Skip to main content

Integrated Medium for Planetary Exploration

Article Category

Article available in the folowing languages:

Centrum danych dotyczących badań nad kosmosem i planetami

Naukowcy z UE stworzyli ogólnodostępne centrum danych dla licznych misji kosmicznych, które umożliwia porównywanie i łączenie ze sobą danych obserwacyjnych pochodzących spoza Ziemi przy pomocy symulacji numerycznych. Prace przyczynią się też do poszerzenia wiedzy na temat Układu Słonecznego.

Technologie przemysłowe

Badania nad kosmosem i planetami wykorzystują zaawansowane narzędzia obliczeniowe do symulacji warunków panujących w Układzie Słonecznym oraz w celu maksymalnego spożytkowania danych pochodzących z aktualnych i wcześniejszych misji. Przełomem w tej dziedzinie jest stworzenie portalu, który w jednym miejscu udostępnia ogromne ilości danych i umożliwia korzystanie z nich. Co ważne, portal pozwala naukowcom na wizualizację złożonych danych obserwacyjnych i porównywanie ich z symulacjami numerycznymi. Opracowany w ramach projektu IMPEX (Integrated medium for planetary exploration) interaktywny model obliczeniowy wspiera wymianę danych i modeli obliczeniowych między zespołami realizującymi misje kosmiczne i prowadzącymi badania. Ze względu na złożony charakter eksploracji przestrzeni kosmicznej, instrumenty naukowe są zwykle budowane z myślą o ściśle określonym przeznaczeniu. Ponadto różne standardy do narzędzi przetwarzania i analizy danych są często tworzone wewnętrznie, w oparciu o specyficzne dla danej misji struktury i protokoły danych. Oznacza to, że wymiana i porównywanie danych z różnych misji i modeli są niemożliwe. Aby pokonać ten problem, zespół IMPEX opracował uniwersalny protokół i nowy model danych, ułatwiający wspólne przetwarzanie danych pochodzących z obserwacji i modelowania. Model danych IMPEX został włączony na stałe do międzynarodowego modelu SPASE w postaci rozszerzenia symulacyjnego IMPEx. W oparciu o to rozwiązanie portal IMPEX oferuje narzędzia do wizualizacji i analizy różnych zbiorów danych obserwacyjnych i numerycznych. Do systemu wprowadzone są liczne bazy danych symulacyjnych, umożliwiające łatwe porównywanie obserwacji z przewidywaniami teoretycznymi. Model obliczeniowy IMPEX zastosowano po raz pierwszy do porównania danych z obserwacji sond Venus Express i Messenger krążących po orbitach Wenus i Merkurego z istniejącymi modelami symulacyjnymi. Następnie dokonano porównania danych z misji Rosetta z odpowiednimi danymi symulacyjnymi. Punktem wyjścia do przetwarzania danych jest narzędzie do zautomatyzowanej analizy wielu zbiorów danych (AMDA). AMDA umożliwia dostęp do danych oraz do łatwych w obsłudze funkcji eksploracji danych. Narzędzie jest przeznaczone do analizy i wizualizacji danych obserwacyjnych i symulacyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem fizyki plazmy kosmicznej. Narzędzie 3DView, wyposażone w funkcje wizualizacji trójwymiarowej, można z kolei stosować do wyświetlania trajektorii statków kosmicznych i efemeryd planetarnych. Bazy danych IMPEX są bezpośrednio połączone z 3DView (i innymi narzędziami) za pośrednictwem protokołu IMPEX, co pozwala na łączenie orbit statków kosmicznych z ich pomiarami in situ i symulowanymi danymi. Użytkownicy mogą wybierać symulacje, które mają być zapisane i poddane dalszemu przetwarzaniu na platformie IMPEX. Ponadto wyniki symulacji można interpolować na trajektorię sond kosmicznych. Dzięki temu możliwe jest porównywanie pomiarów in situ z wynikami symulacji, a także ich wizualizowanie w trzech wymiarach. Zaawansowany system IMPEX ułatwia prowadzenie wspólnych badań dotyczących plazmy i środowisk pola magnetycznego Wenus i Merkurego, ale również innych obiektów w Układzie Słonecznym, takich jak komety czy też Mars, Jowisz, Saturn i Ziemia. Mimo że projekt został zakończony w 2015 r., system nadal działa. Konsorcjum przygotowuje się już do przeniesienia platformy IMPEX do chmury. Dzięki zasobom chmurowym i usługom big data platforma IMPEX będzie oferować naukowcom wyjątkowe funkcje. W ramach projektu złożono start-up o nazwie ITVersum, którego zadaniem jest obsługa informatyczna platformy po zakończeniu realizacji inicjatywy.

Słowa kluczowe

Centrum danych, kosmos, Układ Słoneczny, modelowanie obliczeniowe, dane obserwacyjne, IMPEX, eksploracja planet, internetowe narzędzia naukowe

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania