ميل سليمان مع كاشف الجسيمات. مصدر الصورة: Alex Cousins / SWNS.comاتصل المراهق البريطاني مايلز سولومان من شيفيلد بعلماء ناسا وأشار إليهم بخطأ في مجموعة البيانات التي نشروها على الإنترنت. نحن نتحدث عن قراءات كاشفات الجسيمات في محطة الفضاء الدولية - حيث وجد مايلز قيم طاقة سلبية فاتها مهندسو وكالة ناسا.
في الأسبوع الماضي ، حصل الرجل على لحظة شهرته: أجرى عدة مقابلات في وسائل الإعلام
وبث على الراديو الوطني بي بي سي راديو 4 ، في
العالم في برنامج
واحد .
في ديسمبر 2015 ، قامت وكالة ناسا ، بالتعاون مع المعهد البريطاني للأبحاث المدرسية ، بتحميل مجموعات بيانات متاحة للجمهور من كاشف الجسيمات إلى محطة الفضاء الدولية لأطفال المدارس للدراسة (
مشروع TimPix ). أحد هؤلاء التلاميذ كان مايلز سليمان. كجزء من مشروع بحثي لمدرسته Tapton في شيفيلد ، درس بعناية الأدلة.
هذه فرصة فريدة لأطفال المدارس - يمكنهم إجراء مشاريعهم التعليمية ليس على بعض مجموعات الاختبار ، ولكن على البيانات الحقيقية الواردة من الفضاء باستخدام معدات حقيقية. في هذه الحالة ، نحن نتحدث عن قراءات مستوى الإشعاع الكوني ، الذي تم التقاطه كل 4 ثوان بواسطة أجهزة الكشف على محطة الفضاء الدولية.
تم
تركيب خمسة
مكشافات للبيكسل السليكون الهجين من
Timepix تم تصنيعها بواسطة
Medipix Collaboration ، تم إنشاؤها في CERN ، على ISS. تُستخدم الكواشف المماثلة من حيث المبدأ للتشغيل في التجارب في مصادم هادرون الكبير. تم جمع البيانات من خمسة مكشافات وإرسالها بشكل دوري لتحليلها إلى مجموعة تحليل الإشعاع الفضائي في وكالة ناسا. يكتشف الكاشفون جسيمات ألفا وبيتا وجاما
وأقل كمية من
الجسيمات المؤينة وشظايا الأيونات الثقيلة وما إلى ذلك - اتجاه وطاقة الإشعاع.
يوضح مثال للبيانات من كاشف Timepix على محطة الفضاء الدولية إطارًا كاملاً 256 × 256 بكسل (يسار) من الجسيمات المسجلة في فاصل زمني مدته 4 ثوانٍ ومرشح محتمل للبروتونات في عرض موسع (يمين)أجرى رائد الفضاء البريطاني تيم بيك تجربة مدتها 6 أشهر في قياس الإشعاع منذ ديسمبر 2015. على الأرجح ، تم تسمية أجهزة الكشف والتجربة نفسها باسمه.
رائد الفضاء البريطاني تيم بيك في محطة الفضاء الدولية في ديسمبر 2015. الصورة: APقال مايلز سولومان في مقابلة مع راديو بي بي سي 4: "حصلنا على عدد كبير من جداول بيانات Excel ، وهو أكثر إثارة للاهتمام مما يبدو. نزلت على الفور إلى الطاولات حيث تم الإشارة إلى أصغر أجزاء من الطاقة". قام مايلز أولاً بترتيب القائمة بتقليل القيم ، ربما من أجل دراسة الحالات الشاذة.
يقول مدرس الفيزياء جيمس أونيل عن مايلز: "كنا نناقش البيانات ، لكنه صعد فجأة خلال أحد الدروس وسأل:" لماذا يشار إلى الطاقة -1 هنا؟ " لاحظ تلميذ المدرسة أن أجهزة الاستشعار لم تسجل القيمة الصحيحة للإشعاع ، بل احتفظت بقيمة سلبية. أخبر الطالب المعلم أن الطاقة لا يمكن أن تكون سلبية - وقرروا كتابة رسالة إلى وكالة ناسا.
اعترف سولومان بأنه كان من الرائع إرسال رسالة إلى وكالة الفضاء الوطنية والحصول على إجابة ، حيث اعترف المحترفون الأمريكيون بعدم قدرتهم. تعمل أجهزة استشعار الإشعاع في محطة الفضاء الدولية منذ ديسمبر 2015. وهذا يعني أن وكالة ناسا لم تلاحظ الخطأ لأكثر من 15 شهرًا ، حتى اهتم به طالب مدرسة بريطانية. يقول مايلز: "هذا رائع جدًا". "يمكنك أن تخبر أصدقائك:" لقد كتبت للتو إلى وكالة ناسا وهم يدرسون الرسومات التي صنعتها. "
أشادت وكالة ناسا بالمعلومات ، بل طلبت من الأميال المساعدة في إصلاح الأخطاء. أوضح المهندسون في الوكالة الأمريكية أنهم كانوا على علم بأن أجهزة الاستشعار تُعيد قيمًا غير صحيحة أحيانًا ، لكنهم يعتقدون أن هذا يحدث مرة أو مرتين في السنة. على ما يبدو ، لم يخمن أحد فرز البيانات بترتيب تنازلي ، كما فعل مايلز. الآن بعد أن أصبح الخطأ معروفًا بالفعل ، يبدو من الواضح فرز البيانات بهذه الطريقة ، ولكن لم ير أحد سببًا من قبل. يظهر التصنيف بوضوح أن القيم السلبية تظهر عدة مرات في اليوم.
وأوضح البروفيسور لاري بينكسي ، الذي يعمل مع مراقبي الإشعاع في وكالة ناسا ، للإذاعة 4: "اعتقد زملائي في وكالة ناسا أنهم قد أزالوا هذه الأخطاء". تبين أن هذا خطأ. وأوضح بينسكي "المشكلة تكمن في أن بعض الخوارزميات التي تحول بيانات المصدر قد انهارت قليلاً ، ونتيجة لذلك ، أنتجت أرقامًا سلبية".
مايلز سليمان. مصدر الصورة: Alex Cousins / SWNS.comقبلت ناسا بامتنان المعلومات حول البيانات غير الصحيحة ، على الرغم من أن الخبراء المحترفين واجهوا مشاعر مختلطة عندما أشار الصبي إلى خطأ. يقول المراهق: "من الواضح أنهم ظنوا أنني مهووس". "لقد كان خليطًا حقيقيًا من الحسد والملل عندما أخبرتهم بكل التفاصيل." وأضاف: "لا أريد أن أثبت أن وكالة ناسا خاطئة. أريد أن أعمل معهم وأتعلم منهم ".
على الرغم من أن طلاب المدارس والطلاب والمتحمسين لا يمكنهم المقارنة مع المتخصصين في وكالة ناسا من حيث الاحتراف ، فإن قوة الاستعانة بمصادر خارجية حقيقية هي في الكم. يمكن لعدد كبير من المتحمسين المتحمسين العثور على هذه الأنماط في بيانات المصدر والعثور على الأخطاء التي استعصت على عيون المحترفين. هذا هو السبب في أن برامج علوم البيانات مفتوحة المصدر قيمة للغاية.
بالنسبة للطلاب أنفسهم ، تمثل المشاريع التي تحتوي على بيانات علمية حقيقية فرصة للمس أبحاث كبيرة حقيقية في مجال العلوم والفضاء. مثل هذه الأشياء تلهم المزيد من الدراسة للفيزياء وعلم الفلك. بفضل هذه البرامج العلمية ، يطور الأطفال شغفًا بالمجهول ، والعطش للمعرفة الجديدة ، والرغبة في استكشاف العالم من حولهم.