Dekoding av romsteiner med AI: Meteoritgjennombruddet

Kunstig intelligens (AI) transformerer måten vi gjør ting på, ikke bare på jorden, men også i verdensrommet.

Ved å bli brukt til oppgaver som spenner fra autonom romfartøy-navigasjon og dataanalyse til optimalisering av ressursutnyttelse og støtte til vitenskapelige oppdagelser, gjør teknologien det mulig med mer effektive, autonome og innsiktsfulle romoppdrag.

For eksempel har NASA utforsket kraften i AI i mange år. Fra autonome rovere på Mars til AI‑forsterkede initiativer for å finne nye eksoplaneter, har etaten utnyttet denne teknologien for å forbedre sin forståelse av verdensrommet.

Nylig viste den amerikanske føderale etaten hvordan AI kan hjelpe omløpsfartøy med å samle mer målrettede data. AI gjorde det mulig for en satellitt for første gang å forutse sin bane, behandle og vurdere bilder med AI, og bestemme hvor et instrument skulle rettes, noe som ikke engang tok to minutter eller noen menneskelig involvering.

“Ideen er å få romfartøyet til å oppføre seg mer som et menneske: I stedet for bare å se data, tenker det på hva dataene viser og hvordan man skal reagere,” sa Steve Chien, teknisk fellow innen AI ved NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) og hovedforsker for Dynamic Targeting-prosjektet.

For noen år siden lanserte Elon Musks SpaceX (SPCX ) også en satellitt utstyrt med AI for å gjøre det mulig for romfartøyet å delta i dype romoppdrag.

Midt i dette har forskere avdekket meteorittens hemmeligheter ved hjelp av denne teknologien. Dette spesifikke materialet utfordrer reglene for varmestrøm ved å opptre både som en krystall og som et glass.

Med hjelp av AI klarte forskerne å avdekke mineralets evne til å opprettholde konstant termisk ledningsevne, et stort gjennombrudd som kan revolusjonere materialvitenskap ved å transformere varmehåndtering i teknologi og industri. Det kan også bidra til å redusere de massive CO₂‑utslippene i stålproduksjon. 

Hvordan AI låser opp hemmelighetene til meteoritter

Meteoroider er de lysglimtene du noen ganger ser som streifer over himmelen.

Disse romsteinene kan være så små som støvkorn eller så store som små asteroider. De fleste er fragmenter av større legemer som har brutt opp. Noen kommer fra asteroider, andre fra kometer, og noen få kommer til og med fra Månen, Mars eller andre planeter.

Disse kalles meteoroider mens de fortsatt er i rommet. Når de kommer inn i atmosfæren på Jorden eller en annen planet og overlever passasjen, kalles de meteor.

Når de går inn i atmosfæren, gjør de det med høy hastighet, og etter hvert som trykket overstiger objektets styrke, desintegreres det, noe som får det til å brenne opp og gi en lys flamme, derav navnet «stjerneskudd». Når de er spesielt lyse, kalles de «ildkuler».

Disse meteorene kan virke som en sjelden forekomst, men ifølge NASA‑estimater faller omtrent 48,5 tonn av slikt materiale på jorden hver dag.

Som en del av rommet kan disse steinene gi verdifull innsikt i sammensetning, dannelse og historie for asteroider, planeter og vårt solsystem.

En meteorit består av ulike materialer, inkludert stein, metall eller en kombinasjon av begge.

Disse meteorittene studeres av forskere i detalj ved hjelp av ulike teknikker som fotografisk og teleskopisk observasjon, radardeteksjon, mikroskopi, spektroskopi, magnetometri og andre.

Nylig blir AI også brukt til å forstå rommeteoritter ved å automatisere deres oppdagelse ved hjelp av dronebilder, forbedre klassifiseringen av deres typer gjennom maskinlæring, identifisere potensielle nedslagssteder, og til og med avsløre sammensetningen av materialer innen meteoritter.

Ved å analysere enorme datasett og gjenkjenne mønstre som mennesker kan gå glipp av, forbedrer AI effektiviteten og nøyaktigheten i meteorittforskning, noe som igjen gir kritisk innsikt i livets opprinnelse.

For eksempel fant forskning¹ fra sent i fjor bevis på flytende vann på Mars for 742 millioner år siden med hjelp av en meteorit.

Så, en asteroide traff Mars for elleve millioner år siden og sendte biter av den røde planeten gjennom rommet. En av disse bitene krasjet på jorden, og ga oss en meteorit som kan spores direkte til Mars.

Den ble kalt Lafayette‑meteoritten, og etter undersøkelser fant forskerne at den, mens den var på Mars, interagerte med vann. Nylig har et internasjonalt samarbeid av forskere fastslått alderen på mineralene i meteoritten som dannet seg da det var flytende vann.

“Vi kan identifisere meteoritter ved å studere hvilke mineraler som er til stede i dem og forholdene mellom disse mineralene inne i meteoritten.”

– Hovedforfatter Marissa Tremblay, førsteamanuensis ved Institutt for jord-, atmosfære- og planetvitenskap (EAPS) ved Purdue University

Hun bemerket videre at meteoritter har en tendens til å være tettere enn steiner på jorden, er magnetiske og inneholder metall. Imidlertid er det ikke så lett å finne meteoritter.

Den sjanse for å finne en er faktisk svært liten. Som et resultat har forskere brukt AI sammen med droner for å gjøre oppdagelsen.

I 2022 gjenvant forskere fra Curtin University i Australia en meteorit, en som fulgte en ellipse mellom banene til Jupiter og Venus, i den avsidesliggende australske villmarken ved bruk av maskinlæring og to droner.

Teknologien gjør det mulig for meteorittjegere å utføre repeterende oppgaver uten å miste oppmerksomhet. Faktisk lærer maskinene å håndtere falske positiver gjennom repetisjon.

“Den hellige gral for meteorittjakt akkurat nå er en drone som kan rastere et geografisk område, se på bakken, og finne meteoritter med AI.”

– Mike Hankey, The American Meteor Society

Universitetets skole for jord- og planetvitenskap, sammen med Paris‑observatoriet, International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) og andre institusjoner, samarbeidet imidlertid for å løse gåten med karbonrike asteroider, som, selv om de er vanlige i rommet, utgjør mindre enn 5 % av meteoritter som når jorden.

Denne studien² som har løst det langvarige mysteriet i romvitenskap, ble publisert i år. For dette analyserte forskerne nesten 8 500 meteoroid- og meteorit‑hendelser.

Det studien har oppdaget er at solen og jordens atmosfære fungerer som gigantiske filtre som ødelegger karbonholdige meteoroider før de når bakken. Sådanne meteoritter er viktige fordi de inneholder aminosyrer, organiske molekyler og vann.

Selv om det allerede var kjent at karbonrikt materiale ikke overlever atmosfærisk inntrengning, viste forskningen at mange meteoroider «ikke engang kommer så langt», og brytes opp når de passerer nær solen.

“De som overlever å bli “kokt” i rommet, har større sannsynlighet for også å komme gjennom jordens atmosfære.”

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

I tillegg fant den at meteoroider dannet ved tidevannsspalting er spesielt skjøre og nesten aldri overlever atmosfærisk inntrengning. Ifølge Dr. Patrick Shober ved Paris‑observatoriet:

“Denne funnet kan påvirke fremtidige asteroidemisjoner, vurderinger av påvirkningsrisiko, og til og med teorier om hvordan jorden fikk sitt vann og organiske forbindelser som muliggjør liv.”

I mellomtiden brukte en studie³ fra tidligere i år AI for å finne at «Marsquakes», en av hovedkreftene som former planetens overflate, er forårsaket av seismisk aktivitet fra meteoroid‑nedslag.

Teamet av forskere fra Universitetet i Bern og Imperial College London utnyttet AI for å identifisere nye nedslag i titusenvis av orbitalbilder fra desember 2018 til 2022, og kryssrefererte dem med seismiske data. Dette hjalp forskerne med å finne 123 nye kratre for kryssreferanse, og av disse var 49 potensielle treff med jordskjelv.

De nyutvunnede dataene avdekket at på Mars skjer meteoroidnedslag omtrent dobbelt så ofte som tidligere anslått.

Dette, bemerket professor Tom Pike fra Imperial-teamet, viser «kraften i å se dypt inn i flere datasett fra Mars. Uten de seismiske dataene ville vi ikke ha visst hvor vi skulle lete etter et nedslag i orbitalbildene, og uten orbitalbildene ville vi ikke ha kunnet lokalisere kilden til den seismiske energien.»

AI har endret spillet for forskere ved å oppdage et nedslag i en enkelt piksel i et lavoppløselig orbitalkamera som brukes til daglig værovervåking. «Kraften og hastigheten til AI betyr at vi har kunnet finne den metaforiske nålen i høystakken!» la han til.

Maskinalgoritmen som spilte en nøkkelrolle her, ble utviklet ved JPL, og kan sile gjennom enorme mengder data, som bilder.

AI Bekrefter Krystall‑Glass Hybrid

Nå har den siste studien⁴ av forskere fra Columbia Engineering brukt AI for å gjøre enda en fantastisk oppdagelse. De har bekreftet de «hybride» termiske egenskapene til et rommineral, som ikke følger de typiske varmestrømsreglene. Meteoritten opptar både rollen som krystall og som glass.

Dette er et gjennombrudd fordi varmeledningsegenskapene til krystaller og glass er helt motsatte. De termiske ledningsevne varierer faktisk kraftig i begge.

Disse trendene spiller en nøkkelrolle i en rekke teknologier, inkludert systemer for gjenvinning av spillvarme, miniaturisering og effektivitet av elektroniske enheter, og levetiden til termiske skjold for romfartsapplikasjoner.

Optimalisering av ytelse og holdbarhet for materialer brukt i disse anvendelsene krever en dyp forståelse av hvordan deres atomstruktur og kjemiske sammensetning bestemmer materialets evne til varmeledning.

Michele Simoncelli, førsteamanuensis i anvendt fysikk og anvendt matematikk ved Columbia Engineering, tok en førsteprinsipp‑tilnærming og kombinerte den med maskinlæring for å identifisere det unike materialet med særpregede termiske egenskaper.

Maskinlæringsteknikker gjorde det mulig for teamet å overvinne de beregningsmessige utfordringene ved førsteprinsipp‑metoder og simulere atomære egenskaper som påvirker varmetransport med kvante‑nivå nøyaktighet.

Materialet er det første av sitt slag, som ble oppdaget i meteoritter og identifisert på Mars.

Å finne ut den grunnleggende fysikken som driver denne spesielle oppførselen kan fremme vår forståelse og hjelpe oss med å designe materialer som håndterer varme under ekstreme temperaturforskjeller.

Nå avhenger termisk ledning, som er varmetransport gjennom stillestående materiale ved fysisk kontakt, av atomstrukturen til et materiale. Så enten et materiale er glassaktig, med en uordnet, ikke‑krystallinsk struktur, eller krystallinsk, med et ordnet gitter av atomer, påvirker det hvordan varme strømmer på kvantenivå.

Enkelt sagt øker termisk ledning i glass med økende temperatur, mens den minker i krystaller ved oppvarming.

For å fange dette motsatte trendet i termisk ledning i glass og krystaller, avledet Simoncelli, i samarbeid med Francesco Mauri fra Sapienza University of Rome og Nicola Marzari fra Swiss Federal Institute of Technology, en enkelt ligning allerede i 2019.

Merkbart beskriver ligningen den mellomliggende oppførselen til delvis uordnede materialer. Dette inkluderer materialer brukt i termiske barrierebelegg for varmeskjold, perovskittsolceller og termoelektriske elementer for å gjenvinne bortkastet varme.

Nå, ved å bruke den samme ligningen, undersøkte de forholdet mellom atomstruktur og termisk ledning i materialer laget av silisiumdioksid (SiO2).

Også kjent som silika, er silisiumdioksid en naturlig forekommende kjemisk forbindelse bestående av silisium og oksygen, to av de mest forekommende elementene på jorden. Det er en av hovedkomponentene i sand.

Forskerne forutså at «tridymite»-formen av silisiumdioksid ville vise tegn på et krystall‑glass‑materiale med en termisk ledningsevne som ikke endres med temperatur.

Tridymite er en høytemperatur krystallform av silisiumdioksid som forekommer hovedsakelig i vulkanske bergarter og dannes under høy temperatur og lavt trykk. Det finnes også i meteoritter.

Den uvanlige termiske transportoppførselen til Tridymite førte et team av eksperimentelle forskere ledet av Daniele Fournier, Massimiliano Marangolo og Etienne Balan fra Sorbonne University i Paris til å utføre tester på en prøve av silikat‑tridymite hentet fra en meteoritt som landet i Tyskland for tre hundre år siden.

Eksperimentene bekreftet forutsigelsene gjort av forskerne med målinger.

Meteorisk tridymite har blitt bekreftet å ha en atomstruktur som ligger mellom den ordentlige krystall og det uordnede glass. I tillegg fant de at dens termiske ledningsevne forblir konstant mellom 80 K og 380 K, temperaturområdet som er eksperimentelt tilgjengelig.

Ved ytterligere analyse forutså teamet at materialet kunne dannes fra termisk aldring i brannbestandige murstein, som fungerer som en termisk barriere i ovner for stålproduksjon.

Det allsidige, holdbare og multifunksjonelle stålet er ett av de mest kritiske materialene i moderne samfunn, som støtter ulike industrier og infrastruktur. Imidlertid er stålproduksjon en karbonintensiv prosess, hvor 1 kg stål slipper ut omtrent 1,3 kg CO₂.

Med nesten 1 milliard tonn stål produsert hvert år, er det ansvarlig for store CO₂‑utslipp, så mye at det utgjør omtrent 7 % av karbonutslippene i USA.

Som studien bemerket, bestemmes effektiviteten og miljøpåvirkningen i stor grad av hvordan varme håndteres i ovner, spesielt gjennom den termiske ledningsevnen til brannbestandige materialer som kan tåle ekstreme temperaturer.

Derfor kan materialer avledet fra tridymite tillate mer effektiv kontroll av den intense varmen som er involvert i stålproduksjon. Så, ved å bruke studiens funn, kan ledningsevnen til brannbestandige materialer økes, noe som igjen reduserer brenntiden i ovner og dermed senker stålindustriens karbonavtrykk.

I tillegg utforsker Simoncellis gruppe ved Columbia å bruke de samme mekanismene som bestemmer varmestrømmen i hybride krystall‑glass‑materialer for å forstå oppførselen til andre eksitasjoner i faste stoffer, som spinn‑bærende magnoner og ladnings‑bærende elektroner.

Disse konseptene bidrar til fremvoksende og energieffektive teknologier, inkludert spintroniske enheter, bærbare enheter og nevromorfisk databehandling.

For dette arbeider forskningsteamet med å formulere førsteprinsipp‑teorier for å forutsi eksperimentelle observabler, utvikle AI‑simuleringsteknikker for kvantitativt nøyaktige prediksjoner av materialegenskaper, og anvende dem for å oppdage og designe materialer som kan løse ingeniør‑ og industrirelaterte utfordringer.

Investering i AI-romforskning

Når det gjelder romutforskning, fremstår Lockheed Martin Corporation (LMT ) som en viktig entreprenør for NASA og Department of Defense. Selskapet designer AI‑baserte satellittsystemer og planetariske sonder for å støtte oppdrag som Mars‑utforskning.

Det globale luftfarts- og forsvarsselskapet har en markedsverdi på 101,23 milliarder dollar, med aksjene som for tiden 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 utbytteavkastning på 3,04 %.

Lockheed Martin Corporation (LMT )

Akkurat denne uken kunngjorde selskapet sin nye, mer kapable og overlevende missilvarsling‑satellitt. Under testingen beviste Next‑Gen OPIR GEO‑satellitten sin evne til å operere i og tåle de harde temperaturene og de voldelige vibrasjonsforholdene.

For Q2 2025 rapporterte den salg på 18,2 milliarder dollar, opp fra 18,1 milliarder dollar i samme kvartal i fjor. Nettoresultatet for kvartalet var 342 millioner dollar, eller 1,46 $ per aksje. Selskapet rapporterte også 1,6 milliarder dollar i programtap og 169 millioner dollar i andre kostnader. Dette, ifølge Reuters, skyldtes «vanskeligheter med et klassifisert program i Aeronautics‑virksomheten og internasjonale helikopterprogrammer i Sikorsky‑enheten».

I denne perioden var kontantstrøm fra driften 201 millioner dollar, et kraftig fall fra 1,9 milliarder dollar i 2Q24. Samtidig var fri kontantstrøm $(150) millioner, sammenlignet med 1,5 milliarder dollar i samme kvartal i fjor. Lockheed returnerte også 1,3 milliarder dollar til aksjonærene gjennom utbytte og aksjetilbakekjøp.

CEO‑en, Jim Taiclet, bemerket at amerikanske og allierte kunder «ber oss om å heve og akselerere mange nøkkelprogrammer», inkludert US Space Force som bestiller flere GPS IIIF‑satellitter. Han la til:

“Samtidig identifiserte vår pågående programgjennomgang nye utviklinger som fikk oss til å revurdere den finansielle posisjonen til et sett med store eldre programmer. Som et resultat tar vi flere kostnadsføringer dette kvartalet for å håndtere disse nyidentifiserte risikoene.”

Nyeste nyheter og utviklinger for Lockheed Martin Corporation  (LMT) aksjer

Konklusjon

AI‑magien når utover jordens grenser og ned i rommets dyp, og hjelper oss med å avdekke skjulte mønstre i romsteiner, fra Mars‑jordskjelv til eksotiske termiske oppførsel. Med disse oppdagelsene akselererer AI oppdagelser som vil transformere vår forståelse av universet så vel som fremtiden for materialer.

Klikk her for å lære alt om investering i kunstig intelligens

Referanser:

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 av nylig vannaktivitet på Mars. Geochemical Perspectives Letters, 32, publisert 6. november 2024. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2443
2. Shober, P.M., Devillepoix, H.A.R., Vaubaillon, J., et al. Perihelionhistorie og atmosfæriske overlevelse som primære drivere for jordens meteoritregister. 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: Avdekke seismiske propagasjonsveier gjennom en Cerberus Fossae‑nedslagsdeteksjon. Geophysical Research Letters, først publisert 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. Temperaturinvariant krystall‑glass varmekonduksjon: Fra meteoritter til brannbestandige materialer. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(28), e2422763122 (11. juli 2025). https://doi.org/10.1073/pnas.2422763122