Искусственный интеллект восстановил чёткость зрения телескопа Джеймса Уэбба

Сравнение снимков JWST: верхний ряд — исходные данные галактики NGC 1068, спутника Юпитера Ио и звезды Вольфа-Райе 137. Нижний ряд показывает улучшенные изображения после обработки алгоритмом, разработанным Луи Десдуа и Максом Чарльзом. Credit: Max Charles/University of Sydney

Два аспиранта из Сиднейского университета разработали программное решение, которое устранило размытость изображений космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) стоимостью в миллиарды долларов. Их инновация восстановила полную точность одного из ключевых инструментов обсерватории без необходимости дорогостоящей миссии по ремонту астронавтами.

Проблема заключалась в австралийском компоненте телескопа — интерферометре с апертурной маской (AMI), созданном профессором Питером Тьютиллом. После начала научных операций исследователи обнаружили, что производительность AMI снижалась из-за слабых электронных искажений в инфракрасном детекторе камеры, вызывавших лёгкое размытие изображений.

Аспиранты Луи Десдуа и Макс Чарльз разработали систему AMIGO, которая использует передовое моделирование и нейросети для репликации работы оптики и электроники телескопа в космосе. Алгоритмы выявили и цифровым способом исправили проблему «эффекта ярче-толще», когда электрический заряд слегка распространяется на соседние пиксели.

«Вместо того чтобы отправлять астронавтов для установки новых деталей, они смогли всё исправить с помощью кода», — сказал профессор Тьютилл.

Результаты впечатляют: с AMIGO телескоп получил самые чёткие изображения на сегодняшний день, включая прямые снимки тусклой экзопланеты и коричневого карлика у звезды HD 206893 в 133 световых годах от Земли. Другое исследование продемонстрировало улучшенные изображения струи чёрной дыры, поверхности Ио и звёздных ветров WR 137.

Обе научные работы опубликованы на сервере препринтов arXiv. Исследовательская группа стремится как можно скорее предоставить новый код учёным, работающим с JWST.

Интересный факт: в знак своего достижения Луи Десдуа и Макс Чарльз сделали татуировки с изображением инструмента, который они «починили» программным способом.