Развитие предвидения в науках о Земле: Работа Линдси Джейкобсон

Спутники NASA, изучающие Землю, непрерывно собирают данные о таких ключевых показателях, как аэрозоли, уровень моря, землепользование и облачность, на протяжении десятилетий. Поддержание этих ценных данных для ученых и оперативных служб требует не только инженерных навыков, но и планирования на случай непредвиденных обстоятельств. Это означает предвидение того, как задержки миссий или события на орбите могут привести к пробелам в данных.

Линдси Джейкобсон, стажер программы NASA Pathways, помогает NASA предвидеть подобные сбои и предоставляет руководству варианты их устранения. Джейкобсон работает в команде NASA Earth Science Strategic Integration Environment (NESSIE) в Центре системного анализа и концепций (SACD) Исследовательского центра NASA Лэнгли. Программа Pathways предоставляет студентам возможность проходить стажировки в NASA с перспективой получения постоянной должности. С 2022 года Джейкобсон каждое лето возвращается в NASA Лэнгли, совмещая работу с написанием диссертации по машиностроению в Университете штата Северная Каролина.

«Подход к изучению Земли меняется».

Проблемное поле

Джейкобсон и команда NESSIE поддерживают портфель спутниковых миссий по изучению Земли – десятки миссий, каждая из которых измеряет определенные параметры планеты, от облаков до температуры поверхности моря и землепользования. Цель – обеспечить конечных пользователей необходимыми им данными. Основная сложность заключается в неопределенности.

«Существует неопределенность в отношении сроков службы миссий, того, что может произойти на орбите, и графиков», — объясняет Джейкобсон. Работа команды предоставляет руководству NASA способ справиться с этой неопределенностью: понять, где может возникнуть пробел в данных, и определить варианты для его смягчения или компенсации. Предоставляя альтернативные пути для удовлетворения потребностей конечных пользователей, эта работа помогает руководству управлять сложным и взаимозависимым портфелем.

Написание кода

В рамках этой деятельности Джейкобсон сосредоточена на разработке аналитических инструментов, которые, по ее словам, придают команде «способность к предвидению».

«Это возможность предвидеть различные события, которые могут произойти – изменения, которые могут произойти во всем портфеле миссий по наблюдению за Землей – и иметь стратегии реагирования, чтобы мы могли продолжать поставлять данные конечным пользователям», — говорит она.

Не каждое изменение является плохой новостью. Миссии иногда работают значительно дольше запланированного срока службы, что позволяет продлить их ценность. Но независимо от того, является ли корректировка желательной или нет, принцип остается прежним: знать варианты до того, как что-либо произойдет.

Джейкобсон сравнивает это с подготовкой к сезону ураганов. «Вы устанавливаете ставни от ураганов, покупаете мешки с песком и размещаете их заранее», — говорит она. «Тогда, когда поступает предупреждение, вы не суетитесь и не рискуете, что товар закончится в магазине. У вас уже есть все необходимое». Работа NESSIE следует той же логике для портфеля наблюдения за Землей, заранее понимая, что может означать сбой, и имея набор готовых решений до того, как что-либо произойдет.

«Мы проактивно предлагаем стратегии и альтернативы, которые могут быть реализованы в случае изменений», — говорит Джейкобсон. «Мы делаем это заранее, чтобы люди понимали, какие варианты могут существовать».

Ее подход перекликается с ее аспирантскими исследованиями, которые рассматривают, как должны целенаправленно развиваться сложные системы — инфраструктура, которую нельзя просто снести и перестроить, как электросеть. «Мы спроектировали сеть, и теперь мы живем с этой сетью вечно», — говорит она. «Мы не можем ее снести и построить новую. Мы можем модифицировать, расширять и улучшать то, что у нас есть». Это тот же инстинкт работы с существующим, а не с нуля, который формирует ее подход к работе в NASA.

Быть в курсе

Инженеры, впервые приходящие в NASA, могут ожидать, что самая сложная часть работы будет технической. Джейкобсон обнаружила другое: именно среда требует наибольшей адаптивности.

«Подход к изучению Земли меняется», — говорит она. Коммерческие компании все чаще предоставляют данные наряду с государственными учреждениями. На поле появляются новые космические агентства. Постоянно появляются инновационные технологии и архитектуры. Следить за этим сдвигом — понимать, как развиваются собственные возможности NASA и как лучше всего обслуживать сообщества, зависящие от данных, — является такой же частью работы, как и любой расчет.

Часть этой адаптивности проявляется и в более мелких деталях, например, в растущей роли инструментов искусственного интеллекта в рабочем процессе ее команды. «Лэнгли совершил много первых шагов», — говорит Джейкобсон, повторяя слова, которые она недавно услышала от Трины Дайл, директора NASA Лэнгли, на мероприятии для стажеров. «И мы хотим оставаться первыми. Это означает изучение нового и поиск способов внедрения этого в нашу работу».

Из научно-фантастической полки Джейкобсон

«Сирены Титана» Курта Воннегута

Джейкобсон получила этот роман в старшей школе, он годами стоял на полке, и она наконец взяла его в руки во время пандемии.

«Это было очень особенное произведение. Оно затрагивает смысл жизни, и это связано с некоторыми причинами, по которым меня изначально мотивировал космос. Идея о том, что освоение космоса может объединить человечество. Эта космическая перспектива».