Décrypter les roches spatiales grâce à l'IA : la découverte des météorites

L’intelligence artificielle (IA) transforme notre façon de faire les choses, non seulement sur Terre mais aussi dans l’espace.

En étant utilisée pour des tâches allant de la navigation autonome des engins spatiaux et de l’analyse des données à l’optimisation de l’utilisation des ressources et au soutien des découvertes scientifiques, la technologie permet des missions spatiales plus efficaces, autonomes et perspicaces.

Par exemple, la NASA explore le potentiel de l'IA depuis de nombreuses années. De l'autonomie rovers sur Mars Grâce aux initiatives basées sur l'IA visant à trouver de nouvelles exoplanètes, l'agence a exploité cette technologie pour améliorer sa compréhension de l'espace.

L'agence fédérale américaine a récemment démontré comment l'IA pouvait aider les engins spatiaux en orbite à collecter des données plus ciblées. Pour la première fois, l'IA a permis à un satellite de prévoir sa trajectoire orbitale, de traiter et d'évaluer des images avec l'IA, et de décider où cibler un instrument, le tout en moins de deux minutes et sans intervention humaine.

« L'idée est de faire en sorte que le vaisseau spatial agisse davantage comme un humain : au lieu de simplement voir des données, il réfléchit à ce que les données montrent et à la manière de réagir », a déclaré Steve Chien, technicien en IA au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et chercheur principal du projet Dynamic Targeting.

Il y a quelques années, SpaceX d'Elon Musk a également lancé un satellite équipé d'IA pour permettre au vaisseau spatial de participer à des missions dans l'espace lointain.

Grâce à cette technologie, les scientifiques ont percé les secrets de la météorite. Ce matériau particulier défie les lois du flux thermique en agissant à la fois comme un cristal et un verre.

Grâce à l’IA, les chercheurs ont pu découvrir la capacité du minéral à maintenir une conductivité thermique constante majeur percée qui Vous pouvez révolutionner la science des matériaux En transformant la gestion de la chaleur dans les technologies et l'industrie, cela pourrait également contribuer à réduire les émissions massives de carbone liées à la production d'acier. 

Comment l'IA dévoile les secrets des météorites

Les météorites sont des éclairs de lumière que l’on voit parfois traverser le ciel.

Ces roches spatiales peuvent être aussi petites que des grains de poussière ou aussi grosses que de petits astéroïdes. La plupart sont des fragments de corps plus grands qui se sont fracturés. Certaines proviennent d'astéroïdes, d'autres de comètes, et quelques-unes même de la Lune, de Mars ou d'autres planètes.

Ces sont appelés météoroïdes encore dans l'espace. Une fois qu'ils pénètrent dans l'atmosphère terrestre ou de toute autre planète et survivent au passage, on les appelle météores.

Lorsqu'elles pénètrent dans l'atmosphère, elles le font à grande vitesse et, lorsque la pression dépasse leur force, elles se désintègrent, ce qui les fait brûler et produire un éclat brillant, d'où leur nom d'« étoiles filantes ». Lorsqu'elles apparaissent particulièrement brillantes, on les appelle « boules de feu ».

Ces météores peuvent sembler rares, mais selon les estimations de la NASA, environ 48.5 tonnes de ce type de matériau tombent sur Terre chaque jour.

Faisant partie de l’espace, ces roches peuvent aider à fournir des informations précieuses sur la composition, la formation et l’histoire des astéroïdes, des planètes et de notre système solaire. 

Une météorite est constitué de divers matériaux, notamment de la roche, du métal ou une combinaison des deux.

Ces météorites sont étudiées en détail par les scientifiques à l'aide de diverses techniques telles que les observations photographiques et télescopiques, la détection radar, la microscopie, la spectroscopie, la magnétométrie et autres.

Dernièrement, l’IA est également utilisée pour comprendre les météorites spatiales en automatisant leur détection à l’aide d’images de drones, en améliorant la classification de leurs types grâce à l’apprentissage automatique, en identifiant les sites d’impact potentiels et même en révélant la composition des matériaux contenus dans les météorites. 

En analysant de vastes ensembles de données et en reconnaissant des modèles que les humains pourraient manquer, l’IA améliore l’efficacité et la précision de la recherche sur les météorites, ce qui fournit à son tour des informations essentielles sur les origines de la vie. 

, par exemple en : Une étude¹ à la fin de l'année dernière, des preuves de la présence d'eau liquide sur Mars ont été découvertes il y a 742 millions d'années. avec l'aide de une météorite.

Il y a onze millions d'années, un astéroïde a percuté Mars, projetant des fragments de la planète rouge dans l'espace. L'un d'eux s'est écrasé sur la Terre, nous fournissant une météorite dont l'origine est directement liée à Mars. 

Elle a été baptisée « Météorite Lafayette » et, après investigation, les chercheurs ont découvert que, sur Mars, elle interagissait avec l'eau. Récemment, une collaboration internationale de scientifiques a déterminé l'âge des minéraux contenus dans la météorite, qui s'est formée à l'état liquide. 

« Nous pouvons identifier les météorites en étudiant les minéraux qu'elles contiennent et les relations entre ces minéraux à l'intérieur de la météorite. »

– Marissa Tremblay, auteure principale et professeure adjointe au Département des sciences de la Terre, de l'atmosphère et des planètes (EAPS) de l'Université Purdue

Elle a également noté que les météorites ont tendance à être plus denses que les roches terrestres, qu'elles sont magnétiques et contiennent du métal. Cependant, trouver des météorites n'est pas si simple. 

Le chance de trouver L'un d'eux est en réalité très petit. C'est pourquoi les chercheurs ont utilisé l'IA et des drones pour faire cette découverte. 

En 2022, des chercheurs de l'Université Curtin en Australie ont récupéré une météorite, qui suivait une ellipse entre les orbites de Jupiter et de Vénus, dans l'arrière-pays australien reculé, à l'aide de l'apprentissage automatique et de deux drones.

Cette technologie permet aux chasseurs de météorites d'effectuer des tâches répétitives sans perdre leur attention. En fait, les machines apprennent à gérer les faux positifs grâce à la répétition. 

« Le Saint Graal de la chasse aux météorites est actuellement un drone capable de quadriller une zone géographique, d'observer le sol et de trouver des météorites grâce à l'IA. »

– Mike Hankey, Société américaine des météores

L'École des sciences de la Terre et des planètes de l'Université, ainsi que l'Observatoire de Paris, le Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) et d'autres institutions, ont collaboré pour résoudre l'énigme des astéroïdes riches en carbone, qui, bien que courants dans l'espace, représentent moins de 5 % des météorites qui atteignent la Terre.

Ce étude², qui a révélé un mystère de longue date dans la science spatiale, a été publié cette année. Pour cela, les scientifiques ont analysé près de 8,500 XNUMX événements météoritiques et météoritiques.

L'étude a révélé que le Soleil et l'atmosphère terrestre agissent comme des filtres géants qui détruisent les météorites carbonées avant qu'elles n'atteignent le sol. Ces météorites sont importantes car elles contiennent des acides aminés, des molécules organiques et de l'eau.

Si c'était déjà connu Bien que les matériaux riches en carbone ne survivent pas à l'entrée dans l'atmosphère, les recherches ont montré que de nombreux météoroïdes « n'atteignent même pas cette distance », se brisant lorsqu'ils passent près du Soleil. 

« Ceux qui survivent à la cuisson dans l’espace sont plus susceptibles pour également traverser l'atmosphère terrestre. »

– Co-auteur Dr Hadrien Devillepoix, Centre des sciences et technologies spatiales de Curtin et Institut de radioastronomie de Curtin (CIRA)

De plus, l'étude a révélé que les météoroïdes formés par les perturbations des marées sont particulièrement fragiles et ne survivent presque jamais à l'entrée dans l'atmosphère. Selon le Dr Patrick Shober, de l'Observatoire de Paris :

« Cette découverte pourrait influencer les futures missions d’astéroïdes, les évaluations des risques d’impact et même les théories sur la façon dont la Terre a obtenu son eau et ses composés organiques pour permettre à la vie de commencer. »

Pendant ce temps, un étude³ Plus tôt cette année, une équipe a utilisé l'IA pour découvrir que les « tremblements de terre martiens », l'une des principales forces qui façonnent la surface de la planète, sont causés par l'activité sismique des impacts de météorites.

L'équipe de chercheurs de l'Université de Berne et de l'Imperial College de Londres a utilisé l'IA pour identifier de nouveaux impacts dans des dizaines de milliers d'images orbitales recueillies entre décembre 2018 et 2022, puis les a croisées avec des données sismiques. Cela a permis aux chercheurs d'identifier 123 nouveaux cratères à comparer, et parmi eux, 49 correspondaient potentiellement à des séismes.

Les données récemment extraites ont révélé que sur Mars, les impacts de météorites se produisent environ deux fois plus souvent que ce qui avait été estimé auparavant.

Ce, a souligné le professeur Tom Pike, de l'équipe de l'Imperial College, « montre l'intérêt d'analyser en profondeur de multiples ensembles de données martiennes. Sans les données sismiques, nous n'aurions pas su où chercher un impact sur les images orbitales, et sans elles, nous n'aurions pas pu localiser la source de l'énergie sismique. »

L'IA a changé la donne pour les chercheurs en détectant un impact dans un seul pixel d'une caméra orbitale basse résolution qui est utilisé pour la surveillance météorologique quotidienne. « La puissance et la rapidité de l'IA nous permettent de trouver l'aiguille dans la botte de foin ! » a-t-il ajouté.

L'algorithme machine qui a joué un rôle clé ici a été développé au JPL, et peut passer au crible de vastes quantités de données, telles que des images. 

L'IA confirme l'hybride cristal-verre

Maintenant, l' dernière étude⁴ Des scientifiques de Columbia Engineering ont utilisé l'IA pour faire une nouvelle découverte remarquable. Ils ont confirmé les propriétés thermiques « hybrides » d'un minéral spatial, qui ne suit pas les lois classiques du flux thermique. La météorite agit à la fois comme un cristal et un verre. 

Ce est une avancée majeure car les propriétés de conduction thermique des cristaux et des verres sont complètement opposés. En réalité, les conductivités thermiques varient fortement dans les deux cas. La conductivité thermique des matériaux varie considérablement selon la structure atomique. Voici comment se comparent les matériaux cristallins, vitreux et hybrides :

Ces tendances jouent un rôle clé dans diverses technologies, notamment les systèmes de récupération de chaleur perdue, la miniaturisation et l’efficacité des appareils électroniques, ainsi que la durée de vie des boucliers thermiques pour les applications aérospatiales.

Optimiser les performances et La durabilité des matériaux utilisés dans ces applications nécessite une compréhension approfondie de la manière dont leur structure atomique et leur composition chimique déterminent la capacité du matériau à conduire la chaleur.

Michele Simoncelli, professeur adjoint de physique appliquée et de mathématiques appliquées à Columbia Engineering, a adopté l'approche du premier principe et l'a combinée à l'apprentissage automatique pour identifier le matériau unique doté de propriétés thermiques distinctives.

Les techniques d’apprentissage automatique ont permis à l’équipe de surmonter les défis informatiques des méthodes de premiers principes et de simuler les propriétés atomiques qui affectent le transport de chaleur avec une précision de niveau quantique. 

Le matériau est le premier du genre, ce qui a été découvert dans les météorites et identifié sur Mars. 

Comprendre la physique fondamentale à l’origine de ce comportement particulier peut faire progresser notre compréhension et nous aider à concevoir des matériaux capables de gérer la chaleur lors de différences de température extrêmes.

Or, la conduction thermique, c'est-à-dire le transfert de chaleur à travers la matière stationnaire par contact physique, dépend de la structure atomique du matériau. Ainsi, le fait qu'un matériau soit vitreux, avec une structure désordonnée et non cristalline, ou cristallin, avec un réseau atomique ordonné, influence la façon dont la chaleur circule au niveau quantique.

Fondamentalement, thermique la conduction augmente dans les verres avec l'augmentation de la température et diminue dans les cristaux lors du chauffage.

Afin de capturer cette tendance opposée de conductivité thermique dans les verres et les cristaux, Simoncelli, en collaboration avec Francesco Mauri de l'Université Sapienza de Rome et Nicola Marzari de l'École polytechnique fédérale de Suisse, a dérivé une équation unique en 2019.

Notamment, l’équation décrit le comportement intermédiaire des matériaux partiellement désordonnés. Ce comprend les matériaux utilisés dans les revêtements de barrière thermique pour les boucliers thermiques, les cellules solaires à pérovskite et les thermoélectriques pour récupérer la chaleur perdue.

Maintenant, en utilisant cette même équation, ils ont exploré la relation entre la structure atomique et la conductivité thermique dans les matériaux fabriqués à partir de dioxyde de silicium (SiO2).

Également connu sous le nom de silice, le dioxyde de silicium est un composé chimique naturel composé de silicium et d'oxygène, deux des éléments les plus abondants sur Terre. C'est l'un des principaux composants du sable. 

Les chercheurs ont prédit que la forme « tridymite » du dioxyde de silicium montrerait les signes d’un matériau en verre cristallin avec une conductivité thermique qui ne change pas avec la température. 

La tridymite est une forme cristalline de dioxyde de silicium à haute température qui se trouve principalement dans les roches volcaniques et est formé dans des conditions de haute température et de basse pression. Il se trouve également dans les météorites.

Le comportement inhabituel de transport thermique de la tridymite a incité une équipe d'expérimentateurs dirigée par Daniele Fournier, Massimiliano Marangolo et Etienne Balan de l'Université de la Sorbonne à Paris à effectuer des essais sur un échantillon de tridymite de silice obtenu à partir d'une météorite qui a atterri en Allemagne il y a trois cents ans.

Les expériences ont prouvé les prédictions faites par les chercheurs à l’aide de mesures.

La tridymite météorique a été confirmé Il possède une structure atomique intermédiaire entre le cristal ordonné et le verre désordonné. De plus, ils ont constaté que sa conductivité thermique restait constante entre 80 K et 380 K, la plage de températures accessible expérimentalement.

Après une analyse plus approfondie, l’équipe a prédit que le matériau pourrait se former à partir du vieillissement thermique des briques réfractaires, qui servent de barrière thermique dans les fours de production d’acier.

Polyvalent, durable et multifonctionnel, l'acier est l'un des matériaux les plus essentiels de la société moderne, soutenant diverses industries et infrastructures. Cependant, sa production est un processus à forte intensité de carbone : 1 kg d'acier émet environ 1.3 kg de CO2. 

Avec près d'un milliard de tonnes d'acier produites chaque année, elle est responsable de nombreuses émissions de CO1, à tel point qu'elle représente environ 7 % des émissions de carbone aux États-Unis.

Comme l’a souligné l’étude, l’efficacité et l’impact environnemental de ces procédés dépendent en grande partie de la manière dont la chaleur est gérée dans les fours, notamment grâce à la conductivité thermique des matériaux réfractaires qui peuvent résister à des températures extrêmes.

Ainsi, les matériaux dérivés de la tridymite pourraient permettre un contrôle plus efficace de la chaleur intense générée par la production d'acier. Grâce aux résultats de l'étude, la conductivité des réfractaires pourrait être augmentée, réduisant ainsi la durée de combustion des fours et, par conséquent, l'empreinte carbone de l'industrie sidérurgique.

En plus de tout cela, le groupe de Simoncelli à Columbia explore l'utilisation des mêmes mécanismes qui déterminent le flux de chaleur dans les matériaux hybrides cristal-verre pour comprendre le comportement d'autres excitations dans les solides comme les magnons porteurs de spin et les électrons porteurs de charge.

Ces concepts contribuent aux technologies émergentes et économes en énergie, notamment les dispositifs spintroniques, les appareils portables et l’informatique neuromorphique.

Pour cela, l'équipe de recherche travaille à la formulation de théories de premiers principes pour prédire les observables expérimentaux, au développement de techniques de simulation d'IA pour des prédictions quantitativement précises des propriétés des matériaux et à leur application pour découvrir et concevoir des matériaux pour relever les défis techniques et industriels.

Investir dans la recherche spatiale sur l'IA

Lorsqu'il s'agit d'exploration spatiale, Lockheed Martin Corporation (LMT ) L'entreprise se distingue par son statut de sous-traitant majeur de la NASA et du ministère de la Défense. Elle conçoit des systèmes satellitaires et des sondes planétaires basés sur l'IA pour soutenir des missions comme l'exploration de Mars.

L'entreprise mondiale du secteur de l'aérospatiale et de la défense affiche une capitalisation boursière de 101.23 milliards de dollars. Son action s'échange actuellement à 433.60 dollars, en baisse de 11 % depuis le début de l'année. Son BPA (sur les douze derniers mois) s'établit à 23.15 et son PER (sur les douze derniers mois) à 18.73. Lockheed verse un dividende de 3.04 %.

Lockheed Martin Corporation (LMT )

Cette semaine, l'entreprise a annoncé son nouveau satellite d'alerte antimissile, plus performant et plus résistant. Lors des essais, le satellite OPIR GEO de nouvelle génération a démontré sa capacité à fonctionner et à résister à des températures extrêmes et à de fortes vibrations.

Au deuxième trimestre 2, le chiffre d'affaires a atteint 2025 milliards de dollars, contre 18.2 milliards de dollars au même trimestre de l'année précédente. Son bénéfice net trimestriel s'est élevé à 18.1 millions de dollars, soit 342 dollar par action. La société a également déclaré des pertes de programmes de 1.46 milliard de dollars et des charges diverses de 1.6 millions de dollars. Ce, According To Reuters, était dû à des « difficultés avec un programme classifié dans son activité aéronautique et des programmes internationaux d'hélicoptères dans son unité Sikorsky ».

Au cours de cette période, la trésorerie d'exploitation s'est élevée à 201 millions de dollars, en forte baisse par rapport aux 1.9 milliard de dollars du deuxième trimestre 2. Parallèlement, le flux de trésorerie disponible s'est établi à (24) millions de dollars, contre 150 milliard de dollars au même trimestre de l'année précédente. Lockheed a également reversé 1.5 milliard de dollars à ses actionnaires sous forme de dividendes et de rachats d'actions. 

Son PDG, Jim Taiclet, a souligné que les clients américains et alliés « nous demandent d'améliorer et d'accélérer de nombreux programmes clés », notamment la commande de satellites GPS IIIF supplémentaires par l'US Space Force. Il a ajouté :

Parallèlement, notre processus d'examen des programmes en cours a identifié de nouveaux développements qui nous ont amenés à réévaluer la situation financière d'un ensemble de programmes majeurs existants. Par conséquent, nous enregistrons plusieurs charges ce trimestre pour faire face à ces risques nouvellement identifiés.

Dernières nouvelles de Lockheed Martin Corporation (LMT) Actualités et développements boursiers

Conclusion

La magie de l'IA transcende les frontières de la Terre et atteint les profondeurs de l'espace, nous aidant à découvrir des schémas cachés dans les roches spatiales, des tremblements de terre martiens aux comportements thermiques exotiques. Grâce à ces découvertes, l'IA accélère des découvertes qui transformeront notre compréhension de l'univers. ainsi que l'avenir des matériaux.

Cliquez ici pour tout savoir sur l’investissement dans l’intelligence artificielle.

Références:

1. Tremblay, MM, Mark, DF, Barfod, DN, Cohen, BE, Ickert, RB, Lee, MR, Tomkinson, T., & Smith, CL Datation de l'activité aqueuse récente sur Mars. Lettres de perspectives géochimiques, 32, publié le 6 novembre 2024. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2443
2. Shober, PM, Devillepoix, HAR, Vaubaillon, J., et al. L'histoire du périhélie et la survie atmosphérique comme principaux moteurs de l'enregistrement des météorites de la Terre. Nature Astronomie, 9, 799–812 (juin 2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02526-6
3. Charalambous, C., Pike, WT, Fernando, B., Wójcicka, N., Kim, D., Froment, M., Lognonné, P., Woodley, S., Ojha, L., Bickel, VT, McNeil, J., Collins, GS, Daubar, IJ, Horleston, A., & Banerdt, B. Nouveaux impacts sur Mars : décryptage des chemins de propagation sismique grâce à la détection d'impact de Cerberus Fossae. Geophysical Research Letters, publié pour la première fois le 3 février 2025. https://doi.org/10.1029/2024GL110159
4. Simoncelli, M., Fournier, D., Marangolo, M., Balan, E., Béneut, K., Baptiste, B., Doisneau, B., Marzari, N. et Mauri, F. Conduction thermique cristal-verre invariante en température : des météorites aux réfractaires. Actes de l'Académie nationale des sciences, 122(28), e2422763122 (11 juillet 2025). https://doi.org/10.1073/pnas.2422763122