с невысокой детализацией, точнее находить кратеры и выявлять признаки залежей льда.

Lunar Foundation Model для поиска лунного льда

Лунная среда усложняет анализ спутниковых данных. Лунный день длится примерно две недели, после него наступают две недели ночи. Атмосферы у Луны нет, поэтому тени остаются чёрными, а освещённые участки выглядят очень яркими. На полюсах Солнце держится низко над горизонтом и отбрасывает длинные тени, за которыми могут скрываться кратеры и обрывы.

Температура на освещённой поверхности способна подниматься до 121 °C, а в затенённых кратерах падать до −246 °C. Работе также мешает липкая абразивная пыль: она ухудшает видимость и повреждает оборудование. В таких условиях сложно интерпретировать наблюдения с орбиты, прокладывать безопасные маршруты и искать места для будущих баз.

Водяной лёд остаётся одной из главных целей лунных исследований. Его можно использовать как питьевую воду, источник кислорода и компонент для производства ракетного топлива. По оценке NASA, в полярных кратерах могут находиться сотни миллионов метрических тонн льда, которых хватило бы для обеспечения будущих экипажей и миссий в дальний космос.

Модель пригодится и для научных задач. На Луне нет тектоники, ветра и воды, которые стирали бы следы ударов, поэтому её поверхность сохраняет запись столкновений с астероидами за миллиарды лет. Обнаружение небольших ранее не учтённых кратеров позволит точнее датировать разные участки спутника.

Учёные также рассчитывают подробнее изучить так называемые нерегулярные морские пятна, связанные с вулканическим прошлым Луны. Их возраст остаётся предметом споров: некоторые структуры могут оказаться значительно моложе ожидаемого. Соруководитель проекта, специалист NASA по лунной топографии, Майкл Баркер отметил, что сведения об их распределении и свойствах помогут разобраться в этой загадке.