Why Space for Earth matters?
Misje kosmiczne wymagają nowych technologii, które pozwolą sprostać wyzwaniom związanym z wyższą wydajnością, obniżeniem kosztów i nowymi koncepcjami. Od pomysłów aż po ich urzeczywistnienie – ESA towarzyszy technologiom na każdym etapie ich rozwoju. Jednocześnie ESA identyfikuje obiecujące technologie do zastosowań kosmicznych.
Wczesne innowacje
Każda misja kosmiczna zaczyna się na długo przed tym, zanim rakieta oderwie się od ziemi. ESA realizuje ją krok po kroku, zaczynając od długoterminowych inwestycji w podstawowe elementy – laboratoria, ośrodki badawcze, stacje naziemne i wiedzę specjalistyczną – bez których żadna misja nie mogłaby się odbyć.
Następnie naukowcy, inżynierowie i przedstawiciele przemysłu badają nowatorskie koncepcje w fazie odkrywania i przygotowań, przekształcając pomysły w realistyczne propozycje misji.
Przygotowania do lotu w kosmos
W kosmosie trudno jest zdobyć części zamienne i przeprowadzić naprawy, dlatego każda technologia wysyłana do tego bezlitosnego środowiska musi najpierw sprawdzić się na Ziemi poprzez serię coraz bardziej intensywnych testów. Długi czas potrzebny na przeprowadzenie testów oznacza, że technologie, które zostaną wykorzystane w przyszłych misjach europejskich, są już dziś opracowywane.
Programy technologiczne ESA prowadzą technologie od wczesnej fazy koncepcyjnej przez te coraz bardziej intensywne testy, aż po loty demonstracyjne w kosmosie – dzięki czemu, gdy nadejdzie czas wykorzystania ich w przyszłych misjach, będą one gotowe do działania.
Modal multimediów
About the General Support Technology Programme (GSTP)
Sztuczna inteligencja
Sztuczna inteligencja przyczynia się do transformacji sposobu planowania, prowadzenia i monitorowania misji kosmicznych. W ESA sztuczna inteligencja wspiera inżynierów, analizując ogromne ilości danych, identyfikując anomalie, pomagając w planowaniu oraz automatyzując rutynowe zadania. Technologie te przyczyniają się do poprawy wydajności, usprawniają proces podejmowania decyzji i umożliwiają prowadzenie misji w sposób bardziej odporny na zakłócenia.
Od monitorowania stanu statków kosmicznych po przyszłe systemy autonomiczne – sztuczna inteligencja otwiera nowe możliwości w zakresie eksploracji i innowacji, pomagając ESA przygotować się do coraz bardziej złożonych misji na orbicie okołoziemskiej, na Księżycu i w przestrzeni kosmicznej.
Modal multimediów
Cyberbezpieczeństwo
W miarę jak cyberataki stają się coraz częstsze i coraz bardziej wyrafinowane, zapewnienie odporności systemów na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej stanowi strategiczny priorytet dla ESA. Kwestie bezpieczeństwa są uwzględniane na każdym etapie cyklu życia misji i wzmacniane we wszystkich placówkach ESA.
W centrum cyberbezpieczeństwa ESA w Redu w Belgii inżynierowie dbają o to, by systemy kosmiczne były bezpieczne zarówno pod względem projektu, jak i wdrożenia. W Centrum Obserwacji Ziemi ESA we Frascati we Włoszech eksperci kierują działaniami w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa i zarządzania ryzykiem w całej agencji.
Tymczasem centrum kontroli misji w Darmstadt w Niemczech monitoruje bezpieczeństwo misji kosmicznych, identyfikując zagrożenia i słabe punkty, aby pomóc w zabezpieczeniu operacji. Badania nad włączeniem cyberbezpieczeństwa do systemów pokładowych statków kosmicznych prowadzą zespoły w centrum technologiczno-badawczym ESA ESTEC w Holandii.
Technologie kwantowe
Postępy w fizyce, takie jak mechanika kwantowa, rewolucjonizują nasze rozumienie świata i otwierają nowe możliwości technologiczne. W ESA bada się potencjał technologii kwantowych w kilku obszarach.
W centrum obserwacji Ziemi ESRIN należącym do ESA zainstalowano niedawno komputer kwantowy o nazwie Bell-1 w celu zbadania, w jaki sposób obliczenia kwantowe mogłyby uzupełniać działanie komputerów klasycznych w przetwarzaniu złożonych danych satelitarnych.
ESA prowadzi również badania nad czujnikami kwantowymi w celu poprawy czułości i dokładności instrumentów do obserwacji Ziemi. W zakresie bezpiecznej komunikacji misje wykorzystujące między innymi kwantową dystrybucję kluczy będą wykrywać próby przechwycenia kluczy szyfrujących, co pozwoli na odrzucenie kluczy, których bezpieczeństwo zostało naruszone.
Modal multimediów
ESA wprowadza obliczenia kwantowe do obserwacji Ziemi
SAGA – Security and cryptographic mission
Quantum sensing: the next frontier in sensor performance
QKDSat: Secure communication via quantum cryptography
Transport kosmiczny przyszłości
Program przygotowawczy dotyczący przyszłych rakiet nośnych przyczynia się do rozwoju europejskich zdolności w zakresie transportu kosmicznego – zarówno w drodze do przestrzeni kosmicznej, jak i w samej przestrzeni kosmicznej oraz z powrotem na Ziemię. Wspiera on opracowywanie i testowanie nowych technologii oraz koncepcji, które będą miały decydujący wpływ na kształt kolejnych generacji europejskich systemów transportu kosmicznego.
Od rakiet nośnych wielokrotnego użytku i transportu kosmicznego po zaawansowane systemy napędowe – program przygotowawczy dotyczący przyszłych rakiet nośnych kształtuje przyszłość transportu kosmicznego.
Serwisowanie na orbicie
Zbliża się zmiana paradygmatu. Obecnie misja satelity kończy się wraz z wyczerpaniem się paliwa lub koniecznością przeprowadzenia napraw, pomimo wysokich kosztów i konsekwencji dla środowiska. ESA, we współpracy z przemysłem, opracowuje technologie niezbędne do serwisowania statków kosmicznych tam, gdzie się znajdują: na orbicie wokół Ziemi.
Możliwość uzupełniania paliwa, przemieszczania i usuwania, odnawiania, a nawet recyklingu satelitów za cenę akceptowalną z komercyjnego punktu widzenia otworzy drzwi do zupełnie nowego ekosystemu kosmicznego – i wesprze autonomię Europy w przestrzeni kosmicznej.
Modal multimediów
Proving technology in space
Satellite removal mission CAT
ESA to build first in-orbit servicing mission with D-Orbit
ClearSpace-1
Zrównoważony rozwój w przestrzeni kosmicznej
Orbita Ziemi szybko zanieczyszcza się śmieciami kosmicznymi. Aby zapewnić przyszłość naszej działalności w kosmosie, istnieje pilna potrzeba opracowania bardziej zrównoważonych technologii i praktyk.
Oprócz zapobiegania powstawaniu kolejnych śmieci kosmicznych i usuwania ich z orbity, ESA opracowuje również technologie mające na celu ochronę ograniczonych zasobów Ziemi, atmosfery i środowiska poprzez tworzenie bardziej zrównoważonych satelitów typu „zero debris”, które są odpowiednio utylizowane.
W perspektywie długoterminowej celem jest nic innego jak szczyt zrównoważonego rozwoju: gospodarka o obiegu zamkniętym w przestrzeni kosmicznej.
Modal multimediów
ESA’s Zero Debris approach
Ecodesign
Innowacyjne zastosowania kosmiczne
Satelity odgrywają kluczową rolę w codziennym życiu – pomagają nam dotrzeć do nowych miejsc, zapewniają łączność i umożliwiają prognozowanie pogody. Zanim nowe rozwiązania będą mogły zostać wykorzystane na satelitach, muszą najpierw zostać opracowane i przetestowane na Ziemi, aby zapewnić, że będą w stanie świadczyć nowe usługi w przestrzeni kosmicznej. ESA prowadzi kilka programów skupiających się na opracowywaniu nowych technologii, które przyniosą korzyści życiu na Ziemi.
Modal multimediów
Horizon Europe
CubeSaty: miniaturowe satelity
Zazwyczaj wyobrażamy sobie satelity jako ogromne statki kosmiczne, które górują nad inżynierami, którzy je budują, ale w ciągu ostatnich 25 lat miniaturowe satelity zwane CubeSatami sprawiły, że dostęp do przestrzeni kosmicznej stał się łatwiejszy i tańszy.
CubeSaty są zazwyczaj budowane ze standardowych modułów sześciennych, z których każdy jest nieco większy od kostki Rubika. Początkowo CubeSaty były opracowywane jako narzędzia edukacyjne, ale coraz częściej wykorzystuje się je na orbicie do demonstracji technologii, badań naukowych, a nawet do celów komercyjnych.
Modal multimediów
Celeste
Hera's CubeSats
Puls
Pulse to innowacyjna platforma oprogramowania ESA, zaprojektowana w celu wspierania przygotowań, monitorowania i prowadzenia misji kosmicznych. Opracowana w Europejskim Centrum Operacji Kosmicznych ESA (ESOC) zapewnia elastyczną i niezależną od konkretnej misji strukturę, którą można dostosować do szerokiej gamy statków kosmicznych i rodzajów misji.
Łącząc informacje, systemy i procesy operacyjne, Pulse pomaga zespołom zachować orientację sytuacyjną i skuteczniej koordynować złożone działania. Platforma jest również dostępna dla partnerów europejskich, co przyczynia się do wzmocnienia europejskiego potencjału kosmicznego i wspiera przyszłe innowacje.
Łączność optyczna
Ponieważ statki kosmiczne generują coraz większe ilości danych, potrzebne są nowe technologie komunikacyjne umożliwiające bardziej wydajne przesyłanie informacji. Komunikacja optyczna wykorzystuje technologię laserową do przesyłania danych w przestrzeni kosmicznej ze znacznie większą prędkością niż tradycyjne systemy radiowe.
Ta nowa technologia może umożliwić szybszą transmisję danych naukowych, obrazów i filmów z przyszłych misji badawczych na orbicie okołoziemskiej, na Księżycu i poza nią. ESA rozwija technologie komunikacji optycznej, aby pomóc w budowie infrastruktury komunikacji kosmicznej nowej generacji i wspierać przyszłe misje eksploracyjne.
Centrum Eksperymentów Operacyjnych (FOX), działające przy Europejskim Centrum Operacji Kosmicznych (ESOC) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), jest inicjatywą mającą na celu wspieranie eksperymentów operacyjnych, walidacji technologii, demonstracji i walidacji na orbicie (IOD/IOV), działania kwalifikacyjne, kompleksową ocenę operacyjną oraz wsparcie eksperymentalne zarówno dla misji tradycyjnych, jak i misji z sektora New Space.
FOX zapewnia konfigurowalne środowisko, w którym usługi mogą być wykorzystywane indywidualnie lub w połączeniu w celu przeprowadzenia eksperymentów dostosowanych do konkretnych projektów, których realizacja w czysto operacyjnych środowiskach usługowych może być utrudniona. FOX jest obsługiwany przez Estrack, globalną sieć stacji naziemnych ESA. Dzięki Estrack działania eksperymentalne w ramach FOX mają dostęp do tej samej globalnej infrastruktury komunikacyjnej, która wspiera misje ESA na orbicie i w całym Układzie Słonecznym.
Modal multimediów
Facility for Operations Experimentation (FOX)
ESA ESOC
Estrack: ESA's global ground station network
Internet w Układzie Słonecznym
Przyszli badacze Księżyca, Marsa i innych obiektów kosmicznych będą potrzebowali sieci komunikacyjnych tak samo niezawodnych, jak te, z których korzystamy na co dzień na Ziemi. ESA przyczynia się do rozwoju technologii, które mogą umożliwić powstanie przyszłego „internetu Układu Słonecznego”, zdolnego do łączenia statków kosmicznych, baz, robotów i centrów kontroli misji na ogromne odległości w przestrzeni kosmicznej. Poprzez rozwój technologii komunikacyjnych, sieciowych i automatyki nowej generacji ESA pomaga przygotować infrastrukturę niezbędną do wsparcia przyszłej obecności ludzkości poza Ziemią.