Τι πρέπει να γνωρίζεις (TL;DR)
- Το Lawrence Livermore National Lab (LLNL) προσομοίωσε 1 εκατομμύριο τροχιές δορυφόρων στον χώρο μεταξύ Γης και Σελήνης (Cislunar space).
- Το τεράστιο υπολογιστικό project απαίτησε 1,6 εκατομμύρια ώρες CPU —κάτι που θα έπαιρνε 182 χρόνια σε ένα PC— αλλά ολοκληρώθηκε σε 3 ημέρες μέσω υπερυπολογιστών.
- Μόλις το 9,7% των τροχιών παρέμεινε σταθερό για 6 χρόνια, καταδεικνύοντας τη δυσκολία διαχείρισης της διαστημικής κυκλοφορίας.
- Όλα τα δεδομένα έγιναν open-source, προσφέροντας έναν πολύτιμο χάρτη για τις μελλοντικές αποστολές, εν μέσω ενός άναρχου παγκόσμιου "αγώνα δρόμου".
Η περιοχή μεταξύ της Γης και της Σελήνης, ευρύτερα γνωστή ως Cislunar Space, μετατρέπεται ταχύτατα στο νέο "οικόπεδο φιλέτο" της διαστημικής βιομηχανίας. Ωστόσο, η τοποθέτηση ενός δορυφόρου σε αυτό το αχανές και βαρυτικά πολύπλοκο περιβάλλον δεν είναι καθόλου απλή υπόθεση. Το ερευνητικό κέντρο Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) αποφάσισε να ρίξει άπλετο φως στο πρόβλημα, επιστρατεύοντας τους υπερυπολογιστές του για να προσομοιώσει 1 εκατομμύριο πιθανές τροχιές.
Το αποτέλεσμα; Λιγότερο από 10% κατάφερε να "επιβιώσει" μακροπρόθεσμα. Αλλά πίσω από αυτό το φαινομενικά απογοητευτικό νούμερο, κρύβεται ένας θησαυρός επιστημονικών δεδομένων που θα καθορίσει την ασφάλεια των μελλοντικών διαστημικών υποδομών.
Η υπολογιστική πρόκληση
Η αδυσώπητη πραγματικότητα της τροχιακής μηχανικής απαιτεί υπολογιστική ισχύ που, απλά, τρομάζει. Για να αντιληφθούμε το μέγεθος του εγχειρήματος, η ομάδα του LLNL χρειάστηκε 1,6 εκατομμύρια ώρες CPU για να χαρτογραφήσει τροχιές διάρκειας έξι ετών.
Αν προσπαθούσατε να τρέξετε αυτόν τον κώδικα σε έναν συμβατικό, high-end οικιακό υπολογιστή ή ακόμα και σε έναν τυπικό server, θα χρειαζόσασταν περισσότερα από 182 χρόνια. Αντίθετα, αξιοποιώντας τον παράλληλης επεξεργασίας κώδικα που ανέπτυξαν, κατάφεραν να διανείμουν το φορτίο στους κόμβους των υπερυπολογιστών Quartz και Ruby. Ο χρόνος εκτέλεσης μειώθηκε στις μόλις 3 ημέρες. Αυτό από μόνο του υπογραμμίζει γιατί το hardware ακραίων επιδόσεων είναι προαπαιτούμενο για την κατάκτηση του Διαστήματος.
Γιατί μας αφορά;
Στο Techgear παρακολουθούμε στενά τον αυξανόμενο συνωστισμό που επικρατεί στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Με κράτη και ιδιωτικές εταιρείες να εκτοξεύουν διαρκώς νέους δορυφόρους χωρίς να υπάρχει ένας δεσμευτικός, κεντρικός παγκόσμιος συντονισμός, ο κίνδυνος συγκρούσεων αυξάνεται εκθετικά.
Από το 1 εκατομμύριο τροχιές, τα δεδομένα έδειξαν ότι το 54% παρέμεινε σταθερό για τουλάχιστον ένα χρόνο, όμως το ποσοστό κατακρημνίστηκε στο 9,7% στον ορίζοντα της εξαετίας. Αυτό που πολλοί ίσως παρερμηνεύσουν είναι το χαμηλό ποσοστό επιβίωσης, θεωρώντας το "αποτυχία".
Στην πραγματικότητα, συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο. Τα δεδομένα αυτών των ασταθών τροχιών μάς δείχνουν πού ακριβώς βρίσκονται οι "πιο πολυσύχναστες διασταυρώσεις" στο Διάστημα. Επιτρέπουν στους μηχανικούς να προβλέψουν πώς οι μικρές βαρυτικές διαταραχές θα εκτρέψουν τα σκάφη, προσφέροντας γνώση που θα σώσει επενδύσεις πολλών δισεκατομμυρίων. Το γεγονός ότι το LLNL διέθεσε αυτό το dataset σε μορφή open-access, είναι ένα τεράστιο δώρο στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα.
Τι ισχύει αληθινά για την ασφάλεια στο Cislunar Space
Ενώ συχνά κυκλοφορούν κινδυνολογίες για άμεσα ατυχήματα (το γνωστό Σύνδρομο Kessler), αυτό που επιβεβαιώνεται από την έρευνα δεν είναι ο άμεσος κίνδυνος σύγκρουσης, αλλά η δυσκολία διατήρησης της τροχιάς. Οι "αποτυχημένες" τροχιές της προσομοίωσης δεν σημαίνουν απαραίτητα καταστροφή, αλλά ότι τα σκάφη θα απαιτούσαν τεράστιες, απαγορευτικές ποσότητες καυσίμου (station-keeping) για να παραμείνουν στη σωστή θέση αν τοποθετούνταν λάθος εξαρχής.
Η άποψη μας στο Techgear
Η δημοσίευση του LLNL αποτελεί επί της ουσίας το πρώτο σοβαρό προσχέδιο για το μέλλον του "τροχονόμου" στο Διάστημα (Space Traffic Management). Καθώς το Cislunar Space παύει να είναι αποκλειστικά πεδίο επιστημονικής εξερεύνησης και μετατρέπεται σε χώρο εμπορικού και γεωπολιτικού ανταγωνισμού, τέτοιες υποδομές ανοιχτών δεδομένων είναι κρίσιμες. Είναι πλέον σαφές ότι η μάχη του Διαστήματος δεν θα κερδηθεί μόνο από τους πυραύλους επόμενης γενιάς, αλλά κυρίως από τα data centers και τους αλγόριθμους πρόβλεψης που τρέχουν πίσω στη Γη. Η υπολογιστική ισχύς είναι το απόλυτο εργαλείο επιβίωσης στο κενό.
