Why Space for Earth matters?
Kosmické mise vyžadují nové technologie, aby bylo možné čelit výzvám v podobě vyššího výkonu, nižších nákladů a nových koncepcí. Od prvotních nápadů až po jejich realizaci doprovází ESA technologie v každé fázi jejich vývoje. Zároveň ESA vyhledává slibné technologie pro kosmické aplikace.
Inovace v rané fázi
Každá vesmírná mise začíná dlouho předtím, než raketa opustí zem. ESA ji buduje krok za krokem, počínaje dlouhodobými investicemi do základních prvků – laboratoří, zkušebních zařízení, pozemních stanic a odborných znalostí –, bez nichž by nic nemohlo vzlétnout.
Na tomto základě pak vědci, inženýři a zástupci průmyslu ve fázi objevování a přípravy zkoumají inovativní koncepce a přetvářejí nápady do podoby realistických návrhů misí.
Příprava na vesmír
Ve vesmíru je obtížné sehnat náhradní díly a provádět opravy, proto musí každá technologie vyslaná do tohoto nemilosrdného prostředí nejprve prokázat svou spolehlivost na Zemi prostřednictvím řady stále náročnějších testů. Vzhledem k dlouhé době potřebné k testování se technologie, které budou použity v budoucích evropských misích, navrhují již dnes.
Technologické programy ESA provázejí technologie od rané koncepce přes tyto stále náročnější testy až po demonstrační lety ve vesmíru – takže až přijde čas na jejich využití v budoucích misích, budou připraveny k nasazení.
Okno médií
About the General Support Technology Programme (GSTP)
Umělá inteligence
Umělá inteligence pomáhá měnit způsob plánování, provádění a monitorování vesmírných misí. V ESA podporuje umělá inteligence inženýry tím, že analyzuje obrovské množství dat, identifikuje anomálie, pomáhá s plánováním a automatizuje rutinní úkoly. Tyto technologie pomáhají zvyšovat efektivitu, zlepšovat rozhodování a umožňují odolnější provoz misí.
Od monitorování stavu kosmických lodí až po budoucí autonomní systémy otevírá umělá inteligence nové možnosti pro průzkum a inovace a pomáhá ESA připravit se na stále složitější mise na oběžné dráze Země, na Měsíci i ve vzdáleném vesmíru.
Okno médií
Kyberbezpečnost
Vzhledem k tomu, že kybernetické útoky jsou stále častější a sofistikovanější, je zajištění odolných systémů na Zemi i ve vesmíru pro ESA strategickou prioritou. Bezpečnost je začleněna do všech fází životního cyklu misí a posilována ve všech pracovištích ESA.
V centru kyberbezpečnosti ESA v belgickém Redu pomáhají inženýři zajistit, aby vesmírné systémy byly bezpečné jak z hlediska návrhu, tak i realizace. V Centru pro pozorování Země ESA v italském Frascati vedou odborníci zajištění bezpečnosti a řízení rizik v rámci celé agentury.
Mezitím řídící středisko misí v německém Darmstadtu sleduje bezpečnost vesmírných misí, identifikuje hrozby a zranitelná místa a pomáhá tak chránit provoz. Výzkum zaměřený na integraci kyberbezpečnosti do palubních systémů kosmických lodí provádějí týmy v technologickém a výzkumném středisku ESA ESTEC v Nizozemsku.
Kvantové technologie
Pokroky ve fyzice, jako je například kvantová mechanika, zásadně mění naše chápání světa a otevírají nové technologické možnosti. V agentuře ESA se potenciál kvantových technologií zkoumá v několika oblastech.
V centru pro pozorování Země ESRIN, které patří pod ESA, byl nedávno nainstalován kvantový počítač Bell-1, jehož úkolem je zkoumat, jak by kvantové výpočty mohly doplňovat klasické počítače při zpracování složitých satelitních dat.
ESA se rovněž zabývá výzkumem kvantového snímání s cílem zlepšit citlivost a přesnost přístrojů pro pozorování Země. V oblasti zabezpečené komunikace budou mise využívající mimo jiné kvantovou distribuci klíčů detekovat pokusy o zachycení šifrovacích klíčů, což umožní vyřazení kompromitovaných klíčů.
Okno médií
ESA zavádí kvantové výpočty do oblasti pozorování Země
SAGA – Security and cryptographic mission
Quantum sensing: the next frontier in sensor performance
QKDSat: Secure communication via quantum cryptography
Budoucnost vesmírné dopravy
Přípravný program pro budoucí nosné rakety rozvíjí evropské kapacity v oblasti kosmické dopravy – do vesmíru, ve vesmíru i zpět z vesmíru. Podporuje vývoj a testování nových technologií a koncepcí, které budou určující pro příští generace evropských systémů kosmické dopravy.
Od opakovaně použitelných nosných raket a dopravy ve vesmíru až po pokročilé pohony – program přípravy budoucích nosných raket připravuje budoucnost vesmírné dopravy.
Údržba na oběžné dráze
Blíží se zásadní změna. V současné době mise satelitu končí, jakmile dojde palivo nebo je třeba provést opravy, a to navzdory vysokým nákladům a dopadům na životní prostředí. ESA ve spolupráci s průmyslem vyvíjí technologii potřebnou k údržbě kosmických lodí přímo tam, kde se nacházejí: na oběžné dráze kolem Země.
Schopnost doplňovat palivo, přemísťovat a odstraňovat, renovovat a dokonce recyklovat satelity za komerčně přijatelnou cenu otevře dveře k zcela novému vesmírnému ekosystému – a podpoří autonomii Evropy ve vesmíru.
Okno médií
Proving technology in space
Satellite removal mission CAT
ESA to build first in-orbit servicing mission with D-Orbit
ClearSpace-1
Udržitelnost ve vesmíru
Oběžná dráha Země se rychle zaplňuje vesmírným odpadem. Abychom zajistili budoucnost našich aktivit ve vesmíru, je naléhavě nutné vyvinout udržitelnější technologie a postupy.
Kromě prevence vzniku dalšího vesmírného odpadu a jeho odstraňování z oběžné dráhy vyvíjí ESA také technologie na ochranu omezených zdrojů Země, atmosféry a životního prostředí prostřednictvím vývoje udržitelnějších satelitů typu „zero debris“, které se řádně likvidují.
Dlouhodobým cílem není nic menšího než vrchol udržitelnosti: cirkulární ekonomika ve vesmíru.
Okno médií
ESA’s Zero Debris approach
Ecodesign
Inovace v oblasti vesmírných aplikací
Družice hrají v každodenním životě klíčovou roli – navádějí nás na nová místa, udržují nás v kontaktu a pomáhají nám předpovídat počasí. Než mohou být nové aplikace vypuštěny na satelity, musí být nejprve vyvinuty a otestovány na zemi, aby bylo zajištěno, že budou schopny poskytovat nové služby ve vesmíru. ESA má několik programů zaměřených na vývoj nových technologií, které budou přínosem pro život zde na Zemi.
Okno médií
Horizon Europe
CubeSaty: miniaturní družice
Satelity si obvykle představujeme jako obrovská kosmická plavidla, která převyšují inženýry, kteří je staví, ale za posledních 25 let miniaturní satelity zvané CubeSaty usnadnily a zlevnily přístup do vesmíru.
CubeSaty se obvykle skládají ze standardních krychlových modulů, z nichž každý je jen o něco větší než Rubikova kostka. CubeSaty byly původně vyvinuty jako vzdělávací nástroje, ale na oběžné dráze se stále častěji využívají k technologickým ukázkám, vědeckým studiím a dokonce i ke komerčním účelům.
Okno médií
Celeste
Hera's CubeSats
Puls
Pulse je inovativní softwarová platforma agentury ESA určená k podpoře přípravy, monitorování a provozu vesmírných misí. Byla vyvinuta v Evropském centru pro vesmírné operace (ESOC) agentury ESA a poskytuje flexibilní rámec nezávislý na konkrétní misi, který lze přizpůsobit široké škále typů kosmických lodí a misí.
Díky propojení informací, systémů a provozních procesů pomáhá Pulse týmům udržovat přehled o situaci a efektivněji koordinovat složité činnosti. Platforma je k dispozici také evropským partnerům, čímž přispívá k posílení evropských kosmických kapacit a podpoře budoucích inovací.
Optická komunikace
Vzhledem k tomu, že kosmické sondy generují stále větší objemy dat, jsou zapotřebí nové komunikační technologie, které umožní efektivnější přenos informací. Optická komunikace využívá laserovou technologii k přenosu dat vesmírem výrazně vyššími rychlostmi než tradiční vysokofrekvenční systémy.
Tato nově se rozvíjející technologie by mohla umožnit rychlejší přenos vědeckých dat, snímků a videí z budoucích misí zkoumajících oběžnou dráhu Země, Měsíc a ještě vzdálenější oblasti. ESA rozvíjí technologie optické komunikace, aby pomohla vybudovat infrastrukturu kosmické komunikace nové generace a podpořila budoucí průzkum vesmíru.
Zařízení pro provozní experimenty (FOX) se sídlem v Evropském centru kosmických operací (ESOC) agentury ESA je iniciativa určená k podpoře provozních experimentů, ověřování technologií, demonstrací a ověřování na oběžné dráze (IOD/IOV), kvalifikační činnosti, komplexní provozní hodnocení a podporu experimentů jak pro tradiční mise, tak pro mise v rámci hnutí „New Space“.
FOX poskytuje konfigurovatelné prostředí, ve kterém lze služby využívat jednotlivě nebo v kombinaci k realizaci experimentů specifických pro daný projekt, jejichž provedení by v čistě provozních prostředích mohlo být obtížné. FOX je podporován sítí Estrack, globální sítí pozemních stanic ESA. Prostřednictvím sítě Estrack mají experimentální aktivity v rámci FOX přístup ke stejné globální komunikační infrastruktuře, která podporuje mise ESA na oběžné dráze i v celé Sluneční soustavě.
Okno médií
Facility for Operations Experimentation (FOX)
ESA ESOC
Estrack: ESA's global ground station network
Internet ve sluneční soustavě
Budoucí průzkumníci na Měsíci, Marsu a ještě dál budou potřebovat komunikační sítě stejně spolehlivé jako ty, na které se každý den spoléháme na Zemi. ESA se podílí na vývoji technologií, které by mohly umožnit vznik budoucího „internetu sluneční soustavy“, schopného propojit kosmické lodě, obytné moduly, roboty a řídící střediska misí přes obrovské vzdálenosti ve vesmíru. Díky pokroku v oblasti komunikačních, síťových a automatizačních technologií nové generace pomáhá ESA připravit infrastrukturu potřebnou k podpoře budoucí přítomnosti lidstva mimo Zemi.