Interferencias en la señal del smartphone, errores de GPS, apagones a gran escala. Todo ello puede desencadenarse con un solo "estornudo" del Sol. Predecir las erupciones solares tiene un límite conocido: se sabe "cuándo" pueden ocurrir, pero no "qué tan peligrosas" serán. La IA explicable "Kozuchi XAI" de Fujitsu aborda esa barrera y ofrece una tecnología de predicción que muestra "por qué" es peligrosa, con fundamento científico.

La amenaza de las erupciones solares para la sociedad moderna

Una erupción solar es una explosión de gran escala en la superficie del Sol. Cuando las partículas de alta energía y el gas de la corona que libera alcanzan la Tierra, pueden afectar gravemente a nuestra vida cotidiana. Entre los efectos concretos están los siguientes.

  • Pérdida de precisión del GPS: aparecen errores en los sistemas de navegación de vehículos y de aeronaves.
  • Fallos de comunicación: los satélites y la radio de onda corta pierden temporalmente su función.
  • Daños a la infraestructura eléctrica: corrientes excesivas circulan por la red de transmisión y dañan los transformadores.
  • Riesgo para la salud de los astronautas: la exposición directa puede alcanzar dosis letales.

En febrero de 2022, la empresa SpaceX perdió 40 de los 49 satélites Starlink a causa de una erupción solar. En 1989, seis millones de personas en Quebec (Canadá) sufrieron un apagón de nueve horas.

Actualmente el Sol atraviesa el "máximo" de su ciclo de actividad de unos 11 años; la NASA anunció oficialmente su entrada en esta fase en octubre de 2024. Los expertos prevén que este periodo activo se prolongue uno o dos años más, lo que eleva el riesgo de grandes erupciones.

Los límites de la predicción con IA convencional y la llegada de la "IA explicable"

La IA ya se aplica a la predicción de erupciones solares, pero con un gran obstáculo: el "problema de la caja negra".

La IA convencional basada en aprendizaje profundo deduce predicciones a partir de enormes volúmenes de datos, pero no puede mostrar "por qué" llegó a esa predicción. En decisiones de las que dependen la vida de los astronautas o la protección de infraestructuras críticas, una predicción sin fundamento resultaba difícil de llevar a la práctica.

Kanya Kusano, profesor emérito de la Universidad de Nagoya (profesor especialmente designado del Instituto de Investigación del Entorno Espacio-Tierra), señala el problema: "Hasta ahora se predecía cuándo ocurriría una erupción solar a partir de la experiencia y el conocimiento humanos. Así no se logra predecir bien los fenómenos repentinos".

Además, las erupciones solares tienen una particularidad: la correlación entre su magnitud y su peligrosidad es débil. Una erupción de gran escala no siempre libera grandes cantidades de partículas de alta energía y, a la inversa, una de escala media puede provocar un episodio de radiación grave. Esta complejidad dificulta aún más la predicción.

El enfoque innovador de "Kozuchi XAI" de Fujitsu

La "Fujitsu Kozuchi XAI" desarrollada por Fujitsu es una IA explicable que imita el proceso del descubrimiento científico. Su núcleo, el "Wide Learning", reproduce con IA el modo de pensar de los científicos, que formulan y verifican hipótesis una y otra vez.

Características técnicas

1. Eficaz incluso con pocos datos El aprendizaje profundo convencional necesita enormes volúmenes de datos, pero, como los terremotos, las grandes erupciones solares son "fenómenos que ocurren rara vez". Wide Learning puede descubrir de forma exhaustiva hipótesis importantes incluso a partir de datos limitados.

2. Visualización del fundamento No solo entrega el resultado de la predicción, sino que presenta como fundamento científico qué factores contribuyeron a ella: posición de la erupción, duración, brillo, historial de ocurrencias, entre otros.

3. Presentación de casos similares Selecciona, entre los datos de erupciones solares pasadas, los casos más parecidos, de modo que el operador pueda consultarlos junto con la predicción de probabilidad.

Resultados de la investigación

En la investigación conjunta entre Fujitsu y el Instituto de Investigación del Entorno Espacio-Tierra (ISEE) de la Universidad de Nagoya se entrenó al sistema con 57 características de las erupciones solares ocurridas entre 2010 y junio de 2017. Como resultado, se confirmó una precisión de predicción igual o superior a la de los métodos convencionales, con la ventaja añadida de poder explicar el fundamento de la predicción.

Aplicación a la exploración lunar: investigación conjunta con JAXA

En febrero de 2025, Fujitsu y la Organización Nacional de Educación Superior e Investigación de Tokai (Universidad de Nagoya y Universidad de Gifu) iniciaron con JAXA una investigación conjunta sobre el "desarrollo de tecnología de predicción anticipada de la radiación solar para la exploración de la Luna y Marte mediante IA explicable".

La investigación fue seleccionada dentro del programa "Moon to Mars Innovation" que impulsa el Centro de Innovación para la Exploración Espacial de JAXA, con un periodo previsto hasta marzo de 2026.

Objetivo de la investigación

En la superficie lunar no existe la protección de una atmósfera ni de un campo magnético como en la Tierra, por lo que el riesgo de exposición a las partículas solares de alta energía es muy elevado. Si se produjera una gran erupción solar mientras un astronauta realiza una actividad extravehicular, tendría que refugiarse en una instalación blindada en un plazo de 30 minutos.

Aiko Nagamatsu, jefa de área técnica del Centro de Innovación para la Exploración Espacial de JAXA, afirma: "El pronóstico del clima espacial es el reto prioritario que las agencias espaciales de cada país deben resolver primero en la exploración del espacio".

Contribución al programa Artemis

Los resultados de esta investigación miran hacia el programa internacional de exploración lunar "Artemis", liderado por la NASA. Los trabajos avanzan hacia su aplicación práctica, por ejemplo aportando información a las especificaciones de análisis de datos del dosímetro de radiación espacial que JAXA tiene previsto desarrollar.

Extensión a la protección de la infraestructura social

Más allá de la exploración espacial, se espera que esta tecnología se aplique también a la protección de la infraestructura social en tierra.

En 2022, el Ministerio del Interior y Comunicaciones de Japón publicó un "peor escenario" para el caso de una erupción solar de una magnitud que solo se da una vez cada cien años. Su contenido resulta impactante.

  • Smartphones, televisión y radio inutilizables de forma intermitente durante dos semanas.
  • Fallos de comunicación intermitentes durante dos semanas en la radio de taxis y trenes.
  • Apagones de gran alcance.

Si es posible predecirlo con antelación, se pueden tomar medidas como apagones o suspensiones de servicio planificados y reducir así los daños al mínimo. En 1994, un investigador que detectó una erupción a partir de datos de observación solar envió un correo a todo el mundo; gracias a ello, una compañía eléctrica de Chicago evitó daños en sus transformadores ante la tormenta magnética que llegó dos días después.

Perspectivas y desafíos

En abril de 2025, Fujitsu creó una nueva área de investigación, "Space Data Frontier". El campo del "clima espacial", que incluye la predicción de erupciones solares, se sitúa como uno de sus dos pilares.

Entre los desafíos futuros están los siguientes.

  • Mejorar la capacidad en tiempo real: desde que se produce la erupción hasta que llegan los rayos X pasan apenas unos 8 minutos, por lo que se necesitan sistemas de predicción y alerta más rápidos.
  • Reforzar la cooperación internacional: el clima espacial es un reto de escala planetaria y hace falta compartir datos de observación y estandarizar los modelos de predicción entre países.
  • Implementación social: crear mecanismos para ofrecer los resultados de la investigación en un formato que aerolíneas, compañías eléctricas y operadoras de telecomunicaciones puedan aprovechar de verdad.

En Japón se busca hacer frente al clima espacial, un "desastre propio del avance de la civilización", mediante la fusión del desarrollo espacial y la IA. ¿Qué medidas o investigaciones se llevan a cabo en tu país frente a las erupciones solares y el clima espacial? Cuéntanoslo en los comentarios.

Referencias