Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je stratešku inicijativu s ciljem redefiniranja budućnosti svemirskog računarstva, suočena s izazovom obrade goleme količine podataka koje generiraju sateliti za promatranje Zemlje. Postojeće računalne arhitekture sve teže prate eksponencijalni rast informacija, što usporava njihovu analizu i primjenu. Kako bi prevladala ta ograničenja i transformirala promatranje Zemlje u konkretno djelovanje, ESA traži revolucionarne misijske koncepte koji se temelje na disruptivnim računalnim paradigmama. Ova potraga za inovacijama obuhvaća i razvoj naprednih senzorskih tehnologija koje bi mogle donijeti potpuno nove sposobnosti satelitima u Zemljinoj orbiti ili značajno unaprijediti performanse postojećih misija.

Ovaj ambiciozni pothvat usklađen je s dugoročnim strateškim dokumentima agencije, Technology Vision 2040 i Strategy 2040, koji postavljaju temelje za razvoj tehnologija i misija usmjerenih na brze i učinkovite odgovore na klimatske promjene, prirodne katastrofe i pritisak na prirodne resurse. Sateliti za promatranje Zemlje (EO) imaju ključnu ulogu u ostvarivanju tih ciljeva, pružajući ključne podatke za razumijevanje složenih procesa na našem planetu. Međutim, njihova učinkovitost trenutno je ograničena brzinom obrade, energetskom potrošnjom i razinom autonomije.

Zora nove ere u svemirskom računarstvu

Umjetna inteligencija (AI) i nove računalne paradigme, kao što su kvantno, fotoničko i neuromorfno računarstvo, posjeduju ogroman potencijal za transformaciju svemirskih aplikacija. Njihovom primjenom može se dramatično povećati autonomija misija i omogućiti donošenje odluka u stvarnom vremenu bez potrebe za ljudskom intervencijom. Kako bi osigurala vodeću poziciju Europe u području održivosti i daljinskog istraživanja, ESA je lansirala novi SysNova izazov pod nazivom "Inovativni misijski koncepti omogućeni disruptivnim računalnim paradigmama".

"Živimo u izuzetno uzbudljivom povijesnom trenutku, na pragu nove industrijske revolucije u kojoj umjetna inteligencija postaje sposobna rješavati složene probleme rezoniranja", ističe Iga Szczesniak, inženjerka za svemirske inovacije i jedna od voditeljica ove kampanje u ESA-i. "Pokretanje ove kampanje sada postavlja temelje za sljedeću generaciju europskih svemirskih misija, omogućujući im da djeluju autonomnije i isporučuju ključne podatke s manjim oslanjanjem na ljudsku intervenciju."

Nadogradnja na temeljima prethodnih uspjeha

Ovaj poziv ne predstavlja korak u nepoznato, već se naslanja na niz uspješnih prošlih i postojećih inicijativa unutar ESA-e. Kroz misije poput pionirskog Φ-sata (Phi-sat), svestranog OPS-SAT-a i inicijativa kao što je 3CS (Cognitive Cloud Computing in Space), agencija je već istražila prednosti integracije inteligencije izravno u orbitu. Φ-sat-1, lansiran 2020. godine, postao je prva europska misija koja je uspješno demonstrirala primjenu umjetne inteligencije u svemiru. Njegov neuromorfni procesor omogućio je autonomno filtriranje i odbacivanje slika prekrivenih oblacima, smanjujući količinu beskorisnih podataka poslanih na Zemlju za gotovo 70%. Time je oslobođen dragocjeni komunikacijski pojas i ubrzana dostava relevantnih podataka znanstvenicima.

S druge strane, OPS-SAT, poznat kao "leteći softverski laboratorij", omogućio je stručnjacima da testiraju nove i napredne softverske alate za upravljanje misijama izravno u svemiru, što je inače aktivnost visokog rizika. Ova platforma, opremljena znatno snažnijim procesorom od većine operativnih satelita, postala je ključna za validaciju novih koncepata autonomije. Paralelno s tim, disruptivne paradigme poput kvantnog i neuromorfnog računarstva pokazale su potencijal za učinkovitiju obradu ogromnih količina podataka. "Ipak, malo je tko do sada istraživao kako bi ove tehnologije mogle redefinirati cjelokupne misije. Vrijeme je da napravimo taj sljedeći korak", pojašnjava Gabriele Meoni, službenik za inovacije u ESA-i i drugi voditelj kampanje.

Ovaj poziv za prijedloge misija ima za cilj izgraditi europske kapacitete za misije sljedeće generacije koje mogu obrađivati složene podatke i funkcionirati s većom autonomijom, učinkovitošću i inteligencijom. Time se jača pozicija Europe kao globalnog lidera u održivom razvoju i daljinskom istraživanju, osiguravajući da podaci koji stižu iz svemira budu pravovremeno obrađeni i dostupni znanstvenoj zajednici i donositeljima odluka, uključujući i stručnjake u ESA-inom centru za promatranje Zemlje, smještenom u talijanskom gradu Frascati.

Potraga za disruptivnim i vizionarskim idejama

ESA aktivno traga za konceptima visokog rizika, ali i visokog potencijalnog dobitka, temeljenim na tehnologijama za koje se očekuje da će postati dostupne u sljedećih 10 do 15 godina. "Cilj nam je potaknuti inovativne sistemske studije i misijske arhitekture koje omogućuju nove primjene, poboljšavaju kompromise u dizajnu misija ili rješavaju postojeća uska grla. Ako provodite disruptivna istraživanja na sjecištu računarstva i svemira, voljeli bismo čuti vašu perspektivu o tome kako bolje povezati ta polja u kontekstu jedne misije", dodaje Iga Szczesniak.

Poziv se provodi putem platforme SysNova, ESA-inog mehanizma za tehnološku procjenu koji potiče zajedničke studije između akademske zajednice i industrije. "Želimo potaknuti ideje koje bi mogle donijeti transformacijske prednosti za trenutne misije ili omogućiti potpuno nove primjene u promatranju Zemlje i šire, s ambicijom da te koncepte u sljedećih nekoliko godina prevedemo u demonstracije u orbiti", nadovezuje se Gabriele Meoni.

Primarni fokus izazova je na promatranju Zemlje, no razmatrat će se i misije usmjerene na sigurne satelitske komunikacije, poboljšanu povezanost i druge kritične operacije. Izazov je isključivo usmjeren na primjene u "uzvodnom" segmentu, odnosno na razini platforme ili tereta na samoj letjelici. Ideje za aplikacije na razini zemaljskog segmenta mogu se uzeti u obzir samo ako nude dokazana i značajna poboljšanja za cjelokupni koncept misije.

Kako sudjelovati i što pobjednici mogu očekivati

Timovi mogu predati svoje prijedloge misija putem platforme Open Space Innovation Platform (OSIP) do 14. rujna 2025. godine. Zainteresirani mogu pronaći sve detalje, procese i uvjete za sudjelovanje na službenim stranicama ESA-e.

Nakon isteka roka za prijave, bit će odabrano do pet najboljih ideja. Svaki odabrani tim dobit će proračun od 100.000 eura za provođenje šestomjesečne detaljne studije. Na kraju tog razdoblja, pobjednička studija bit će nagrađena jedinstvenom prilikom – sesijom u ESA-inom Concurrent Design Facility (CDF). Riječ je o naprednom centru smještenom u tehnološkom srcu ESA-e, ESTEC-u u Nizozemskoj, gdje multidisciplinarni timovi inženjera i znanstvenika zajednički rade na brzom razvoju i evaluaciji budućih svemirskih misija. Dobivanje CDF sesije značajno ubrzava put od konceptualne ideje do zrelog i razrađenog misijskog plana, otvarajući vrata daljnjem razvoju i potencijalnoj realizaciji.

Izvor: European Space Agency