Software per la digitalizzazione dello spazio

Parallelamente al lavoro sull’hardware, che abbiamo approfondito nel precedente articolo, Astra si occupa anche della realizzazione di software particolarmente innovativi e rilevanti per il settore spaziale. A questo è dedicato il secondo work package. 

Anche in questo caso un punto di forza del progetto è il coinvolgimento di un personale dalle caratteristiche trasversali, proveniente sia dal mondo della ricerca che dall’industria, internazionale e dalle competenze diversificate. L’idea che informa tutta questa parte dello spoke è che il settore dello spazio, come altri ambiti, deve essere digitalizzato in modo capillare. Il work package è strutturato in tre attività, focalizzate su altrettanti aspetti chiave dell’innovazione digitale del software.

La prima si occupa di realizzare una infrastruttura che renda digitale e virtuale l’intero ciclo di vita di alcuni dispositivi utilizzati nell’industria spaziale. Si focalizza in particolare sulla tecnologia dei cosiddetti gemelli digitali (“digital twins”), di cui saranno realizzate due versioni nel corso di questo progetto. I gemelli digitali sono delle repliche virtuali di risorse fisiche (che possono essere sistemi, dispositivi, processi come anche persone, a seconda del caso specifico) e grazie alla loro presenza si possono effettuare una serie di interventi utili. Per esempio il gemello digitale è in grado di fare previsioni sui possibili futuri guasti della componente fisica e quindi fare della manutenzione predittiva, ovvero basata su questa anticipazione. 

Altre funzioni che possono svolgere i gemelli digitali sono le valutazioni virtuali del rischio o anche i processi di formazione del team. In questo modo si potranno sostituire alcune strutture attualmente molto costose ma necessarie per approvvigionamento, manutenzione e acquisizione delle competenze. Altro potenziale interessante di questa tecnologia è quello di poter “disaccoppiare” gli elementi software da quelli hardware. Questa operazione distintiva comporta dei vantaggi perché, potendo trattare i due elementi separatamente, è possibile anticipare già in una fase precoce eventuali problemi di integrazione.

La seconda attività si articola intorno a un problema assolutamente cruciale per quanto riguarda i sistemi intelligenti e autonomi. Si tratta dell’affidabilità, che comprende anche la resilienza e la sicurezza del software. Questi elementi, trasversalmente importanti, sono fondamentali nei veicoli spaziali, per via dei loro requisiti di certificazione particolarmente stringenti. In particolare, l’azione prevede l’introduzione di sistemi di machine learning e di intelligenza artificiale, oltre che di vari servizi aggiuntivi a bordo, resi possibili anche dalla potenza computazionale dei processori spaziali del Gran Sasso Science Institute. Allo scopo di incrementare l’affidabilità dei software, saranno testati vari metodi e approcci possibili. Lo scopo ultimo è integrare l’aspetto, di per sé imprescindibile, dell’autonomia e dell’intelligenza delle macchine: è necessario, infatti, che al contempo sia garantito il controllo di terra. La macchina, in altre parole, non può essere intelligente e autonoma e allo stesso tempo non essere affidabile, sicura e controllabile dal punto di vista umano. La convalida sarà effettuata con il Crystal Eye, il sensore spaziale di cui abbiamo già parlato raccontando le attività previste nel primo work package.

L’ultima delle tre attività, infine, è improntata all’innovazione dei rapporti tra piattaforma e carico utile, in termini di software. Con carico utile si intende la capacità di carico del veicolo spaziale, ovvero la massa che esso può trasportare, in merci, passeggeri o attrezzature. L’obiettivo centrale è quindi quello di unire questi due aspetti e lavorare a un’unica piattaforma software che li comprenda entrambi simultaneamente.

La piattaforma risultante avrà carattere ibrido e sarà capace di funzionare anche in orbita. Per effettuare queste operazioni saranno impiegate numerose metodologie e tecnologie differenti, in particolare quelle relative alla già citata intelligenza artificiale.

Foto: Marius Masalar (licenza)