Wenn es um Satellitendaten geht, ist manchmal mehr mehr

Rund 7.000 Satelliten flitzen um die Erde, scannen die Oberfläche unseres Planeten und erzeugen täglich Hunderte Terabyte an Daten. Diese Satelliten werden von vielen verschiedenen Regierungen und kommerziellen Einrichtungen betrieben, und die von ihnen produzierten Daten sind über verschiedene Interessengruppen mit unterschiedlichen Zielen verstreut, sodass es für ein einzelnes Forschungsteam unmöglich ist, das volle Potenzial der Orbitalsensoren der Welt auszuschöpfen.

Forscher am Stevens Institute of Technology haben nun eine digitale Plattform geschaffen, die es Dutzenden von Organisationen ermöglicht, den Informationsaustausch zwischen Flotten orbitaler Geräte und landgestützten Antennen zu modellieren, um komplexe geowissenschaftliche Probleme wie die Erkennung von Waldbränden zu bewältigen. Die Plattform heißt New Observing Strategies Testbed, kurz NOS-T.

„NOS-T bietet Forschern die Möglichkeit, schnell Prototypen für gemeinsame Weltraumforschungsprojekte zu erstellen“, sagte Paul Grogan, außerordentlicher Professor für Systemtechnik an der Stevens-Universität, der das Projekt leitete. „Es beseitigt viele der Herausforderungen, die sonst die Entwicklung dieser verteilten Missionen verhindern könnten.“ .“

In ihrer Arbeit, berichtet in SystemtechnikGrogan und Kollegen von Stevens beschreiben, wie vernetzte Satelliten verwendet werden können, um viel detailliertere Bilder zu erzeugen und so ein wesentlich besseres Bild davon zu erhalten, was auf der Erdoberfläche passiert. Der Einsatz mehrerer Satelliten erleichtert auch die kontinuierliche Überwachung bestimmter Standorte. Dies ist wichtig, wenn Sie versuchen, Waldbrände zu verfolgen oder wassergesättigte Böden zu überwachen, um Erdrutsche vorherzusagen. Im Gegensatz dazu können einzelne Satelliten nur die Gebiete scannen, die sie überfliegen.

NOS-T ermöglicht es Organisationen, ihre eigenen Satelliten und Daten unabhängig zu modellieren und dann Nachrichten auszutauschen, die begrenzte Mengen genehmigter Daten enthalten. Tatsächlich fungiert NOS-T als Bindegewebe und ermöglicht es Unternehmen, Geräte zu verbinden und Daten auszutauschen, ohne sich gegenseitig direkten Zugriff auf vertrauliche Informationen über die von ihnen verwendeten Daten, Steuerungsalgorithmen und andere Technologien zu gewähren.

Solche Schutzmaßnahmen seien die einzige Möglichkeit, private Organisationen davon zu überzeugen, dass der Datenaustausch sicher sei, oder Regierungen davon zu überzeugen, nationale Rivalitäten beiseite zu legen und an gemeinsamen Forschungsprojekten zusammenzuarbeiten, erklärte Grogan. „Diese Art von Partnerschaften sind nicht einfach, aber wenn man nicht mithilfe einer digitalen Simulation herausfindet, wie man zusammenarbeitet, wird man nie in der Lage sein, bei realen Weltraummissionen zusammenzuarbeiten“, sagte er.

NOS-T wird bald bei der Planung realer Weltraummissionen zum Einsatz kommen. Das Earth Science and Technology Office der NASA wird im nächsten Jahr damit beginnen, NOS-T zur Bewertung von Missionsvorschlägen zu nutzen, und einige Missionsdesigner nutzen NOS-T bereits zur Validierung neuer Forschungsrahmen bevor Sie Bundesmittel beantragen. „Mit NOS-T können Sie überprüfen, ob die verteilten Aspekte eines Weltraumprojekts machbar sind, bevor Sie Millionen von Dollar in den Bau von Ausrüstung und den Start von Satelliten stecken“, sagte Grogan.

Künftig könnten kollaborative digitale Plattformen wie NOS-T Satelliten dabei helfen, direkt miteinander zu kommunizieren, wobei Nachrichten von Bord-KI-Algorithmen verarbeitet werden, um Sensoren automatisch auf gemeinsame Forschungsziele hin zu koordinieren. Das Ziel besteht vorerst darin, den Prozess der Entwicklung und Validierung verteilter Missionen zu rationalisieren und Forschern auf der ganzen Welt dabei zu helfen, die Daten, die von den Orbitalsensoren der Welt herabregnen, besser zu nutzen.

„Da die Kosten für Weltraumstarts sinken, sehen wir, dass alle Arten von Organisationen damit beginnen, Sensoren in die Umlaufbahn zu bringen“, sagte Grogan. „Das bedeutet, dass die Zukunft der Weltraumforschung kollaborativ sein muss – aber zunächst müssen wir in der Lage sein, kollaborative Beziehungen genauso gründlich zu modellieren und zu testen, wie wir die von uns verwendete Hardware testen.“