{"id":799,"date":"2025-04-11T01:08:00","date_gmt":"2025-04-10T22:08:00","guid":{"rendered":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/?p=799"},"modified":"2025-04-10T18:35:42","modified_gmt":"2025-04-10T15:35:42","slug":"kosmosetehnoloogia-avardab-voimaluste-piire-ka-maal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/kosmosetehnoloogia-avardab-voimaluste-piire-ka-maal\/","title":{"rendered":"Kosmosetehnoloogia avardab v\u00f5imaluste piire ka Maal"},"content":{"rendered":"

Tartu \u00dclikooli kosmosetehnoloogia nooremteadur Ric Dengel on \u00fcks kolmest Eesti doktorandist, kellel on oma projekt Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) tehnoloogilisi uuendusi otsivas programmis \u201eOpen Space Innovation Platform\u201c. Selle aasta veedab ta k\u00fclalisuurijana Hollandis ESA kosmoseuuringute ja -tehnoloogia keskuses ESTEC.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Kosmosetehnoloogia on saanud meie igap\u00e4evaelu lahutamatuks osaks. K\u00f5ige tuntavam on see t\u00e4nu satelliitnavigatsioonile, -televisioonile, -internetile jne, kuid satelliite kasutatakse n\u00e4iteks ka ilma ennustamiseks, luureks, \u00fclemaailmseks kellade s\u00fcnkroonimiseks ning isegi p\u00f5hjavee kasutamisest tulenevate maapinna kuju muutuste m\u00e4\u00e4ramiseks ja niitudel heina niitmise kontrollimiseks.<\/p>\n\n\n\n

\n\t
\n\t\t\t\t

<\/p>\n

Kolm kosmosetehnoloogia terminit<\/h3>\n

<\/h3>\n

FlyByGen <\/strong>\u2013 flyby image generation<\/em> \u2013 avatud l\u00e4htekoodiga t\u00f6\u00f6riist, mis genereerib tehisaru treenimiseks kosmosepilte. Asteroididest ja komeetidest ei ole piisavalt palju kvaliteetseid fotosid, FlyByGen aga loob ise realistlikke pilte, et aidata tehisarul erinevaid taevakehi paremini \u00e4ra tunda.<\/p>\n

<\/p>\n

FPGA <\/strong>\u2013 field programmable gate array<\/em> \u2013 erilist t\u00fc\u00fcpi arvutikiip, mida saab p\u00e4rast valmistamist \u00fcmber programmeerida, et t\u00e4ita \u00fclikiiresti spetsiifilisi \u00fclesandeid. Kosmoselaevadel ja -satelliitidel on seda vaja andmete t\u00f6\u00f6tlemiseks reaalajas, et vajaduse korral (nt m\u00f6\u00f6das\u00f5idumissioonidel, maandumisel, ohtude v\u00e4ltimisel) ilma Maalt k\u00e4sku saamata kohe \u00f5igesti reageerida.<\/p>\n

<\/p>\n

OPIC<\/strong> \u2013 optical periscopic imager for comets<\/em> \u2013 Eesti esimene s\u00fcvakosmose missiooni instrument. Tegemist on optilise periskoopkaameraga, mis teeb komeedist pilte m\u00f6\u00f6dalennu ajal. Seadet arendatakse ja katsetatakse T\u00f5raveres Tartu observatooriumis, plaanitud start kosmosesse on aastal 2029.<\/p>\n

<\/p>\n

Allikas: Tartu observatoorium<\/em><\/p>\n

<\/p>\n\t<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Saksamaalt p\u00e4rit Ric Dengeli ESA projekt kannab pealkirja \u201eMasin\u00f5ppe rakendamine kosmoses autonoomsetel m\u00f6\u00f6dalennumissioonidel\u201c. Selle k\u00e4igus arendab ja katsetab ta tehisarul p\u00f5hinevaid s\u00fcsteeme k\u00f5ikv\u00f5imalike objektide pildistamiseks kosmoses.<\/p>\n\n\n\n

Kaugem pilk tulevikku<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dengeli teadust\u00f6\u00f6d Hollandis rahastab ESA, kes saab \u00f5iguse tema uurimist\u00f6\u00f6 tulemusi kasutada. Dengeli p\u00f5hieesm\u00e4rk on v\u00e4lja selgitada, milline andmete t\u00f6\u00f6tlemise viis sobib k\u00f5ige paremini kosmoseaparaatide erinevate \u00fclesannete jaoks; ta keskendub kosmoses objektide tuvastamisele kaameraga. Selleks on tal vaja v\u00e4lja m\u00f5elda mitmesuguseid lahendusi andmete t\u00f6\u00f6tlemiseks ja koguda andmeid, mille p\u00f5hjal neid lahendusi katsetada.<\/p>\n\n\n\n

Praeguses faasis k\u00e4ib uurimist\u00f6\u00f6 seniste tulemuste testimine ESA projektis \u201eComet Interceptor\u201c (\u201eKomeedip\u00fc\u00fcdur\u201c). T\u00e4psemalt p\u00fc\u00fcab Dengel selleks loodud simuleeritud piltidelt leida komeedi tuuma. Aasta tagasi esitles ta oma doktorantuuri k\u00e4igus Tartus v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tatud tarkvara: modulaarset pildigeneraatorit FlyByGen, mis aitab seda \u00fclesannet t\u00e4ita.<\/p>\n\n\n\n

\u201eMeil ei ole kosmosemissioonidelt piisavalt palju pilte, et masin\u00f5ppe algoritme treenida. Minu v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tatud tarkvara suudab ise luua tuhandeid pilte eeldatavatest sihtm\u00e4rkidest ja selle abil saame \u201e\u00f5petada\u201c kosmoses kasutatavat kaamerat erinevaid objekte tuvastama,\u201c selgitab Dengel.<\/p>\n\n\n\n

Teisis\u00f5nu treenitakse tehisaru tohutu hulga piltide p\u00f5hjal \u00e4ra tundma konkreetseid objekte kosmoses. Seej\u00e4rel katsetatakse: simuleeritakse arvutis n\u00e4iteks m\u00f6\u00f6dalendu komeedist, asteroidist v\u00f5i planeedist ja j\u00e4lgitakse, kuidas sond reageerib: kas see saab aru, mis objektiga on tegu ja milliseid andmeid on vaja l\u00f5puks Maale saata.<\/p>\n\n\n\n

\u201eKomeedip\u00fc\u00fcduri\u201c missioonis p\u00fc\u00fctakse esmakordselt ajaloos uurida P\u00e4ikeses\u00fcsteemi \u00e4\u00e4realalt p\u00e4rit komeete, et paremini m\u00f5ista, mis tingimused valitsesid P\u00e4ikeses\u00fcsteemis planeetide tekke ajal. Start on planeeritud aastasse 2029.<\/p>\n\n\n\n

Missiooni k\u00e4igus saadetakse kosmosesse kolm sondi, mis uurivad komeeti sellest m\u00f6\u00f6da lennates ja kaardistavad selle kolmem\u00f5\u00f5tmeliselt.<\/p>\n\n\n\n

\u00dche sondi pardal on Eestis arendatav kaamerainstrument OPIC, mis peab m\u00f5neminutilise m\u00f6\u00f6dalennu ajal valima v\u00e4lja vaid k\u00f5ige v\u00e4\u00e4rtuslikumad kaadrid. Kaadrite valimise tarkvara arendas selle missiooni jaoks v\u00e4lja L\u00e4ti firma Bitlake Technologies, kuid tulevikus saaks seda objektituvastust teha tehisaruga, mida arendab Dengel.<\/p>\n\n\n\n

Kosmoses t\u00f6\u00f6deldakse andmeid reaalajas erilist t\u00fc\u00fcpi arvuti\u00adkiibil (FPGA).<\/p>\n\n\n\n

\u00dcks FPGA-ga lahendatavaid probleeme, mida Dengel uurib, on andmete prioriseerimine. Soov on saavutada olukord, et kosmoseaparaat ei saadaks teadlastele enam k\u00f5iki toorandmeid, vaid anal\u00fc\u00fcsiks neid enne ja edastaks ainult k\u00f5ige olulisema v\u00f5i teeks andmete p\u00f5hjal ise valikuid.<\/p>\n\n\n\n

\n

Kuidas \u00e4ra tunda midagi, millega varasemat kokkupuudet pole? See on \u00fclimalt p\u00f5nev k\u00fcsimus.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

See v\u00e4hendab andmeside kasutamist ning v\u00f5imaldab teha kiiremaid otsuseid ilma Maalt k\u00e4ske ootamata. Mida pikem on satelliidi ja Maa vahemaa, seda rohkem energiat on andmete edastamiseks vaja\u00a0\u2013 seega tasub tarbetut andmevahetust v\u00e4hendada. Dengel t\u00f5deb, et sellise l\u00e4henemise juures on omad proovikivid: v\u00f5ib juhtuda, et k\u00f5iki objekte ei suuda kaamera v\u00e4lja\u00f5ppest hoolimata siiski \u00e4ra tunda.<\/p>\n\n\n\n

\u201eKosmoses, eriti teistel planeetidel, on kindlasti palju v\u00f5\u00f5rast, mida me varem n\u00e4inud pole. Kui masin n\u00e4eb n\u00e4iteks tundmatut lendavat objekti, aga algoritmides pole midagi, mis suudaks seda tuvastada, mis siis saab? Kuidas \u00e4ra tunda midagi, millega varasemat kokkupuudet pole, ja sellest teistele teada anda? See on kosmosetehnoloogias \u00fclimalt p\u00f5nev k\u00fcsimus.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Kallis tehnoloogia ja keerulised olud<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Kui Maa peal n\u00e4eb ises\u00f5itev auto tundmatut objekti, p\u00fc\u00fcab ta seda v\u00f5rrelda varem n\u00e4htud asjade ja olenditega, ja kui vastet ei leidu, saavad insenerid v\u00e4hese vaevaga programmi muudatused teha. Kui k\u00fctus otsa saab, on v\u00f5imalik s\u00f5idukit tankida v\u00f5i laadida; kui masin saab viga, tehakse remonti.<\/p>\n\n\n\n

Kosmoses on seadmete hooldus ja uuendamine tehniliselt palju keerulisem. Probleemid tekivad juba viivitusest, mis on tingitud hiiglaslikest vahemaadest: kui Marsi l\u00e4hedal olevale satelliidile saadetakse Maalt t\u00f6\u00f6k\u00e4sk, j\u00f5uab signaal k\u00fcll umbes 20\u00a0minutiga kohale, aga selleks ajaks on satelliit juba edasi liikunud.<\/p>\n\n\n\n

On veel mitu omavahel seotud keerdk\u00fcsimust. Esiteks pole kosmosetehnoloogia odav l\u00f5bu. Materjalid peavad olema \u00e4\u00e4rmiselt vastupidavad ja t\u00f6\u00f6kindlad ning maksavad palju. Et nende tootmine ja kasutamine oleks t\u00f5husam, p\u00fc\u00fctakse teha j\u00e4rjest v\u00e4iksemaid kosmoses\u00f5idukeid, kuid k\u00f5iki komponente ei ole v\u00f5imalik l\u00f5putult v\u00e4iksemaks muuta.<\/p>\n\n\n\n

Tuleb arvestada, et v\u00e4iksemal masinal on vajaliku t\u00f6\u00f6 tegemiseks v\u00e4hem arvutusj\u00f5udlust. J\u00f5udlust on aga vaja, et andmeid koguda ja t\u00f6\u00f6delda ning s\u00f5idukit juhtida. Lisaks on kosmose erip\u00e4ra see, et seal on v\u00e4ga keeruline seadmeid jahutada: kui s\u00fclearvutis jahutab protsessorit ventilaator, siis kosmoses selline lahendus ei toimi. \u00dcleliigsest soojusest tuleb aga kuidagi lahti saada, sest vastasel korral kuumeneb seade lihtsalt \u00fcle ja lakkab t\u00f6\u00f6tamast.<\/p>\n\n\n\n

Nende keerukate \u00fclesannete lahendamiseks tuleb Maa peal kogu v\u00f5imalik arendust\u00f6\u00f6 \u00e4ra teha ning anda kosmoseliikuritele palju iseseisvust. See on eriti oluline s\u00fcvakosmose missioonidel, kus side puudumine muudab kosmoses\u00f5iduki ja sondide reaalajas juhtimise v\u00f5imatuks.<\/p>\n\n\n\n

Ric Dengel selgitab, et kosmoses\u00f5idukite autonoomsus saavutatakse mudelitega, mis p\u00f5hinevad etteantud t\u00f5en\u00e4osustel, ja need ei m\u00f5tle iseenesest midagi uut v\u00e4lja.<\/p>\n\n\n\n

\u201eP\u00e4ris omap\u00e4i m\u00f5tlev ja tegutsev tehisaru on ikkagi veel ulmeline stsenaarium. N\u00e4iteks ChatGPT v\u00f5ib meid \u00fcllatada ja see areneb t\u00f5esti kiiresti, aga tehisaru on siiski veel selles seisus, kus see modelleerib ja j\u00e4ljendab.<\/p>\n\n\n\n

Kui me j\u00f5uame hetke, kus tehisaru loob midagi, mida meie enam seletada ei oska\u00a0\u2013 vaat siis peaksime muutuma ettevaatlikuks,\u201c arvab Dengel.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Eesti kosmosekeskus T\u00f5raveres<\/h2>\n\n\n\n

Tartu \u00dclikooli Tartu observatooriumis tehakse teadus- ja arendust\u00f6\u00f6d ning koolitatakse noorteadlasi astronoomias, kaugseires ja kosmosetehnoloogias. Observatoorium on ka tunnustatud partner rahvusvahelistes v\u00f5rgustikes. Selle kosmosetehnoloogia osakond tegeleb mitmesuguste uudsete seadmete projekteerimise, ehitamise ja katsetamisega. Arendatavad seadmed leiavad rakendust nii kosmoses kui ka Maa peal.<\/p>\n\n\n\n

Muu hulgas on observatooriumis akrediteeritud katselaborid, kus ettev\u00f5tted saavad oma seadmeid testida erinevates keskkonnatingimustes ja on v\u00f5imalik kalibreerida optikaseadmeid. Kosmosemissioonide simuleerimise keskuses ehk Kosmosepunkris saab katsetada kosmoseinstrumente enne p\u00e4ris missioonile saatmist. N\u00e4iteks on seal tehtud juba ka katsem\u00f5\u00f5tmisi \u201eKomeedip\u00fc\u00fcduri\u201c missiooni jaoks.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Tartu \u00dclikooli kosmosetehnoloogia nooremteadur Ric Dengel on \u00fcks kolmest Eesti doktorandist, kellel on oma projekt Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) tehnoloogilisi uuendusi otsivas programmis \u201eOpen Space Innovation Platform\u201c. Selle aasta veedab ta k\u00fclalisuurijana Hollandis ESA kosmoseuuringute ja -tehnoloogia keskuses ESTEC. Kosmosetehnoloogia on …<\/p>\n","protected":false},"author":784,"featured_media":748,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-799","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-teadus"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/799","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/users\/784"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=799"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/799\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":840,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/799\/revisions\/840"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/media\/748"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=799"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=799"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=799"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}