Tekoälykäännös

Why Space for Earth matters?

Avaruuslennot edellyttävät uusia teknologioita, jotta voidaan vastata suorituskyvyn parantamiseen, kustannusten alentamiseen ja uusiin konsepteihin liittyviin haasteisiin. Ideoista niiden toteuttamiseen asti ESA tukee teknologioiden kehitystä jokaisessa vaiheessa. Samalla ESA kartoittaa lupaavia teknologioita avaruussovelluksiin.


Varhainen innovaatio

Jokainen avaruuslento alkaa kauan ennen kuin raketti nousee ilmaan. ESA rakentaa sitä askel askeleelta, aloittaen pitkäjänteisistä investoinneista olennaisiin asioihin – laboratorioihin, testauslaitoksiin, maa-asemiin ja asiantuntemukseen –, joita ilman mikään ei voisi lentää.

Tämän jälkeen tutkijat, insinöörit ja teollisuuden edustajat tutkivat innovatiivisia konsepteja löytämis- ja valmisteluvaiheessa ja muokkaavat ideoista realistisia lentosuunnitelmia.


Valmistautuminen avaruuteen

Avaruudessa varaosia ja korjausmahdollisuuksia on vaikea saada, joten kaikki teknologia, joka lähetetään sen armottomaan ympäristöön, on todistettava toimivaksi maapallolla yhä vaativampien testien avulla. Pitkä testausaika tarkoittaa, että Euroopan tulevissa avaruuslentoissa käytettävät teknologiat suunnitellaan jo tänään.

ESAn teknologiaohjelmissa teknologiat viedään varhaisesta konseptivaiheesta näiden yhä vaativampien testien läpi aina avaruudessa suoritettaviin esittelylentoihin asti – jotta ne ovat käyttövalmiita, kun niiden käyttö tulevissa avaruuslentoissa tulee ajankohtaiseksi.



Tekoäly

Tekoäly on muuttamassa avaruuslentojen suunnittelua, toteuttamista ja seurantaa. ESA:ssa tekoäly tukee insinöörejä analysoimalla valtavia tietomääriä, tunnistamalla poikkeamia, avustamalla suunnittelussa ja automatisoimalla rutiinitehtäviä. Nämä teknologiat auttavat parantamaan tehokkuutta, tehostamaan päätöksentekoa ja mahdollistavat entistä joustavammat lentotoiminnot.

Avaruusaluksen kunnon seurannasta tulevaisuuden autonomisiin järjestelmiin – tekoäly avaa uusia mahdollisuuksia tutkimukselle ja innovaatioille ja auttaa ESA:ta valmistautumaan yhä monimutkaisempiin tehtäviin Maan kiertoradalla, Kuussa ja kaukaisessa avaruudessa.



Kyberturvallisuus

Kun kyberhyökkäykset yleistyvät ja kehittyvät yhä monimutkaisemmiksi, järjestelmien kestävyyden varmistaminen sekä maassa että avaruudessa on ESA:n strateginen prioriteetti. Turvallisuus on integroitu tehtävän elinkaaren jokaiseen vaiheeseen, ja sitä vahvistetaan kaikissa ESA:n toimipisteissä.

ESAn kyberturvallisuuskeskuksessa Redussa, Belgiassa, insinöörit auttavat varmistamaan, että avaruusjärjestelmät ovat turvallisia sekä suunnittelultaan että toteutukseltaan. ESAn maanhavainnointikeskuksessa Frascatissa, Italiassa, asiantuntijat johtavat turvallisuuden varmistamista ja riskienhallintaa koko virastossa.

Samaan aikaan Darmstadtissa, Saksassa, sijaitseva tehtävien ohjauskeskus valvoo avaruuslentojen turvallisuutta, tunnistaa uhkia ja haavoittuvuuksia sekä auttaa turvaamaan toimintaa. Tutkimusta kyberturvallisuuden integroimisesta avaruusalusten järjestelmiin tekevät tiimit ESA:n ESTEC-teknologia- ja tutkimuskeskuksessa Alankomaissa.


Kvanttiteknologiat

Fysiikan alan edistysaskeleet, kuten kvanttimekaniikka, mullistavat käsitystämme maailmasta ja avaavat uusia teknologisia mahdollisuuksia. ESA:ssa kvanttiteknologioiden potentiaalia tutkitaan useilla aloilla.

ESAn maanseurantakeskukseen ESRINiin asennettiin äskettäin kvanttitietokone Bell-1, jonka avulla tutkitaan, miten kvanttilaskenta voisi täydentää perinteisiä tietokoneita monimutkaisten satelliittitietojen käsittelyssä.

ESA tutkii myös kvanttianturointia maapallon havainnointilaitteiden herkkyyden ja tarkkuuden parantamiseksi. Turvallisessa viestinnässä kvanttiavainjakelua hyödyntävät järjestelmät havaitsevat yritykset siepata salausavaimia, jolloin vaarantuneet avaimet voidaan hylätä.



Tulevaisuuden avaruuskuljetukset

Tulevaisuuden kantorakettien valmisteluohjelma kehittää Euroopan avaruuskuljetusvalmiuksia avaruuteen, avaruudessa ja takaisin avaruudesta. Se tukee uusien teknologioiden ja konseptien kehittämistä ja testaamista, jotka muovaavat seuraavan sukupolven eurooppalaisia avaruuskuljetusjärjestelmiä.

Uudelleenkäytettävistä kantoraketeista ja avaruudessa tapahtuvasta kuljetuksesta edistyneisiin propulsiojärjestelmiin – tulevaisuuden kantorakettien valmisteluohjelma luo pohjaa avaruuskuljetusten tulevaisuudelle.


Kiertoradalla tapahtuva huolto

Paradigman muutos on tulossa. Tällä hetkellä satelliitin tehtävä päättyy, kun sen polttoaine loppuu tai se tarvitsee korjausta, huolimatta siitä, että tämä on kallista ja aiheuttaa ympäristövaikutuksia. ESA kehittää yhdessä teollisuuden kanssa teknologiaa, jota tarvitaan avaruusalusten huoltamiseen juuri siellä, missä ne ovat: maata kiertävällä radalla.

Mahdollisuus tankata, siirtää ja poistaa, kunnostaa ja jopa kierrättää satelliitteja kaupallisesti hyväksyttävään hintaan avaa oven aivan uudelle avaruusekosysteemille – ja tukee Euroopan itsenäisyyttä avaruudessa.



Kestävä kehitys avaruudessa

Maan kiertorata saastuu nopeasti avaruusromusta. Jotta voimme varmistaa avaruustoimintamme tulevaisuuden, on kiireellisesti kehitettävä kestävämpiä teknologioita ja toimintatapoja.

Sen lisäksi, että ESA pyrkii estämään uuden avaruusromun syntymistä ja poistamaan sitä kiertoradalta, se kehittää myös teknologioita, joilla suojellaan Maan rajallisia luonnonvaroja, ilmakehää ja ympäristöä. Tämä tapahtuu kehittämällä entistä kestävämpiä, ”romuttomia” satelliitteja, jotka hävitetään asianmukaisesti.

Pitkällä aikavälillä tavoitteena on nimenomaan kestävän kehityksen huipputaso: kiertotalous avaruudessa.



Avaruussovellusten kehittäminen

Satelliitit ovat keskeisessä roolissa jokapäiväisessä elämässämme: ne opastavat meitä uusiin paikkoihin, pitävät meidät yhteydessä toisiimme ja auttavat meitä ennustamaan säätä. Ennen kuin uusia sovelluksia voidaan lähettää satelliiteille, ne on ensin kehitettävä ja testattava maassa, jotta voidaan varmistaa, että ne pystyvät tarjoamaan uusia palveluja avaruudessa. ESA:lla on useita ohjelmia, joissa keskitytään kehittämään uusia teknologioita, jotka hyödyttävät elämää täällä maapallolla.  



CubeSatit: pienois satelliitit

Meillä on tapana ajatella satelliitteja valtavina avaruusaluksina, jotka kohoavat niiden rakentajien yläpuolelle, mutta viimeisten 25 vuoden aikana CubeSat-nimiset minisatelliitit ovat tehneet avaruuteen pääsystä helpompaa ja edullisempaa.

CubeSatit rakennetaan tyypillisesti vakiokokoisista kuutiomaisista yksiköistä, joista kukin on vain hieman Rubikin kuutiota suurempi. CubeSatit kehitettiin alun perin opetuskäyttöön, mutta niitä käytetään yhä useammin kiertoradalla teknologian esittelyyn, tieteellisiin tutkimuksiin ja jopa kaupallisiin tarkoituksiin.



Pulssi

Pulse on ESA:n innovatiivinen ohjelmistoalusta, joka on suunniteltu tukemaan avaruuslentojen valmistelua, seurantaa ja toteutusta. Se on kehitetty ESA:n Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa (ESOC), ja se tarjoaa joustavan ja tehtävästä riippumattoman kehyksen, joka voidaan mukauttaa monenlaisiin avaruusaluksiin ja lentotyyppeihin.

Yhdistämällä tiedot, järjestelmät ja operatiiviset prosessit Pulse auttaa tiimejä ylläpitämään tilannetietoisuutta ja koordinoimaan monimutkaisia toimintoja tehokkaammin. Alusta on käytettävissä myös eurooppalaisille kumppaneille, mikä auttaa vahvistamaan Euroopan avaruusvalmiuksia ja tukemaan tulevaa innovaatiotoimintaa.


Optinen tietoliikenne

Koska avaruusalukset tuottavat yhä suurempia tietomääriä, tarvitaan uusia viestintäteknologioita tiedon siirtämiseksi entistä tehokkaammin. Optisessa viestinnässä hyödynnetään lasertekniikkaa, jonka avulla dataa voidaan lähettää avaruudessa huomattavasti nopeammin kuin perinteisillä radiotaajuusjärjestelmillä.

Tämä kehittyvä teknologia voisi mahdollistaa tieteellisten tietojen, kuvien ja videoiden nopeamman siirron tulevista tutkimusmatkoista, joilla tutkitaan Maan kiertorataa, Kuuta ja sen ulkopuolisia alueita. ESA kehittää optisia viestintäteknologioita auttaakseen rakentamaan seuraavan sukupolven avaruusviestintäinfrastruktuuria ja tukeakseen tulevaa avaruustutkimusta.


ESA:n Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa (ESOC) toimiva Facility for Operations Experimentation (FOX) on hanke, jonka tarkoituksena on tukea operatiivista kokeilutoimintaa, teknologian validointia, kiertoradalla tapahtuvaa demonstrointia ja validointia (IOD/IOV) sekä hyväksyntätoimintaa, kokonaisvaltaista operatiivista arviointia sekä kokeilutukea sekä perinteisille että New Space -luonteisille avaruuslentoille.

FOX tarjoaa konfiguroitavan ympäristön, jossa palveluita voidaan käyttää yksittäin tai yhdistelmänä projektikohtaisten kokeiden toteuttamiseksi, joita voi olla vaikea suorittaa puhtaasti operatiivisissa palveluympäristöissä. FOX toimii ESA:n maailmanlaajuisen maa-asemaverkoston, Estrackin, avulla. Estrackin kautta FOX-kokeilutoiminnot pääsevät käyttämään samaa maailmanlaajuista viestintäinfrastruktuuria, joka tukee ESA:n tehtäviä kiertoradalla ja koko aurinkokunnassa.



Aurinkokunnan internet

Tulevaisuuden tutkimusmatkailijat Kuussa, Marsissa ja niiden ulkopuolella tarvitsevat yhtä luotettavia viestintäverkkoja kuin ne, joihin me luotamme päivittäin Maassa. ESA kehittää teknologioita, jotka mahdollistavat tulevaisuuden ”aurinkokunnan internetin”, joka kykenee yhdistämään avaruusalukset, asuintilat, robotit ja lentokeskusten väliset yhteydet avaruuden valtavien etäisyyksien yli. Kehittämällä seuraavan sukupolven viestintä-, verkko- ja automaatioteknologioita ESA auttaa valmistelemaan infrastruktuuria, jota tarvitaan ihmiskunnan tulevan läsnäolon tukemiseen Maan ulkopuolella.