Praha 2. října 2026
Náš kolega, kosmický fyzik Benjamin Grison, dokončil zásadní aktualizaci a rozšíření unikátního datového souboru GRMB (Geospace Region and Magnetospheric Boundary). Tento dataset detailně mapuje průchody čtyř družic mise Cluster různými oblastmi zemské magnetosféry a jejími hranicemi ve více než dvacetiletém období (2001 až 2023). Na výzkumu pracoval kromě kolegů z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR ve spolupráci s Evropskou vesmírnou agenturou (ESA) a dalšími zahraničními partnery. „Datový soubor představuje skvělý nástroj pro každého vědce, který se zabývá rozsáhlými statistickými studiemi,“ říká Benjamin Grison. Zpřesněná metodika dále poslouží pro trénování modelů umělé inteligence a plánování budoucích vesmírných misí.
Mise Cluster, vyvinutá Evropskou vesmírnou agenturou (ESA), zkoumala vliv slunečního větru na magnetické pole Země více než dvě desetiletí. „Zpracování tak obrovského množství dat však vyžadovalo vytvořit jednotná pravidla – tedy jakousi ‚legendu‘, podle které lze spolehlivě poznat, kterým typem vesmírného prostředí družice právě prolétá,“ vysvětluje Benjamin Grison.
Nová pravidla opravila staré nepřesnosti
družice Cluster (Artist’s view, Credit: ESA)
Aktualizovaná metodika GRMB vyřešila dosavadní nejasnosti při rozlišování přechodových oblastí magnetosféry. Zpřesnila identifikaci např. magnetického chvostu (laloků magnetosféry) nebo plazmové vrstvy, zavedla však také jasná pravidla pro označování typických („simple“) a složitějších či smíšených („complex“) struktur plazmatu.
Když vědci znovu prošli data z prvních dvou let měření (2001–2002), zjistili, že družice strávily v tzv. magnetických lalocích o 70 dní více času, než udávaly původní výpočty. Současně vědci rozšířili dataset o kompletní rok 2023. „I přes zhoršené podmínky pozorování (např. pokles kvality některých datových sad) prokázala nová metodika mimořádnou robustnost – podíl nezařaditelných či nejistých dat zůstal pod hranicí jednotek procent,“ říká Benjamin Grison.
První 3D statistická mapa magnetosféry
Na základě zpřesněných dat z družic Cluster vytvořil mezinárodní tým pod vedením Ústavu fyziky atmosféry AV ČR ve spolupráci s odborníky z Belgického královského institutu pro kosmickou aeronomii trojrozměrnou statistickou mapu výskytu jednotlivých plazmových oblastí. Mapování potvrdilo známou strukturu magnetosféry, ale přineslo také detailní poznatky o jejím chování. Z dat vyplývá, že plazmová vrstva v chvostu magnetosféry není rovnoměrně tlustý pás, ale na bocích dosahuje výrazně větší tloušťky než ve svém středu. „Vzniklá mapa neukazuje jen teoretický model z učebnic, ale reálný, dlouhodobě průměrný tvar zemského magnetického chvostu zachycený přesně tak, jak se v přírodě chová – včetně všech jeho přirozených výkyvů a pohybů,“ popisuje Benjamin Grison.
Trénování modelů AI a plánování budoucích misí
Dataset GRMB je podle vědců také ideálním studijním materiálem pro trénování modelů strojového učení.
„Automatické rozpoznávání vesmírných oblastí je složité kvůli šumu v měření, chybějícím datům nebo výpadkům přístrojů. Náš dataset dává počítačům fyzikálně správný a ověřený základ – zavádí totiž minimální délku jedné oblasti na 20 minut, čímž jsou odfiltrovány krátkodobé výkyvy. Tento postup je navíc snadno přenositelný i na další mise jako MMS, THEMIS nebo i pro budoucí projekty,“ říká Benjamin Grison.
Provoz mise oficiálně skončil v září 2024 a poslední dvě družice kontrolovaně zanikly v zemské atmosféře na přelomu srpna a září roku 2026.
Kompletní datová sada GRMB pro družice Cluster 1–4 z let 2001–2023 je plně přístupná vědecké komunitě v archivu ESA (Cluster Science Archive). Zpracování posledního roku 2024 bude dokončeno v listopadu 2026.
Článek popisující aktualizovaný dataset GRMB byl publikován v časopise Journal of Geophysical Research: Space Physics / AGU: https://doi.org/10.1029/2026JA035382
posledni pohled na druzice (reentry in the atmosphere of the Cluster-4 Tango spacecrat 1/9/2026, credit: ESA/ROSIE/University of Stuttgart (HEFDiG)