Europska svemirska budućnost ne gradi se samo velikim misijama i spektakularnim lansiranjima, nego i nizom hrabrih, nekonvencionalnih ideja koje je potrebno brzo isprobati, validirati i pretvoriti u korisne tehnologije. Upravo to radi ESA-ina platforma Open Space Innovation Platform (OSIP) u sklopu programa Discovery & Preparation: pronalazi riznično dobre prijedloge, spaja znanost i industriju te osigurava prvu rundu financiranja kako bi se ideje u kratkom ciklusu pretvorile u opipljive rezultate. U prvoj polovici 2024. kroz OSIP je podržan mozaik od 51 istraživačko-razvojne aktivnosti, a među njima se posebno ističe pet projekata koji zorno pokazuju kako Europa planira financirati budućnost svemira – od temeljnih AI modela za promatranje Zemlje i autonomne navigacije za bliske susrete letjelica, do goleme „Mjesec-i-Mars” laboratorijske komore, elektronske „olovke” za skidanje prašine i dijamantnih kvantnih magnetometara sljedeće generacije.

Između siječnja i lipnja 2024. OSIP je poslužio kao ulaz u ESA-in inovacijski ekosustav za timove koji rješavaju vrlo konkretne izazove: kako bolje razumjeti planet s obzirom na bujicu satelitskih podataka, kako sigurno upravljati susretima letjelica u orbiti, kako testirati rover-platforme i krhke sustave u uvjetima sličnim lunarnim i marsovskim, kako se nositi s abrazivnom elektrostatikom mjesečeve regulitne prašine te kako uklopiti vrlo precizno mjerenje magnetskih polja u male, štedljive svemirske platforme. U nastavku donosimo prošireni pregled tih pet OSIP-om potaknutih aktivnosti, razloge zašto su bitne, gdje im je komercijalni potencijal i kako se uklapaju u europske svemirske programe koji će obilježiti ovu desetljeću.

OSIP kao brzi pogon za ideje: kako Europa skraćuje put od prijedloga do prototipa

Open Space Innovation Platform zamišljena je kao „ulazna točka” za nekonvencionalne koncepte. Kroz otvorene kanale i tematske kampanje, istraživači iz akademije, start-upova i industrije predlažu rješenja koja prolaze brzu tehničku evaluaciju. Najperspektivnije ideje prelaze u jednu od tri staze: studije izvedivosti (da se brzo provjeri „drži li voda”), sufinancirana istraživanja (PhD i postdoc teme s jasnim tehnološkim izlazom) ili rani tehnološki razvoj (TRL skokovi prema validaciji u relevantnom okruženju). Model je svjesno „portfeljan”: rizik se raspodjeljuje, a odluke o skaliranju donose se na temelju podataka i demonstracija – ne samo na temelju dobrih namjera.

U 2025. taj pristup dodatno dobiva na važnosti. Globalna utrka za autonomnim servisiranjem u orbiti, sve veća gustoća satelita u niskoj Zemljinoj orbiti (LEO), planovi za duže boravke na Mjesecu i povratak uzoraka s Marsa traže krhkost-u-robustnost pretvorene tehnologije: sustave koji su manji, lakši i štedljiviji, algoritme koji rade pod ograničenjima procesora „space-grade” klase te testne pogone u kojima se na Zemlji mogu reproducirati prašnjava, hladna i ultralokacijska okruženja. OSIP upravo takve pokušaje hvata rano i usmjerava ih prema konkretnim misijama.

Temeljni AI model za promatranje Zemlje: „any-sensor” učenje i jezično upravljanje

Tim s École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) radi na stvaranju temeljne (foundation) AI arhitekture koja ne ovisi o vrsti senzora i uči zajedničke reprezentacije iz radarskih (npr. Sentinel-1) i optičkih (npr. Sentinel-2) snimaka nad istim područjima. Umjesto klasičnog pristupa „svaki senzor – svoj model”, cilj je postići da jedna mreža prepoznaje obrasce neovisno o tome dolaze li iz SAR-a, multispektralnih kamera ili nekog budućeg instrumenta. Time se premošćuju razlike u prostornoj rezoluciji, spektru i vremenskoj učestalosti, a rezultati pokazuju da model može efikasno obavljati zadatke i izvan skupa na kojem je treniran.

Sljedeći korak je spajanje vida i jezika: model bi trebao „razumjeti” tekstualne opise i odgovarati na pitanja o sadržaju prizora. To znači da bi korisnik mogao upisati upit poput „pronađi poplavne površine uz Savu u travnju” ili „pokaži promjene u urbanom širenju između 2018. i 2025.” i dobiti smislen, provjerljiv izlaz. Takva jezična interakcija dramatično snižava prag korištenja Earth Observation (EO) podataka izvan usko stručnih timova – od civilne zaštite i upravljanja krizama do agrara, energetike i istraživačkog novinarstva.

Zašto je „any-sensor” važan upravo sada? Zato što konstelacije rastu, a misije se međusobno nadopunjuju: radar vidi kroz oblake i noću; optika donosi bogat spektralni sadržaj; hiperspektralni instrumenti otkrivaju kemijske potpise; altimetri i lidar pružaju geometrijske parametre. Ujednačena latentna reprezentacija svih tih „govora” senzora skraćuje vrijeme do uvida i smanjuje troškove operacija. Dodatno, standardizirani EO bench-markovi sve više favoriziraju modele koji generaliziraju preko geografija i modaliteta, što potvrđuje da je smjer – dobar.

Na operativnoj strani, ističu se slučajevi uporabe s visokim društvenim učinkom: brza procjena štete nakon poplava i požara, detekcija klizišta, nadzor šumskih bolesti i poljoprivrednog stresa, kartiranje urbanih toplinskih otoka, praćenje erozije obala te borba protiv ilegalnih aktivnosti (nelegalne gradnje, sječe, vađenja pijeska). U takvim scenarijima jezično pretraživanje skraćuje put od pitanja do odgovora, a „any-sensor” učenje ublažava praznine u podacima.

SpaceSite Lab: „Mjesec i Mars” u prašnjavoj, vjetrovitoj vakuumskoj komori velikog promjera

Koliko je teško rekonstruirati Mjesec i Mars na Zemlji? Dovoljno teško da je potrebna komora promjera oko 30 metara i visine 7 metara koja kombinira vakuum, ekstremne temperature, vjetar i mobiliziranu prašinu. Upravo to predviđa koncept Dusty-Windy Thermal Vacuum Chamber (DWTVC) u sklopu SpaceSite Laba, zajedničkog pothvata Danskog tehnološkog instituta (DTI) i Sveučilišta Aarhus (AU). Cilj je stvoriti testni i istraživački pogon u punoj skali u kojem se mogu ispitivati roverske platforme, robotske ruke, mobilne baze i osjetljivi mehanizmi pod uvjetima što sličnijima stvarnima – od lunarne polarnice s elektrostatski nabijanim regolitom do vrućih, razrijeđenih marsovskih atmosfera.

Zašto je takva komora strateška? Zato što skalira testiranje od laboratorijskih uzoraka prema cjelovitim sustavima i scenarijima. U njoj se mogu simulirati „prašnjave oluje”, mjeriti degradacije optičkih i termalnih površina, provjeravati pouzdanost konektora i brtvi te validirati sustavi za mitigaciju prašine prije nego što odu do letjelice. Osmišljena je i komercijalna komponenta izvan svemira: mjerenje emisija aerosola iz vozila i peći, ispitivanje velikih ventilacijskih sustava, pa čak i poljoprivredni eksperimenti pod specifičnim atmosferama. Idejni nacrti povezani su s vodećim arhitektonskim uredima, a tehničke konfiguracije prate potrebe budućih europskih misija u Terrae Novae i programu landera Argonaut.

U tijeku je cjelovita studija izvedivosti koja pokriva tehniku, arhitekturu i infrastrukturu, kao i financijsku i dioničku kartu. Time se stvaraju preduvjeti za odluke o faznoj izgradnji i partnerstvima javno-privatnog tipa. Ako Europa želi ozbiljno testirati velike lunarne i marsovske sustave, ovakvo „zemaljsko svemirsko” okruženje ubrzat će razvoj i smanjiti rizik.

AI u službi bliskih susreta: relativna navigacija za servisiranje u orbiti

Servisiranje u orbiti (In-Orbit Servicing – IOS) polako prelazi iz „vizije” u demonstracije. No, da bi „Chaser” sigurno prišao „Targetu”, potreban je sustav koji se nosi s neizvjesnostima: oblik ciljnog objekta nije do kraja poznat, optička svojstva se mijenjaju, uvjeti osvjetljenja variraju, a sve se događa u režimu ograničenih procesorskih resursa i strogo kontrolirane potrošnje goriva. Istraživački tim s Politehničkog sveučilišta u Milanu (Politecnico di Milano), u partnerstvu s ESA-om i industrijom, razvija algoritam relativne navigacije s AI-em „u petlji” koji je robusno dizajniran upravo za takve uvjete.

Validacija se provodi na dvjema razinama. Prvo, algoritam se vrti na svemirski kvalificiranom procesoru kako bi se provjerila ugradivost bez dramatičnih promjena arhitekture letjelice. Drugo, u pogonima Thales Alenia Spacea u Cannesu provode se ispitivanja „kamera-u-petlji” i „procesor-u-petlji” s promjenjivim ciljnim izgledima, čime se testira otpornost na iznenađenja u realnim operativnim uvjetima. Tržišni potencijal je snažan: od uklanjanja svemirskog otpada do dopunjavanja goriva i ugradnje novih modula na postojeće satelite, IOS je segment koji će u sljedećim godinama trebati pouzdane, certificirane GNC sustave s elementima učenja.

Dugoročno, upravo takvi algoritmi mogli bi se preliti i u robotiku na površinama Mjeseca i Marsa, gdje nema GPS-a, a uvjeti se brzo mijenjaju. Uspješna demonstracija na „space-grade” hardveru tako je preduvjet za europsku autonomiju u IOS-u – i važan sigurnosni mehanizam za gužvovite orbite.

„Olovka” protiv prašine: kako kolimirani snop elektrona uklanja regolit

Prašina je tihi neprijatelj misija s ljudskom posadom i robotskih sustava. Fini, abrazivni i elektrostatski nabijeni čestice ulaze u brtve, prljaju optiku, oštećuju termalne površine i smanjuju proizvodnju energije na solarnim panelima. Rumunjski Nacionalni institut za laser, plazmu i fiziku zračenja (INFLPR) istražuje tehniku uklanjanja prašine kolimiranim, pulsirajućim elektronskim snopom energije oko 13 keV. Ideja je elegantna: elektroni prenose impuls izravno na čestice prašine i izbacuju ih sa površine bez prethodne pripreme – bez posebnih premaza, ugradenih žica ili prilagodbi podlozi – što metodu čini univerzalnijom od mnogih dosadašnjih rješenja.

U laboratoriju se trenutno ispituju granice sigurnog i učinkovitog rada. Promjer točke (reda 10 mm), trajanje pulsa (deseci mikrosekundi), frekvencija ponavljanja i ukupna struja po pulsu pažljivo se podešavaju kako bi se postigla visoka učinkovitost čišćenja uz minimalan rizik oštećenja supstrata. Budući da je tehnika inherentno pogodna za uvjete niskog tlaka i vakuuma, očite su primjene na Mjesecu. No potencijal doseže i industriju na Zemlji: brzo čišćenje osjetljive optike, održavanje solarnih farmi u pustinjama, servisiranje senzora u agresivnim atmosferama – sve to su tržišta koja bi mogla profitirati kad se koncept pretoči u proizvodne prototipove. Planovi uključuju međunarodni patent i komercijalizaciju kroz start-up kanal.

Dijamantni kvantni magnetometri: NV-centri za vektorsko mjerenje u malom paketu

Mjerenje magnetskih polja u svemiru temelj je za proučavanje unutarnje građe planeta, praćenje svemirskog vremena, zaštitu elektronike i navigaciju. Klasični magnetometri, koliko god bili pouzdani, često pate od ograničenja u masi, potrošnji energije i dugoročnoj stabilnosti, a vektorsko mjerenje nerijetko zahtijeva više osjetnika i pažljivu kalibraciju. Tim sa Sveučilišta Hasselt razvija miniaturizirani magnetometar koji se oslanja na kvantnu fiziku dijamanta – na tzv. NV (nitrogen-vacancy) centre čije se kvantno stanje pobuđuje i očitava optički, uz mikrotalasnu kontrolu. Takav pristup nudi širok dinamički raspon, robusnost i mogućnost vektorskog mjerenja u kompaktnom obliku.

Koncept je već osjetio svemir kroz studentsku misiju OSCAR-QUBE na Međunarodnoj svemirskoj postaji, čime je otvoren put za „drugu generaciju” s adresiranim ograničenjima i koracima prema integraciji „na čip”. Cilj je instrument dovoljno mali i štedljiv da stane na nanosatelite i u konstelacijske arhitekture, uz dugoročnu stabilnost i točnost potrebnu za znanstvene i operativne misije. Perspektive izvan svemira obuhvaćaju geološka snimanja, medicinske uređaje i industrijska rješenja koja traže precizno, stabilno i brzosustavno mjerenje magnetskih polja.

Od ideje do učinka: gdje se projekti uklapaju u Terrae Novae i Argonaut

OSIP-om potaknute aktivnosti vrlo se konkretno naslanjaju na buduće europske planove. Program Terrae Novae traži otpornu tehnologiju za prašnjave polarne lokacije Mjeseca – bez rješenja za mitigaciju prašine dovodi se u pitanje sve: od mehaničkih sklopova do energetike i komunikacije. Istodobno, program landera Argonaut zahtijeva komponente provjerene u relevantnom okruženju prije nego što krenu u misije koje nose teret cijelog kontinenta. Testne komore pune skale i „čistači” prašine zato nisu luksuz, nego preduvjet pouzdanosti.

U orbiti, međutim, raste drugi pritisak: zagušene LEO i MEO putanje traže servisiranje, inspekcije i sigurno uklanjanje otpada. AI-navigacija otporna na neizvjesnosti i dokaziva na „space-grade” hardveru pretvara se u svojevrsni standard koji će tražiti svaka ozbiljna IOS misija. Na Zemlji, temeljni „any-sensor” AI modeli postaju zajednička radna podloga za javne službe, istraživače i tvrtke koje žele od EO podataka doći do brzih, provjerljivih odluka.

Što se događa nakon prve polovice 2024.: ritam demonstracija u 2025.

Iako je ovdje fokus na razdoblju siječanj–lipanj 2024., razvoj se intenzivirao tijekom 2025. godine. Istraživačka zajednica objavljuje nove arhitekture za multisenzorske temeljne modele, raspravlja o standardizaciji usporedbi i balansiranju skupova podataka po geografijama i modalitetima te ubrzava transfer iz laboratorija u operativne tokove. Industrija, potaknuta europskim i nacionalnim programima, priprema demonstracijske letove za IOS, a akademski i industrijski timovi nastavljaju potrage za izdržljivijim rješenjima mitigacije prašine. Zajednički nazivnik je isti: brže i odgovornije od ideje do učinka.

Brzi vodič: službene stranice i korisne poveznice

• OSIP & Discovery – kako se prijaviti, koji kanali postoje i koje se kampanje provode: OSIP – ESA.


• SpaceSite Lab (DWTVC) – sažetak ciljeva, opseg i status studije: SpaceSite Lab.


• AI za relativnu navigaciju – istraživački opis i plan testiranja na „space-grade” procesoru i optičko-robotskim petljama: Autonomous AI-aided Relative Navigation.


• Elektronski snop za uklanjanje prašine – koncept „olovke” i ključni parametri pulsa: Electron-beam Dust Mitigation.


• OSCAR-QUBE & NV magnetometar – dijamantni kvantni senzor u svemiru i put prema miniaturizaciji: OSCAR-QUBE.