Le projet FIRSTS (Forecasting Ionosphere and Radiation belts Short Time Scale disturbances with extended horizon) est un Projet de Recherche Fédérateur ONERA dédié à la météorologie de l’espace, plus précisément, à la restitution et à la prévision de la dynamique des ceintures de radiations et de l’ionosphère sous influence de l’activité solaire. Il a été lancé en janvier 2023 pour une durée de 4 ans, et implique quatre départements scientifiques de l’ONERA (DPHY, DEMR, DTIS, DAAA). Il est coordonné par Sébastien Bourdarie (ONERA DPHY/ERS).
Objectifs
Le PRF FIRSTS est un projet vaste comportant de nombreux volets relatifs à l’amélioration de la restitution et la prévision des conditions de propagation des ondes électromagnétiques dans l’ionosphère ainsi que les conditions de l’environnement spatial radiatif, notamment pour répondre aux besoins opérationnels de planification en amont (établissement des plans de fréquences, opérations de maintenance de satellites, optimisation de contrôle d’orbite, préparation de mission pour la navigation, etc.).
Le but étant de prédire l’évolution de l’environnement spatial terrestre avec plusieurs jours d’avance, il est prévu que l’utilisation de techniques d’IA, couplée à une forte expertise sur la physique des interactions Soleil-Terre présente à l’ONERA, permette d’améliorer la qualité actuelle des prévisions et d’en étendre l’horizon effectif.
Outre les aspects IA, le projet prévoit également l’exploitation de mesures locales (diagnostics de communication, données de récepteurs GNSS, mesures in-situ de particules énergétiques) ainsi que sur des outils d’assimilation de données pour étendre le domaine de validité des mesures locales.
Organisation
Le projet est organisé autour de 4 « Work Packages » scientifiques, dont un dédié aux activités IA :
Création et complétion d’une grande base de données « environnement spatial » (mesures ionosphériques, des mesures de flux de particules dans les ceintures de radiations et de l’imagerie solaire) interne à l’ONERA.
Mise en place d’outils IA dédiés aux problèmes « météo de l’espace » : formalisation de codes sous formes de packages pythons dédiés à la prévision de séries temporelles.
Développement d’un modèle de réduction de dimension d’imagerie solaire : étude des méthodes de réduction permettant de synthétiser l’activité solaire sous la forme d’un vecteur de dimension réduite à partir d’images solaires de haute dimension.
Développement d’un modèle de prévision de l’activité ionosphérique à partir de l’activité solaire.
Développement d’un modèle de prévision des ceintures de radiations à partir de l’activité solaire.
Contact
Sébastien Bourdarie (DPHY)