Как современные решения в ИТ-индустрии могут ускорить развитие космической отрасли

Более пяти лет я занимаюсь инновациями, развитием энергетических систем и систем автоматизации для применения в автономных системах. И в последние годы применение этих технологий для космической отрасли становится всё более актуальным. После участия в различных мероприятиях и сессиях, посвящённых коммерческому космосу, я решил провести исследование потенциала развития космической отрасли, опираясь современные технические решения.

Активный рост числа проектов и сервисов с применением технологий BigData, нейросетей и ИИ, предиктивной аналитики, а также увеличение числа малых спутников и их группировок, ведёт к тому, что это может создать новое направление ИТ-индустрии — SpaceIT.

SpaceIT будет опираться на наиболее перспективные технологии:

1. Серийное производство спутников и космических аппаратов различного назначения, оснащённые достаточной вычислительной мощностью. Цифровое проектирование, моделирование и расчёт компонентов и систем (один из ярких примеров компания — SpaceX).

2. Регулярные пуски ракет различной мощности, что кратно снижает стоимость вывода на орбиту и облегчает доступ к космосу для коммерческих компаний и частных лиц.

3. Системы лазерной связи и навигации для дальней связи.

4. Автономные космические аппараты (например, космические буксиры) и роверы.

5. Оптимизированные вычислительные модели и алгоритмы, технологии распределённых вычислений для работы на спутниках и космических аппаратах.

6. Новые материалы для различных систем (защитные, теплоотводящие, etc).

7. Электронная компонентная база (в том числе радиационно-стойкая), увеличивающая производительность и время работы оборудования в космосе. Недорогие и простые сенсоры.

8. Новые алгоритмы нейросетей и ИИ, обучаемые для работы с распределёнными логистическими системами (управление роем дронов на большой площади).

9. Технологии автономного производства (роботизация, аддитивные технологии, новые технологии обработки материалов, etc).

Исходя из этого выводим основные технические решения SpaceIT, которые приведут к прорыву в освоении околоземного пространства и Солнечной системы в ближайшие десять лет.

1. Мультифункциональные автономные тяжёлые платформы с постоянным энергоснабжением от 50 кВт, оснащённые защищёнными модулями с серверным оборудованием, а также с универсальными (типизированными) разъёмами и протоколами обмена данными. Общие стандарты для всех систем космических аппаратов для совместимости различных узлов и конструктивов. Модульная система позволит регулярно обновлять сервера для ремонтов и модернизации.

2. Сеть связи, навигации и управления космическим движением на базе ИИ. Создание единой системы диспетчеризации космического движения в пространстве Земля-Луна с интеграцией всех участников программ освоения космоса. Создание автоматизированных транспортных сетей. Системы лазерной связи и высокоточные системы позиционирования. Станции определения положения в пространстве с использованием трехмерной системы координат (космическая и лунная навигация). Дистанционное управление дронами-спутниками и роверами операторами с Земли для выполнения сложных задач.

3. Сеть сбора, хранения и передачи данных в космосе. Экстерриториальный принцип доступа к информации, ускорение обработки данных для применения в космосе. Верифицированная система расчётов с применением технологий блокчейн. Орбитальные дата-центры, дата-центры на Луне и космических станциях. Радиационно-стойкие электронные компоненты. Развитие направления фотонных процессоров.

4. Создание автоматизированных производств в космосе под управлением ИИ. Биотехнологии, новые фармпрепараты, печать биоматериалов, сверхпроводимость, магнитная левитация, автоматические фабрики и роботизированные системы добычи полезных ископаемых, роботизированные верфи с применением аддитивных технологий (3Д печать конструкций и в потенциале строительство космических кораблей в условиях микрогравитации), автономные роверы и комбайны.

Весь современный прогресс в космической отрасли опирается на цифровые технологии. Именно они позволили кратно ускорить расчёты и проверку гипотез. Новые продукты на базе ИИ и BigData позволят нам идти выше низких орбит и осваивать всю Солнечную систему. И, по моему мнению, Индустрия 6.0 появится именно в космосе.