Universum

Seit dem Seit dem 8. Juni ist Alexander Gerst im Rahmen der Mission „Horizons“ an Bord der internationalen Raumstation ISS. Einen wichtigen Beitrag zu den rasanten Fortschritten in diesem Bereich leistet auch die Informationstechnologie (IT), und insbesondere die Technologien der künstlichen Intelligenz (KI). Markus Wolf, Pure Storage, wagt eine Bestandsaufnahme und einen Ausblick in Sachen „IT&KI in der Weltraumforschung“.

Als Neil Armstrong 1969 zum ersten Mal den Mond betrat und die berühmten Worte „Ein kleiner Schritt für den Menschen, ein großer Sprung für die Menschheit“ sprach, sagte er richtig voraus, wie wichtig die Raumfahrt werden würde. Der Wettlauf darum, etwas zu erforschen, zu entwickeln oder zu erobern, fesselt und inspiriert jeden, unabhängig vom Alter. Die moderne Raumfahrt hat seit den sechziger Jahren einen langen Weg zurückgelegt. Die NASA hat versprochen, ihre erste Mission zur Sonne bis Ende 2018 zu starten, und private Investoren fordern die Finanzierung kommerzieller bemannter Missionen zum Mars.

Die Raumfahrtindustrie boomt. Dank großer Technologiesprünge können wir nun weiter in die Galaxie vordringen, um Neuland zu erkunden und möglicherweise sogar neue Phänomene aufzudecken. Mit erneuten Investitionen in staatliche Raumfahrtprogramme und dem Ausbau einer tragfähigen privaten Raumfahrt übertreffen unsere Bestrebungen und Erfolge sogar das, was wir einst in Filmen gesehen haben.

Big Data für die Raumfahrt

Was ermöglicht diese neuen Entdeckungen und Errungenschaften? Im Mittelpunkt der Raumfahrt stehen Daten, die von der Unterstützung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten bis hin zur Vorhersage dienen, wann ein Raumschiff wieder in den Orbit eintritt. Große Datenmengen sind entscheidend für die kritische Arbeit im Kontrollzentrum, daher müssen die unterstützenden Systeme, die diese Informationen pflegen und verarbeiten, „always on“, also immer verfügbar sein.

Der 7090er-Mainframe-Computer von IBM mag der aufregende technologische Durchbruch gewesen sein, der den ersten Amerikaner vor Jahrzehnten ins All brachte, aber die heutigen Supercomputer sind noch wichtiger, um Informationen zu knacken und die Weltraumforschung weiter voranzutreiben. Von der NASA bis zur ESA, und allen privaten Unternehmen dazwischen, sind Supercomputer ein wichtiger Bestandteil von IT-Systemen, die es modernen Raumfahrtunternehmen ermöglichen, über die Grenzen hinauszugehen.

Daten im Mittelpunkt von Design und Entwicklung

Supercomputing-Systeme sind in der Lage, riesige Datenmengen in einer Nanosekunde zu verarbeiten, um sicherzustellen, dass Wissenschaftler die Informationen bekommen, die sie brauchen, wann immer sie sie brauchen. Oft sind diese Informationen zeitkritisch und müssen in Echtzeit von Raketen und Raumstationen, die Tausende von Kilometern entfernt sind, an Wissenschaftler, Ingenieure und Mathematiker weitergeleitet werden und umgekehrt. Schließlich wird die Sicherheit von Raumfahrzeugen und ihrer Passagiere durch solche leistungsstarken Maschinen gewährleistet, die mit modernster Speichertechnik ausgestattet sind. Da die Nachfrage nach Technologien zur Förderung der Weltraumforschung steigt, müssen Daten priorisiert und in den Mittelpunkt von Design und Entwicklung gestellt werden.

KI-Programm entdeckte Kometen

Künstliche Intelligenz (KI) wird bereits in vielen verschiedenen Raumfahrtorganisationen intensiv genutzt. Ein KI-Programm der NASA entdeckte vor kurzem einen neuen Planeten, 2.545 Lichtjahre von der Erde entfernt, indem es vorhandene Daten des Kepler-Weltraumteleskops verwendete. Der heiße und felsige Planet heißt Kepler-90i und wurde von maschinellen Lernwerkzeugen entdeckt, die lernten, Planeten zu identifizieren, indem sie aufgezeichnete Signale von Exoplaneten oder Planeten außerhalb unseres Sonnensystems untersuchten. Einer der größten Vorteile des maschinellen Lernens bei der Erforschung des Weltraums ist, dass Programme die verfügbaren Daten leichter durchsuchen können als Menschen, was die Chance erhöht, Planeten zu finden, wenn hierzu riesige Datensätze ausgewertet werden müssen.

KI und die Suche nach außerirdischem Leben

Es wird sogar angenommen, dass KI bei der Suche nach außerirdischem Leben hilfreich sein könnte. Spezialfahrzeuge könnten den feindlichen Bedingungen des Sonnensystems standhalten und mithilfe von KI eisige Flüsse und heiße Höhlen erkunden, wie es ein Mensch möglicherweise nicht könnte. Auch die Mission Mars 2020 wird von der KI vorangetrieben: Die Fahrzeuge, die den Planeten erforschen sollen, können selbstständig fahren und sogar ihre To-Do-Listen selbst priorisieren, um sicherzustellen, dass sie ihr Können maximieren. Die Systeme dieser Rover werden auf KI zurückgreifen, um Experimente durchzuführen und sicherzustellen, dass keine wichtigen Daten übersehen werden, wenn sie den roten Planeten analysieren und erforschen. Obwohl die Wissenschaftler die Rover steuern müssen, bedeutet KI, dass die Ingenieure sich von den Maschinen zurückziehen können. Diese können die Daten alleine sammeln und analysieren, ohne allzu viel menschliches Zutun.

Mit den Investitionen in neue Technologien und KI wächst auch das Potenzial, mehr von unserem Sonnensystem zu erforschen. Die Einführung neuer Technologie hat sich sprunghaft verändert. Wo es früher Phasen wie Early Adopters oder Nachzügler gab, existieren diese Begriffe nicht mehr in gleicher Weise. Der Einsatz von Technologie ist nicht nur schneller, sondern wird auch schneller allgemein akzeptiert. So wird die Zeit zwischen wichtigen Meilensteinen – wie der Mondlandung, der ersten Raumstation oder der Voyager-Mission – nur durch die rasante Entwicklung und Einführung von Technologie verkürzt. Wenn die technologische Innovation in diesem rasanten Tempo weitergeht, werden wir bald die Sterne am Nachthimmel nicht nur beobachten, sondern sehr viel mehr darüber wissen.

Markus WolfMarkus Wolf, Regional Director Systems Engineering bei Pure Storage


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