Polskie firmy współpracują z ESA w ramach SSA

W ramach kontraktu przyznanego przez ESA, firmy z Polski przeprowadzą wspólne badania - jak współczesne rozwiązania IT mogą pomóc w przetwarzaniu, zarządzaniu i analizowaniu ogromnej ilości danych obserwacyjnych. Badania te będzie można wykorzystać do realizacji  programu SSA (Space Situational Awareness), który ma koordynować światowe działania na wypadek odkrycia planetoidy potencjalnie zagrażającej Ziemi. SSA zajmuje się także monitorowaniem satelitów czy usuwaniem śmieci kosmicznych.

-Doświadczenie zebrane przez ESA we wcześniejszych, wstępnych pracach badawczych ujawniło duży potencjał procesorów graficznych GPU– ocenia Vicente Navarro, menadżer w dziale systemów danych aplikacji i projektów specjalnych SSA. -Użycie GPU w ramach NEO zapewnia wspaniałą platformę obliczeniową dla detekcji obiektów wyniesionych w przestrzeń kosmiczną przez człowieka– dodaje.

Z kolei David Cummings, dyrektor działu Professional Graphics firmy AMD podkreśla, że celem współpracy AMD z polskimi firmami Vratis i Sybilla Technologies jest pomoc naukowcom w opracowywaniu danych fotometrycznych w krytycznych czasowo zastosowaniach. –Dzięki temu ESA będzie mogła skutecznie zarządzać globalnym systemem reagowania na obiekty potencjalnie zagrażające Ziemi– zaznacza dyrektor Cummings.

Jak przekonuje też Łukasz Mirosław, prezes firmy Vratis, sieć nowoczesnych autonomicznych teleskopów, pracujących przez 24 godziny na dobę 7 dni w tygodniu, jest w stanie wygenerować terabajty danych każdej nocy. -Informacje te będą  natychmiast przetwarzane, ponieważ w przypadku planetoid znajdujących się w pobliżu Ziemi kluczowa jest ich jak najszybsza identyfikacja oraz precyzyjne wyznaczenie parametrów ich orbit– zapowiada.

W jego opinii technologia GPU daje możliwości wykonywania ogromnej liczby obliczeń w tym samym czasie. -Mamy zamiar wykorzystać doświadczenia zdobyte przez nasz zespół w trakcie opracowywania narzędzi służących do analizy danych naukowych na procesorach GPU umieszczonych w chmurze obliczeniowej- wyjaśnia prezes firmy Vratis.

-Znajdujemy się w przededniu nadejścia prawdziwego tsunami danych naukowych, które zostaną wygenerowane przez istniejące oraz mające dopiero powstać sieci teleskopów, np. takie jak polska siećProjektu Solaris– ocenia z kolei Piotr Sybilski, prezes Sybilla Technologies.

Obecnie nakład pracy manualnej potrzebnej do redukcji oraz przeanalizowania danych przychodzących z teleskopów optycznych niemalże przekracza możliwości społeczności astronomicznej.

W ciągu najbliższych sześciu miesięcy zebrane doświadczenie oraz ekspertyzy konsorcjum przemysłowego pozwolą dokładnie ocenić możliwość zastosowania jednostek GPU do rozwiązania potencjalnych problemów obliczeniowych stojących przed SSA.

Czym jest GPU?

Procesory graficzne (GPU) są grupą wyspecjalizowanych jednostek obliczeniowych, zoptymalizowanych pod kątem wykonywania instrukcji właściwych dla aplikacji graficznych. Ich dynamiczny rozwój nastąpił po 1999 r. z uwagi na rosnące potrzeby gwałtownie rozwijającej się branży gier komputerowych.

Wraz z upływem czasu coraz bardziej zaawansowane konstrukcje akceleratorów graficznych przyniosły znaczny postęp w wykonywaniu pewnych rodzajów operacji, zwłaszcza po pojawieniu się technologii polegającej na podziale GPU na jednostki cieniujące (tzw.shaders), których zadaniem stało się przeprowadzanie właściwych obliczeń - dzieliły je przy tym pomiędzy siebie, a zatem funkcjonowały na zasadzie przetwarzania równoległego.

Rozwiązanie to okazało się kluczowe dla dalszego rozwoju procesorów graficznych. Choć początkowo ilość jednostek cieniujących była ograniczona do zaledwie kilku w obrębie procesora, to obecnie najnowsze jednostki GPU integrują w sobie blisko tysiąc jednostek cieniujących, a nawet jeszcze więcej.

Rosnące możliwości tego rodzaju procesorów stały się jednocześnie potencjalnym źródłem dodatkowej mocy obliczeniowej, która mogłaby również zostać wykorzystana w aplikacjach innych niż graficzne.

Program SSA Europejskiej Agencji Kosmicznej

Od 2009 r. ESA prowadzi program, który pozwoli Europie na niezależne wykrywanie i przewidywanie różnorodnych zagrożeń dla ludzi i mienia, mających źródło w przestrzeni kosmicznej, takich jak: śmieci kosmiczne, zderzenia satelitów lub ich wtargnięcia w atmosferę ziemską, planetoidy czy burze słoneczne.

Takie zjawiska mogą potencjalnie zagrozić wielu aspektom życia codziennego na Ziemi, np. przerwać łączność, zakłócić loty samolotów albo spowodować błędne wskazania nawigacji satelitarnej.

Z uwagi na ich różnorodność program SSA podzielono na 3 obszary. Zaliczamy do nich:

• pogodę kosmiczną (Space WEather, SWE),
• obiekty bliskie Ziemi (Near-Earth Objects, NEO),
• monitorowanie i śledzenie obiektów w przestrzeni kosmicznej (Space Surveillance and Tracking, SST).

W lutym 2014 r. pod Madrytem rozpoczęły się testy prototypowego radaru mającego wykrywać śmieci kosmiczne nawet 10-centymetrowej wielkości na niskich orbitach okołoziemskich. W listopadzie jego producent ma go przekazać ESA.

Do 2016 r. planowane jest zakończenie II fazy programu SSA, w której Polska bierze aktywny udział.