Afkodning af rumsten med AI: Meteoritgennembruddet

Kunstig intelligens (AI) transformerer den måde, vi gør ting på, ikke kun på Jorden men også i rummet.

Ved at blive brugt til opgaver, der spænder fra autonom rumfartøjsnavigation og dataanalyse til optimering af ressourceudnyttelse og støtte til videnskabelige opdagelser, muliggør teknologien mere effektive, autonome og indsigtsfulde rummissioner.

For eksempel har NASA i mange år udforsket AI’s potentiale. Fra autonome rovers på Mars til AI-forstærkede initiativer for at finde nye exoplaneter, har agenturet udnyttet denne teknologi til at forbedre sin forståelse af rummet.

For nylig viste den amerikanske føderale myndighed, hvordan AI kan hjælpe kredsløbende rumfartøjer med at indsamle mere målrettede data. AI gjorde det for første gang muligt for en satellit at forudsige sin bane, behandle og vurdere billeder med AI og beslutte, hvor et instrument skulle rettes, hvilket ikke engang tog to minutter eller krævede menneskelig indgriben.

“Ideen er at få rumfartøjet til at opføre sig mere som et menneske: I stedet for blot at se data, tænker det over, hvad dataene viser, og hvordan man skal reagere,” sagde Steve Chien, teknisk fellow inden for AI ved NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) og hovedforsker for Dynamic Targeting-projektet.

For nogle år siden lancerede Elon Musks SpaceX (SPCX ) også en satellit udstyret med AI for at gøre det muligt for rumfartøjet at deltage i dybe rummissioner.

Midt i dette har forskere afsløret meteorittens hemmeligheder ved hjælp af denne teknologi. Dette specifikke materiale udfordrer varmestrømsreglerne ved at opføre sig både som en krystal og som glas.

Med hjælp fra AI var forskerne i stand til at afdække mineralets evne til at opretholde en konstant termisk ledningsevne, et stort gennembrud, der kan revolutionere materialvidenskaben ved at transformere varmehåndtering i teknologi og industri. Det kan også hjælpe med at reducere de enorme CO2-udledninger i stålværkstedet. 

Hvordan AI låser op for meteorittens hemmeligheder

Meteoroider er de lysglimt, du nogle gange ser suse hen over himlen.

Disse rumsten kan være så små som støvkorn eller så store som små asteroider. De fleste er fragmenter af større legemer, der er brudt fra hinanden. Nogle kommer fra asteroider, andre fra kometer, og nogle få kommer endda fra Månen, Mars eller andre planeter.

De kaldes meteoroider, mens de stadig er i rummet. Når de træder ind i atmosfæren på Jorden eller en anden planet og overlever passagen, kaldes de meteorer.

Når de træder ind i atmosfæren, gør de det med høj hastighed, og når trykket overstiger objektets styrke, går det i opløsning, hvilket får det til at brænde op og give en lysende flamme, deraf navnet “stjerneskud”. Når de fremstår særligt lyse, kaldes de “brandbolde”.

Disse meteorer kan synes sjældne, men ifølge NASA’s estimater falder omkring 48,5 ton af sådant materiale på Jorden hver dag.

Som en del af rummet kan disse sten give værdifulde indsigter i sammensætning, dannelse og historie for asteroider, planeter og vores solsystem.

En meteoritt består af forskellige materialer, herunder sten, metal eller en kombination af begge.

Disse meteoritter studeres af forskere i detaljer ved hjælp af forskellige teknikker såsom fotografisk og teleskopisk observation, radardetektion, mikroskopi, spektroskopi, magnetometri og andre.

For nylig bruges AI også til at forstå rummeteoritter ved at automatisere deres detektion ved hjælp af dronebilleder, forbedre klassificeringen af deres typer gennem maskinlæring, identificere potentielle nedslagspunkter og endda afsløre sammensætningen af materialer inden i meteoritter.

Ved at analysere enorme datasæt og genkende mønstre, som mennesker måske overser, forbedrer AI effektiviteten og nøjagtigheden af meteorittforskning, hvilket igen giver kritiske indsigter i livets oprindelse.

For eksempel fandt forskning¹ fra sent sidste år beviser for flydende vand på Mars for 742 millioner år siden med hjælp fra en meteoritt.

Så en asteroide ramte Mars for elleve millioner år siden og sendte stykker af den røde planet ud i rummet. Et af disse stykker styrtede ned på Jorden og gav os en meteoritt, der kan spores direkte til Mars.

Den blev navngivet Lafayette-meteoritten, og ved undersøgelse fandt forskerne, at den på Mars interagerede med vand. For nylig fastslog et internationalt samarbejde af forskere alderen på mineralerne i meteoritten, som dannedes, da der var flydende vand.

“Vi kan identificere meteoritter ved at studere, hvilke mineraler der er til stede i dem, og forholdene mellem disse mineraler inde i meteoritten.”

– Hovedforfatter Marissa Tremblay, adjunkt ved Afdelingen for Jord-, Atmosfære- og Planetarisk Videnskab (EAPS) på Purdue University

Hun bemærkede desuden, at meteoritter har en tendens til at være tættere end jordsten, er magnetiske og indeholder metal. Dog er det ikke så let at finde meteoritter.

Chancen for at finde en er faktisk meget lille. Som følge heraf har forskere brugt AI sammen med droner til at gøre opdagelsen.

I 2022 genvandt forskere fra Curtin University i Australien en meteoritt, som fulgte en ellipse mellem Jupiters og Veneres baner, i den fjerntliggende australske outback ved hjælp af maskinlæring og to droner.

Teknologien gør det muligt for meteorittjægere at udføre gentagne opgaver uden at miste fokus. Faktisk lærer maskinerne at håndtere falske positiver gennem gentagelse.

“Det hellige gral i meteorittjagt lige nu er en drone, der kan gittere et geografisk område, kigge på jorden og finde meteoritter med AI.”

– Mike Hankey, The American Meteor Society

Universitetets School of Earth and Planetary Sciences, sammen med Paris-observatoriet, International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) og andre institutioner, samarbejdede imidlertid om at løse gåden om kulstofrige asteroider, som, selvom de er almindelige i rummet, udgør mindre end 5 % af de meteoritter, der når Jorden.

Denne studie², som har løst det langvarige mysterium inden for rumvidenskab, blev offentliggjort i år. Til dette analyserede forskerne næsten 8.500 meteoroid- og meteorithændelser.

Det, studiet har opdaget, er at Solen og Jordens atmosfære fungerer som store filtre, der ødelægger kulstofrige meteoroider, før de når jorden. Sådanne meteoritter er vigtige, fordi de indeholder aminosyrer, organiske molekyler og vand.

Selvom det allerede var kendt, at kulstofrigt materiale ikke overlever atmosfærisk indtræden, viste forskningen, at mange meteoroider “ikke engang når så langt”, da de går i stykker, når de passerer tæt på Solen.

“De, der overlever at blive ‘kogt’ i rummet, har større sandsynlighed for også at komme igennem Jordens atmosfære”

– Medforfatter Dr. Hadrien Devillepoix, Curtin’s Space Science and Technology Centre og Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA)

Desuden fandt den, at meteoroider dannet ved tidevandsforstyrrelser er særligt skrøbelige og næsten aldrig overlever atmosfærisk indtræden. Ifølge Paris-observatoriets Dr. Patrick Shober:

“Denne opdagelse kan påvirke fremtidige asteroidemissioner, vurderinger af nedslagsrisiko og endda teorier om, hvordan Jorden fik sit vand og organiske forbindelser, så livet kunne begynde.”

I mellemtiden brugte en undersøgelse fra tidligere i år AI til at finde ud af, at “Marsjævn”, en af de vigtigste kræfter, der former planetens overflade, skyldes seismisk aktivitet fra meteoroidnedslag.

Forskerteamet fra University of Bern og Imperial College London udnyttede AI til at identificere nye nedslag i titusindvis af orbitale billeder fra december 2018 til 2022 og krydsrefererede dem med seismiske data. Det hjalp forskerne med at finde 123 nye kratere til krydsreferencing, og af dem var 49 et potentielt match med jordskælv.

De nyudvundne data afslørede, at på Mars forekommer meteoroidnedslag omkring to gange så ofte som tidligere anslået.

Dette, bemærkede professor Tom Pike fra Imperial-teamet, viser “kraften i at dykke dybt ned i flere datasæt fra Mars. Uden de seismiske data ville vi ikke have vidst, hvor vi skulle lede efter et nedslag i de orbitale billeder, og uden de orbitale billeder ville vi ikke have kunnet lokalisere kilden til den seismiske energi.”

AI har ændret spillet for forskere ved at opdage et nedslag i en enkelt pixel fra et lavopløsnings orbitalkamera, der bruges til daglig vejrmonitorering. “AI’s kraft og hastighed betyder, at vi har kunnet finde den såkaldte nål i høstakken!” tilføjede han.

Den maskinalgoritme, der spillede en nøglerolle her, blev udviklet ved JPL, som kan gennemsøge enorme mængder data, såsom billeder.

AI bekræfter krystal‑glas hybrid

Nu har den seneste undersøgelse af forskere fra Columbia Engineering brugt AI til at gøre endnu en fantastisk opdagelse. De har bekræftet de “hybride” termiske egenskaber af et rummineral, som ikke følger de typiske varmestrømsregler. Meteoritten fungerer både som en krystal og som glas.

Dette er et gennembrud, fordi varmeledningsegenskaberne for krystaller og glas er fuldstændig modsatte. De termiske ledningsevner varierer faktisk kraftigt i begge. Den termiske ledningsevne for materialer varierer dramatisk afhængigt af den atomare struktur. Sådan sammenlignes krystallinske, glasagtige og hybride materialer:

Disse tendenser spiller en central rolle i en række teknologier, herunder systemer til genvinding af spildvarme, miniaturisering og effektivitet af elektroniske enheder samt levetiden for termiske skjold i luftfartsapplikationer.

Optimering af ydeevne og holdbarhed af materialer, der anvendes i disse applikationer, kræver en dyb forståelse af, hvordan deres atomstruktur og kemiske sammensætning bestemmer materialets evne til varmeledning.

Michele Simoncelli, adjunkt i anvendt fysik og anvendt matematik ved Columbia Engineering, anvendte en førsteprincip-tilgang og kombinerede den med maskinlæring for at identificere det unikke materiale med særprægede termiske egenskaber.

Maskinlæringsteknikker gjorde det muligt for teamet at overvinde de beregningsmæssige udfordringer ved førsteprincipsmetoder og simulere atomære egenskaber, der påvirker varmetransport med kvantepræcis nøjagtighed.

Materialet er det første af sin slags, som blev opdaget i meteoritter og identificeret på Mars.

At forstå den grundlæggende fysik, der driver denne specielle opførsel, kan fremme vores forståelse og hjælpe os med at designe materialer, der håndterer varme under ekstreme temperaturforskelle.

Nu afhænger termisk ledning, som er varmetransport gennem stationært stof ved fysisk kontakt, af materialets atomstruktur. Således påvirker, om et materiale er glasagtigt med en uordnet, ikke-krystallinsk struktur, eller krystallinsk med et ordnet atomgitter, hvordan varmen flyder på kvanteniveau.

Grundlæggende øges termisk ledning i glas med stigende temperatur, mens den falder i krystaller ved opvarmning.

For at indfange denne modsatte trend i termisk ledning for glas og krystaller udledte Simoncelli, i samarbejde med Francesco Mauri fra Sapienza University of Rome og Nicola Marzari fra Swiss Federal Institute of Technology, en enkelt ligning tilbage i 2019.

Bemærkelsesværdigt beskriver ligningen den mellemliggende adfærd for delvist uordnede materialer. Dette omfatter materialer, der anvendes i termiske barrierebelægninger til varmeskjold, perovskite-solceller og termoelektriske elementer til at genvinde spildvarme.

Nu, ved at bruge den samme ligning, udforskede de forholdet mellem atomstruktur og termisk ledning i materialer fremstillet af siliciumdioxid (SiO2).

Også kendt som silica, er siliciumdioxid en naturligt forekommende kemisk forbindelse bestående af silicium og oxygen, to af de mest udbredte grundstoffer på Jorden. Det er en af hovedkomponenterne i sand.

Forskerne forudsagde, at “tridymite”-formen af siliciumdioxid ville vise tegn på et krystal‑glas materiale med en termisk ledningsevne, der ikke ændrer sig med temperaturen.

Tridymite er en højtemperatur krystalform af siliciumdioxid, der primært forekommer i vulkanske bjergarter og dannes under høj temperatur og lavt tryk. Den findes også i meteoritter.

Den usædvanlige termiske transportadfærd for Tridymite fik et team af eksperimentelle forskere ledet af Daniele Fournier, Massimiliano Marangolo og Etienne Balan fra Sorbonne University i Paris til at udføre forsøg på en prøve af silica-tridymite, der blev opnået fra en meteoritt, der landede i Tyskland for tre hundrede år siden.

Eksperimenterne bekræftede forskernes forudsigelser med målinger.

Meteorisk tridymite er blevet bekræftet at have en atomstruktur, der ligger mellem den ordentlige krystal og det uordnede glas. Derudover fandt de, at dens termiske ledningsevne forbliver konstant mellem 80 K og 380 K, det temperaturinterval der er eksperimentelt tilgængeligt.

Ved yderligere analyse forudsagde teamet, at materialet kunne dannes ved termisk ældning i refraktære mursten, som fungerer som termisk barriere i ovne til stålproduktion.

Det alsidige, holdbare og multifunktionelle stål er et af de mest afgørende materialer i det moderne samfund, der understøtter forskellige industrier og infrastruktur. Dog er stålproduktion en kulstofintensiv proces, hvor 1 kg stål udsender omkring 1,3 kg CO2.

Med næsten 1 milliard ton stål produceret hvert år er den ansvarlig for mange CO2-udledninger, så meget at den udgør omkring 7 % af kulstofudledninger i USA.

Som studiet bemærkede, bestemmes effektiviteten og den miljømæssige påvirkning i høj grad af, hvordan varmen håndteres i ovne, især gennem den termiske ledningsevne af refraktære materialer, der kan modstå ekstreme temperaturer.

Dermed kan materialer afledt af tridymite muliggøre mere effektiv kontrol af den intense varme i stålproduktionen. Så ved at anvende studiets resultater kan ledningsevnen i refraktarer øges, hvilket reducerer ovnens brændetid og dermed sænker stålindustriens CO2-aftryk.

Udover alt dette undersøger Simoncelli’s gruppe ved Columbia at bruge de samme mekanismer, der bestemmer varmestrømmen i hybride krystal‑glas materialer, for at forstå adfærden af andre excitationer i faste stoffer som spin‑bærende magnoner og ladnings‑bærende elektroner.

Disse koncepter hjælper med fremvoksende og energieffektive teknologier, herunder spintroniske enheder, bærbare enheder og neuromorfisk computing.

Til dette arbejder forskerteamet på at formulere førsteprincips‑teorier til at forudsige eksperimentelle observationer, udvikle AI‑simuleringsteknikker til kvantitativt præcise forudsigelser af materialers egenskaber og anvende dem til at opdage og designe materialer, der kan løse ingeniør‑ og industriproblemer.

Investering i AI‑rumforskning

Når det gælder rumforskning, Lockheed Martin Corporation (LMT ) skiller sig ud som en stor entreprenør for NASA og Department of Defense. Virksomheden designer AI‑baserede satellitsystemer og planetariske sonder til at støtte missioner som Mars‑udforskning.

Det globale luft- og forsvarsfirma har en markedsværdi på 101,23 milliarder dollars, med aktier, der i øjeblikket handles til 433,60 $, ned 11 % år‑til‑dato. Det har en EPS (TTM) på 23,15 og en P/E (TTM) på 18,73. Lockheed betaler en udbytteafkast på 3,04 %.

Lockheed Martin Corporation (LMT )

Netop denne uge annoncerede virksomheden sin nye, mere kapable og overlevelsesevne missil‑advarsels‑satellit. Under testningen beviste Next‑Gen OPIR GEO‑satellitten sin evne til at operere i og modstå de hårde temperaturer og de voldelige vibrationsforhold.

For Q2 2025 rapporterede den et salg på 18,2 milliarder dollars, op fra 18,1 milliarder i samme kvartal sidste år. Dens nettoresultat for kvartalet var 342 millioner dollars, eller 1,46 $ per aktie. Virksomheden rapporterede også 1,6 milliarder dollars i programtab og 169 millioner dollars i andre omkostninger. Dette, ifølge Reuters, skyldtes “vanskeligheder med et klassificeret program i dens Aeronautics‑forretning og internationale helikopterprogrammer i dens Sikorsky‑enhed.”

I denne periode var cash flow fra driften 201 millioner dollars, et enormt fald fra 1,9 milliarder i 2Q24. Samtidig var fri cash flow -150 millioner dollars, sammenlignet med 1,5 milliarder i samme kvartal sidste år. Lockheed returnerede også 1,3 milliarder dollars til aktionærer gennem udbytte og aktietilbagekøb.

Dens administrerende direktør, Jim Taiclet, bemærkede, at USA og allierede kunder “beder os om at hæve og accelerere mange nøgleprogrammer,” herunder US Space Force, der bestiller yderligere GPS IIIF‑satellitter. Han tilføjede:

“Samtidig identificerede vores løbende programgennemgang nye udviklinger, der fik os til at revurdere den finansielle situation for en række store ældre programmer. Som følge heraf påtager vi os en række omkostninger i dette kvartal for at håndtere disse nyidentificerede risici.”

Seneste nyheder og udviklinger om Lockheed Martin Corporation (LMT) aktien

Konklusion

AI’s magi når ud over Jordens grænser til rummets dybder og hjælper os med at afsløre skjulte mønstre i rumsten, fra Marsjævn til eksotiske termiske egenskaber. Med disse opdagelser accelererer AI opdagelser, der vil transformere vores forståelse af universet såvel som fremtiden for materialer.

Klik her for at lære alt om investering i kunstig intelligens.

Referencer:

1. Tremblay, M.M., Mark, D.F., Barfod, D.N., Cohen, B.E., Ickert, R.B., Lee, M.R., Tomkinson, T., & Smith, C.L. Datering af nylig vandig aktivitet på Mars. Geochemical Perspectives Letters, 32, offentliggjort 6. november 2024. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2443
2. Shober, P.M., Devillepoix, H.A.R., Vaubaillon, J., et al. Perihelionhistorie og atmosfærisk overlevelse som primære drivere for Jordens meteoritrepertoire. Nature Astronomy, 9, 799–812 (juni 2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02526-6
3. Charalambous, C., Pike, W.T., Fernando, B., Wójcicka, N., Kim, D., Froment, M., Lognonné, P., Woodley, S., Ojha, L., Bickel, V.T., McNeil, J., Collins, G.S., Daubar, I.J., Horleston, A., & Banerdt, B. Nye nedslag på Mars: Opløsning af seismiske udbredelsesveje gennem en Cerberus Fossae nedslagsdetektion. Geophysical Research Letters, first published 3 februar 2025. https://doi.org/10.1029/2024GL110159
4. Simoncelli, M., Fournier, D., Marangolo, M., Balan, E., Béneut, K., Baptiste, B., Doisneau, B., Marzari, N., & Mauri, F. Temperatur-uafhængig krystal‑glas varmekonduktion: Fra meteoritter til refraktarer. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(28), e2422763122 (11. juli 2025). https://doi.org/10.1073/pnas.2422763122