Un hub di dati per lo spazio e la ricerca planetaria
Lo spazio e la ricerca planetaria si affidano a sofisticati strumenti di calcolo per simulare le condizioni del nostro sistema solare e sfruttare al meglio i dati ricevuti dal passato e dalle missioni in corso. Un passo avanti in questa direzione è dato dallo sviluppo di un portale che rende disponibile una grande quantità di dati disponibili e azionabili in un unico punto. È importante sottolineare che questo nuovo portale permette agli scienziati di comprendere i complessi dati osservazionali visualizzandoli e confrontandoli con simulazioni numeriche. Sviluppato all’interno del progetto IMPEX (Integrated medium for planetary exploration), il quadro di calcolo interattivo fornisce supporto per la condivisione di dati e modelli di calcolo tra le missioni e i gruppi di ricerca. A causa della complessità di esplorazione spaziale, gli strumenti scientifici sono solitamente creati ad hoc. Inoltre, i diversi standard per l’elaborazione dei dati e gli strumenti di calcolo sono spesso costruiti in-house, utilizzando strutture e protocolli dati specifici per la missione. Ciò significa che lo scambio o il confronto dei dati tra differenti missioni e modelli è impossibile. Per superare questa difficoltà il team IMPEX ha messo a punto un protocollo completo, così come un nuovo modello di dati per facilitare la gestione comune di dati osservazionali e modellizzati. Il modello di dati IMPEX è diventato parte integrante del modello di dati SPASE, riconosciuto a livello internazionale, in forma di estensioni di simulazione IMPEX. Sulla base di questo, il portale IMPEX offre strumenti per la visualizzazione e l’analisi di una varietà di insiemi di dati osservazionali e numerici. Numerose banche dati di simulazione vengono inserite nel sistema, aprendo la possibilità per le osservazioni di essere facilmente confrontate con le previsioni teoriche. Il quadro computazionale del progetto IMPEX è stato inizialmente usato per confrontare i dati osservazionali della missione Venus Express e Messenger in orbita su Venere e Mercurio, con modelli di simulazione esistenti. Successivamente è stato svolto il confronto dei dati della missione Rosetta con i rispettivi dati di simulazione. Il punto di partenza per l’elaborazione dei dati è lo strumento AMDA (automated multi-dataset analysis). AMDA fornisce accesso a dati e funzionalità di data mining semplici da usare. È stato progettato per l’analisi e la visualizzazione di dati osservazionali e di simulazione concentrati sulla fisica del plasma spaziale. D’altra parte, il modulo 3DView, con funzionalità di visualizzazione 3D, può essere utilizzato per visualizzare traiettorie di veicoli spaziali ed effemeridi relative a pianeti. Le banche dati IMPEX sono direttamente collegate al modulo 3DView (e ad altri strumenti) attraverso il protocollo IMPEX, permettendo la combinazione tra orbite spaziali, misurazioni in situ e dati simulati. Gli utenti possono selezionare le simulazioni da memorizzare ed elaborare all’interno del sistema IMPEX. Inoltre, i risultati delle simulazioni possono essere interpolati sulla traiettoria delle sonde spaziali. In questo modo, le misurazioni in situ possono essere confrontate con i risultati delle simulazioni e visualizzate in 3D. Il potente sistema IMPEX facilita la ricerca in collaborazione, su ambienti relativi a plasma e campi magnetici di Venere e Mercurio, ma anche di altri oggetti presenti nel nostro sistema solare, quali comete, Marte, Giove, Saturno e la Terra. Anche se il progetto si è concluso nel 2015, i lavori sul sistema continuano; il consorzio si sta già preparando a trasferire IMPEX nel cloud. Utilizzando le risorse cloud e i servizi di megadati, IMPEX offrirà funzionalità uniche per la comunità scientifica. La start-up ITVersum è nata durante l’esecuzione del progetto per sostenere le sue azioni di follow-up nelle aree IT correlate.
Parole chiave
Hub di dati, spazio, sistema solare, modellizzazione computazionale, dati osservazionali, IMPEX, esplorazione planetaria, strumenti scientifici basati sul web
