L’edge computing nel settore spaziale per accelerare le informazioni di osservazione della Terra
I satelliti di osservazione della Terra (OT), che sono in grado di acquisire immagini ad alta definizione dell’aria, della terraferma e del mare in un’ampia gamma di spettri visibili ed elettromagnetici, raccolgono una grande quantità di dati; sebbene ciò possa contribuire a monitorare gli incendi boschivi, seguire l’andamento meteorologico, gestire l’agricoltura e molto altro ancora, le informazioni desiderate rimangono sepolte in enormi quantità di dati grezzi. «Prima che i dati di OT possano essere elaborati, devono essere inviati dal satellite nello spazio a terra, un’operazione che può richiedere diverse ore», spiega Adèle Hankache, specialista in microservizi e architettura cloud-native presso la società francese Thales Alenia Space(si apre in una nuova finestra). Questa latenza di trasmissione crea colli di bottiglia che aumentano la competizione per la larghezza di banda di download e limitano la nostra capacità di utilizzare i dati satellitari, ed è qui che entra in gioco il progetto ORCHIDE(si apre in una nuova finestra). Sfruttando un approccio noto come «edge computing spaziale», il progetto, che è un consorzio di quattro partner con sede in Francia, Polonia e Romania, si è posto l’obiettivo di ridurre questo ostacolo all’OT elaborando i dati a bordo dei satelliti man mano che vengono acquisiti. «Elaborando i dati direttamente nello spazio, possiamo ridurre la quantità di quelli trasmessi sulla Terra e migliorare i tempi di risposta per le applicazioni in cui il fattore tempo è critico, rafforzando al contempo l’autonomia tecnologica e la competitività dell’Europa nel settore spaziale», afferma Hankache, che ha rivestito il ruolo di coordinatrice del progetto.
Un design leggero, sicuro e basato su unikernel
Al centro del progetto risiede una piattaforma di orchestrazione a bordo basata sull’intelligenza artificiale che punta a garantire un’elaborazione dei dati in orbita autonoma, sicura ed efficiente dal punto di vista energetico. Il sistema, che si basa su unikernel, supporta i sistemi operativi leggeri che stanno diventando sempre più comuni man mano che i satelliti si trasformano in dispositivi multiuso definiti dal software. «Dato che la nostra piattaforma è indipendente dal software e dall’hardware, opera indipendentemente dalle tecnologie sottostanti e risulta pertanto compatibile con piattaforme edge e spaziali eterogenee», osserva Hankache. A terra, gli sviluppatori utilizzano il kit di sviluppo software (SDK, software development kit) del progetto, una suite di strumenti diagnostici e applicativi volti a sviluppare, impacchettare e preparare le loro applicazioni per l’esecuzione a bordo dei satelliti, che possono inoltre essere condivisi tramite un marketplace in un’app. Il progetto ha sviluppato un ambiente di simulazione che consente di testare e convalidare il sistema di bordo e le applicazioni per gli utenti finali prima della loro implementazione, riducendo i rischi associati allo sviluppo e facilitando ulteriormente l’adozione delle tecnologie di edge computing spaziale.
Servizi di OT più efficienti e reattivi
Dalla sorveglianza marittima al cloud, fino al rilevamento degli incendi, una volta implementata la piattaforma di orchestrazione è in grado di supportare qualsiasi caso d’uso pacchettizzato e preparato con il proprio SDK. Progettata per garantire sicurezza e la protezione sin dalla progettazione, la piattaforma ORCHIDE gestisce dinamicamente i servizi, le risorse di bordo e le priorità delle attività. I dati grezzi delle immagini sono elaborati mentre si trovano ancora a bordo del satellite e solo i risultati significativi vengono inviati a terra, migliorando drasticamente la velocità con cui è possibile fornire informazioni utili. «La nostra piattaforma rende i sistemi e i servizi satellitari più efficienti e reattivi, il che è particolarmente importante per il monitoraggio ambientale e le missioni di risposta alle emergenze, dove il tempo è essenziale», conclude Hankache. ORCHIDE si è concluso nel maggio del 2026; da allora, nuovi partner si sono uniti al consorzio per sviluppare ulteriormente i risultati chiave da esso raggiunti nell’ambito del progetto ORION, finanziato dall’UE.
