Prevendo a atividade solar através de redes neurais nebulosas

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Martin, V. A. F.; Poppe, P. C. R.

2003-08-01

Atualmente, a integração de redes neurais com técnicas da Matemática Nebulosa (Fuzzy Sets), tem sido usada robustamente para fazer previsões em vários sistemas físicos. Este trabalho representa uma continuidade da contribuição apresentada anteriormente durante a XXVIIa Reunião Anual da SAB, onde exploramos a aplicação de redes neurais para previsões futuras de séries temporais. Para este, enfatizamos o uso da técnica ANFIS (Adaptative Neuro-Fuzzy Inference System), que consiste em uma rede do tipo back-propagation, onde os dados são processados em uma camada intermediária, tendo numa camada de saída, os dados numéricos. Para que a previsão seja feita com sucesso utilizando-se técnicas matemáticas adequadas, é fundamental a existência de uma série razoavelmente longa de modo que a dinâmica contida nesta possa ser melhor extraída pela rede neural. Nesse sentido, foram utilizados novamente os dados históricos das manchas do Sol (1818-2002) afim de verificar o comportamento futuro da atividade solar (Ciclos de Schawbe) a partir da técnica descrita acima. Previsões realizadas para o ciclo anterior (n.22, máximo de 158,5 em julho de 1989), bem como para o atual (n.23, máximo de 153 em setembro de 2000), apontam valores bastante coerentes com os publicados na literatura, levando em consideração, respectivamente, as barras de erros associadas: 166+/-18 e 160+/-14. Para o próximo ciclo de Schawbe (2006-2017), nossa previsão aponta o valor de 172+/-23 como máximo para o primeiro semestre de 2011 (Abril +/- 3 meses). A ANFIS acompanha de maneira satisfatória o movimento das séries estudadas durante o treinamento e durante a verificação (menor dispersão das funções de pertinência), com erro absoluto inferior a 20 por cento.

Estimativa de imagens solares soho através de redes neurais artificiais

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Andrade, M. C.; Fernandes, F. C. R.; Cecatto, J. R.; Rios Neto, A.; Rosa, R. R.; Sawant, H. S.

2003-08-01

A Rede Neural Artificial (RNA), no âmbito da teoria computacional, constitui uma teoria emergente que, por possuir habilidade em aprender a partir de dados de entrada, encontra diferentes aplicações em diferentes áreas. Um exemplo é a utilização de RNA na caracterização de padrões associados à dinâmica de processos espaço-temporais relacionados a fenômenos físicos não-lineares. Para obter informações sobre o comportamento destes fenômenos físicos utiliza-se, em diversos casos, seqüências de imagens digitalizadas, onde a caracterização de alguns fenômenos espaço-temporais é o procedimento mais viável para descrever a dinâmica das regiões ativas do Sol. Com base em imagens observadas por telescópios a bordo de satélites, estudos de previsão de eventos solares podem ser programados, permitindo prever possíveis efeitos posteriores nas regiões mais próximas da Terra (tempestades geomagnéticas e irregularidades ionosféricas). Neste trabalho avaliamos o desempenho da RNA para estimar padrões espaço-temporais, ou seja, imagens solares em ultravioleta, obtidas através do telescópio a bordo do satélite SOHO. Os resultados mostraram que as RNA conseguem generalizar os padrões de maneira satisfatória sem perder de forma significativa os principais aspectos da configuração global da atmosfera solar, comprovando a eficácia da RNA como ferramenta para esse tipo de aplicação. Portanto, este trabalho comprova a viabilidade de uso desta ferramenta em projetos voltados ao estudo do comportamento solar, em trabalhos do grupo de Física do Meio Interplanetário (FMI) na DAS e em programas desenvolvidos pelo Núcleo de Simulação e Análise de Sistemas Complexos (NUSASC) do Laboratório Associado de Computação e Matemática Aplicada (LAC) do INPE.

Comparação de modelos para o cálculo de perturbações orbitais devidas à maré terrestre

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Vieira Pinto, J.; Vilhena de Moraes, R.

2003-08-01

Aplicações recentes de satélites artificiais com finalidades geodinâmicas requerem órbitas determinadas com bastante precisão. Em particular marés terrestres influenciam o potencial terrestre causando perturbações adicionais no movimento de satélites artificiais, as quais tem sido medidas por diversos processos. A atração exercida pela lua e pelo sol sobre a terra produz deslocamentos elásticos em seu interior e uma protuberância em sua superfície. O resultado é uma pequena variação na distribuição da massa na terra, consequentemente no geopotencial. As perturbações nos elementos orbitais de satélites artificiais terrestres devidas a maré terrestre podem ser estudadas a partir das equações de Lagrange, considerando-se um conveniente potencial. Por outro lado, como tem sido feito pelo IERS, as mudanças induzidas pela maré terrestre no geopotencial podem ser convenientemente modeladas como variações nos coeficientes Cnm e Snm do geopotencial. As duas teorias ainda não foram comparados para um mesmo satélite. Neste trabalho são apresentadas e comparadas as variações de longo período e seculares nas perturbações orbitais devidas à maré terrestre, calculadas por um modelo simples, o de Kozai, e pelo modelo do IERS. Resultados preliminares mostram, para os satélites SCD2 e CBERS1, e para a Lua em movimento elíptico e precessionando, as perturbações seculares no argumento do perigeu e na longitude do nodo ascendente.

Controle orbital de satélites artificiais com propulsão e uso de gravidade lunar

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Torres, K. S.; de Almeida Prado, A. F. B.

2003-08-01

A redução do custo de combustível de uma manobra é atualmente a grande prioridade de todos os programas espaciais existentes no mundo. As manobras assistidas pela gravidade são uma ótima forma de se contornar o problema pois proporcionam economias com vasto impacto no custo final da missão. Neste trabalho é feito um estudo particular do controle orbital de um satélite artificial da Terra usando a gravidade da Lua. O objetivo é estudar uma técnica econômica para uma mudança de plano de um satélite que está em órbita em volta da Terra. A idéia principal desta abordagem é enviar primeiramente o veículo espacial em direção à Lua usando uma manobra mono-impulsiva para que assim o campo gravitacional da Lua possa fazer a mudança de plano desejada (sem custo de combustível) e só então retornar o veículo aos valores iniciais de semi-eixo e excentricidade usando uma manobra bi-impulsiva tipo Hohmann. Para tanto, é assumido que a espaçonave inicia em uma órbita circular coplanar à órbita da lua em torno da Terra e a meta é colocá-la em uma órbita similar que difere da órbita inicial somente pela inclinação. São usadas equações analíticas baseadas na abordagem Patched Conics para se calcular a variação na velocidade, momento angular, energia e inclinação do veículo espacial que realiza esta manobra. Várias simulações são feitas para se avaliar as economias de combustível envolvidas.

Efeitos do binarismo não resolvido na determinação da função de massa de aglomerados

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Kerber, L. O.; Santiago, B. X.

2003-08-01

Através de simulações numéricas buscamos quantificar os efeitos que o binarismo não resolvido causa na determinação da função de massa (MF) de aglomerados estelares. Geramos diagramas cor-magnitude (CMDs) artificiais simulando uma população única, caracterizada por estrelas de mesma idade e composição quí mica, com uma fração de binárias não resolvidas e distribuição em massa das estrelas dada por uma MF do tipo lei de potência. A presença de pares de estrelas não resolvidos faz com que a MF obtida da função de luminosidade (LF) tenha a têndencia de ser mais plana do que a MF que gerou o CMD artificial. Propomos um tratamento de correção para tal efeito. Outro efeito relacionado diz respeito ao alargamento do CMD, que apresenta-se como um indicador do número total de estrelas no domí nio de baixas massas (m < 0.6M¤). Todos os resultados acima possuem uma forte dependência com os erros fotométricos e estão baseados na hipótese de que ambas estrelas do par não resolvido são sorteadas de uma mesma MF de forma independente. O objetivo final é aplicarmos o tratamento aqui desenvolvido para implementarmos a análise da nossa amostra de aglomerados ricos da Grande Nuvem de Magalhães.

Estudo de propriedades estruturais e opticas de multicamadas epitaxiais emissoras de luz baseadas em InGaN/GaN

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Pereira, Sergio Manuel de Sousa

Esta tese apresenta os resultados de uma investigacao experimental em filmes epitaxiais emissores de luz baseados em InxGa1-xN. O InxGa1-xN e uma liga semicondutora ternaria do grupo III-N muito utilizada como camada activa numa gama de dispositivos optoelectronicos em desenvolvimento, incluindo diodos emissores de luz (LEDs) e diodos laser (LDs), para operacao na regiao do visivel e ultravioleta do espectro electromagnetico. Neste estudo, caracterizam-se as propriedade opticas e estruturais de camadas simples e pocos quânticos multiplos (Multiple Quantum Wells, MQWs) de InxGa1-xN/GaN, com enfase nas suas propriedades fisicas fundamentais. O objectivo central do trabalho prende-se com a compreensao mais profunda dos processos fisicos que estao por tras das suas propriedades opticas, preenchendo o fosso existente entre aplicacoes tecnologicas e o conhecimento cientifico. Nomeadamente, a tese aborda os problemas da medicao da fraccao de InN (x) em multicamadas ultrafinas sujeitas a tensoes, a influencia da composicao e das tensoes microscopicas nas propriedades opticas e estruturais. A questao relativa a segregacao de fases em multicamadas de InxGa1-xN/GaN e tambem discutida a luz dos resultados obtidos. A metodologia seguida assenta na integracao de resultados obtidos por tecnicas complementares atraves de uma analise sistematica e multidisciplinar. Esta abordagem passa pela combinacao de: 1) Crescimento de amostras por deposicao epitaxial em fase de vapor organometalico (MOVPE) com caracteristicas especificas de forma a tentar isolar parâmetros estruturais, tais como espessura e composicao; 2) Caracterizacao nanoestrutural por microscopia de forca atomica (AFM), microscopica electronica de varrimento (SEM), difraccao de raios-X e retro-dispersao de Rutherford (RBS); 3) Caracterizacao optica a escalas complementares por: espectroscopia de absorcao optica (OA), fotoluminescencia (PL), catodoluminescencia (CL) e microscopia confocal (CM) com analise espectral. Com

Piezoresponse force microscopy of ferroelectric relaxors =

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Kiselev, Dmitry

Nesta tese, ferroelectricos relaxor (I dont know uf the order is correct) de base Pb das familias (Pb,La)(Zr,Ti)O3 (PLZT), Pb(Mg1/3,Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), Pb(Zn1/3,Nb2/3)O3-PbTiO3 (PZN-PT) foram investigados e analisados. As propriedades ferroelectricas e dielectricas das amostras foram estudadas por metodos convencionais de macro e localmente por microscopia de forca piezoelectrica (PFM). Nos cerâmicos PLZT 9.75/65/35 o contraste da PFM a escala nanometrica foi investigado em funcao do tamanho e orientacao dos graos. Apurou-se que a intensidade do sinal piezoelectrico das nanoestruturas diminui com o aumento da temperatura e desaparece a 490 K (La mol. 8%) e 420 K (9,5%). Os ciclos de histerese locais foram obtidos em funcao da temperatura. A evolucao dos parâmetros macroscopicos e locais com a temperatura de superficie sugere um forte efeito de superficie nas transicoes de fase ferroelectricas do material investigado. A rugosidade da parede de dominio e determinada por PFM para a estrutura de dominio natural existente neste ferroelectrico policristalino. Alem disso, os dominios ferroelectricos artificiais foram criados pela aplicacao de pulsos electricos a ponta do condutor PFM e o tamanho de dominio in-plane foi medido em funcao da duracao do pulso. Todas estas experiencias levaram a conclusao de que a parede de dominio em relaxors do tipo PZT e quase uma interface unidimensional. O mecanismo de contraste na superficie de relaxors do tipo PLZT e medido por PFMAs estruturas de dominio versus evolucao da profundidade foram estudadas em cristais PZN-4,5%PT, com diferentes orientacoes atraves da PFM. Padroes de dominio irregulares com tamanhos tipicos de 20-100 nm foram observados nas superficies com orientacao das amostras unpoled?. Pelo contrario, os cortes de cristal exibem dominios regulares de tamanho micron normal, com os limites do dominio orientados ao longo dos planos cristalograficos permitidos. A existencia de nanodominios em cristais com orientacao