IoT pomáhá objevovat vesmír
Oblast, ve které se technologie od počátku vyvíjejí zásadní rychlostí, je výzkum vesmíru a vesmírné mise. I zde se stále více uplatňuje internet věcí, který díky propojování a automatizaci zařízení umožňuje významné pokroky. Využití těchto technologií v astronautice otevírá nové možnosti monitorování, komunikace a optimalizace systémů v extrémních podmínkách vesmíru.
Zásadní informace o využití IoT ve vesmírných misích přináší článek Internet of Things in Space: A Review of Opportunities and Challenges from Satellite-Aided Computing to Digitally-Enhanced Space Living kolektivu pracovníků z Deakin University v Austrálii z roku 2021. V posledních letech se s vývojem vesmírných misí a investicí do výzkumu některá řešení už realizují.
Budoucnost objevování vesmíru, zapojení IoT a vesmírných technologií. Zdroj: Beyond Projects.
Non-Terrestrial Networks (NTN) a IoT
Jednou z klíčových inovací v oblasti propojení vesmírných zařízení je rozvoj Non-Terrestrial Networks (NTN). Tyto sítě, které kombinují satelitní a pozemní infrastrukturu, jsou zásadní pro zajištění spolehlivé globální konektivity. Evropská vesmírná agentura (ESA) oznámila počátkem září založení NTN Fora, které slouží jako platforma pro spolupráci mezi odborníky z telekomunikací a vesmírného průmyslu. Projekt zahrnuje 288 profesionálů z 144 organizací a má za cíl vyvíjet řešení, která umožní rozvoj 5G Advanced a 6G sítí s globálním dosahem.
Na vývoji NTN technologií se aktivně podílí společnost Sateliot v čele s technickým ředitelem Marcem Guadalupim. Sateliot se zaměřuje na integraci satelitů s pozemními systémy a zajištění pokrytí ve vzdálených oblastech. V kontextu astronautiky tyto technologie umožňují bezpečnou a stabilní komunikaci mezi satelity, robotickými sondami a misemi, což je klíčové pro efektivní vesmírný průzkum. Spolupráce mezi ESA, Sateliotem a dalšími průmyslovými partnery vytváří platformu pro budoucí vývoj vesmírných technologií, které budou zásadní pro dlouhodobé mise, autonomní systémy a průzkum hlubokého vesmíru.
Hubarum a Evropská vesmírná agentura spolupracují na společném prototypovém programu, který kombinuje IoT s daty z pozorování země (EO). Zdroj: hubarum.
IoT senzory ve vesmírných misích
IoT senzory jsou nedílnou součástí moderní astronautiky. Nasazovány jsou k monitorování a řízení životních podmínek na palubě vesmírných lodí a stanic. Senzory sledují klíčové parametry, jako je teplota, vlhkost, kvalita vzduchu nebo úroveň radiace. Zajišťují tím bezpečnost astronautů a efektivní řízení systémů podpory života. Druhou zásadní oblastí je preventivní údržba. Senzorové systémy sledují stav zařízení a infrastruktury ve vesmírných lodích a na stanicích, což umožňuje včasnou detekci poruch nebo opotřebení a zajištění hladkého průběhu misí.
Satelitní IoT a hluboký vesmír
Rozvoj nano- a mikrosatelitů (např. cubesaty) umožňuje rozšiřování konstelací malých satelitů, které poskytují pokrytí pro IoT sítě i v hlubokém vesmíru. Vznikají tak mesh sítě, které podporují komunikaci v reálném čase mezi různými zařízeními a zajišťují synchronizaci mezi vesmírnými stanicemi a sondami.
Díky pokročilým komunikačním systémům NTN bude možné i během misí na Mars nebo za jeho hranice zajistit spolehlivou a efektivní komunikaci na dlouhé vzdálenosti, což je zásadní pro autonomní systémy a sběr vědeckých dat.
Co je cubesat? Zdroj: Canadian Space Agency.
Zpracování dat a autonomní systémy
IoT zařízení mohou ve vesmíru zpracovávat data lokálně prostřednictvím tzv. edge computingu. Místo odesílání obrovského množství surových dat zpět na Zemi mohou zařízení provádět analýzu přímo na místě, což snižuje zátěž na šířku pásma a zrychluje rozhodovací procesy. Tento přístup je klíčový pro vesmírné mise, kde časový posun při přenosu dat mezi Zemí a vesmírem může představovat značné omezení. Platí to hlavně pro autonomní robotické systémy, jako jsou průzkumné rovery, které analyzují povrch planet a asteroidů.
Planetární průzkum a kolonizace
Pro budoucí mise na Mars nebo Měsíc bude klíčové využití IoT v kombinaci s NTN technologiemi. Na planetárních základnách budou IoT systémy monitorovat podmínky prostředí a zajišťovat stabilní životní podmínky pro posádku a také sledovat stav zásob a dodávky energie, včetně sledování spotřeby paliva, kyslíku a dalších zdrojů.
Autonomní systémy, vybavené IoT senzory a propojené přes NTN, umožní samoúdržbu základny, čímž se minimalizuje potřeba lidských zásahů a zvýší se efektivita provozu v extrémních podmínkách.
Budoucnost IoT v astronautice
IoT v astronautice se tedy stává klíčovým nástrojem pro zajištění bezpečnosti, efektivity a inovací v průzkumu vesmíru. V kombinaci s NTN technologiemi umožňuje propojení mezi zařízeními, autonomní systémy a dlouhodobé mise, což výrazně zlepšuje možnosti pro objevování vesmíru a budoucí kolonizaci planet. Jak technologie dále pokročí, můžeme očekávat, že IoT bude hrát stále důležitější roli ve všech fázích vesmírných misí, od monitorování stavu systémů až po podporu života mimo Zemi.
Zdroje:
https://www.mdpi.com/1424-8220/21/23/8117
https://connectivity.esa.int/nonterrestrial-networks-ntn-forum
