znanost 13.9.2016 7:45

Slovenski raziskovalci z najboljšo idejo za podaljšanje delovanja sonde Mars Express

Ljubljana, 13. septembra - Ekipa MMMe8 z Odseka za tehnologije znanja Instituta Jožef Stefan (IJS) je zmagala na prvem tekmovanju v rudarjenju podatkov Evropske vesoljske agencije (ESA). Naloga udeležencev je bila napovedovati urno porabo električne energije vesoljske sonde Mars Express. Rezultati bi lahko pomagali podaljšati trajnostno dobo sonde, so povedali v ekipi.

Ljubljana.
Zmagovalna ekipa MMMe8 tekmovanja Mars Power Challenge.
Foto: Mili Bauer

Ljubljana.
Solarni panel.
Foto: Tamino Petelinšek/STA
Arhiv STA

Naloga tekmovanja je bila napovedati urno porabo električne energije sonde Mars Express, ki okoli Marsa kroži že od leta 2003, za eno marsovsko leto oz. 687 dni. Učinkovito napovedovanje porabe energije namreč omogoča daljše delovanje sonde v Marsovi orbiti.

"Ko bo poraba električne energije tako velika, da eksperimenti ne bodo več možni/smiselni, bodo sondo iztirili in jo usmerili na Marsovo površje. Stroški takšnih raziskav so zelo visoki, zato niti malenkostnih izboljšav ne gre zanemariti," so pojasnili v ekipi.

Sonda Mars Express za svoje delovanje uporablja energijo, ki jo proizvede s pomočjo sončnih celic. Ker je sonda v vesolju že 12 let in imajo uporabljeni materiali svojo življenjsko dobo, se proizvodnja energije zmanjšuje. Energija, ki jo sonda potrebuje za delovanje, ni zanemarljiva, zato je nujno optimizirati vse procese, da ostane čim več energije za znanstvene poskuse, poudarjajo v ekipi.

Sonda vsebuje veliko elektronike, ki za svoje delovanje potrebuje določeno temperaturno območje, česar v vesolju ni lahko doseči. Sondo je treba včasih ogrevati, spet drugič, ko je neposredno izpostavljena Soncu, ohlajati, so povedali v ekipi. Porabo oziroma dovajanje energije se meri na 33 mestih v sondi. Cilj tekmovanja je bil s pomočjo podatkov za tri marsovska leta napovedati porabo električne energije za četrto marsovsko leto za vsako izmed 33 meritvenih mest.

Najpomembnejši del rešitve je bila po besedah ekipe predobdelava podatkov, ki so bili dostopni tekmovalcem na spletni strani tekmovanja. Podatke je bilo treba predstaviti v taki obliki, da je lahko napovedni algoritem iz njih razbral kar največ informacij o problemu, s pomočjo česar so nato dobili zmagovalni model porabe energije, so pojasnili tekmovalci.

"Podatke smo pripravili tako, da smo meritve treh marsovskih let, s katerimi smo naučili model, razdelili na minutne intervale. S tem smo količino podatkov znatno povečali, zato smo bili zelo veseli, da imamo na odseku možnost uporabe računalniških gruč."

Tekmovanje je bilo odprtega tipa, kjer so lahko vse ekipe spremljale napredek svojih nasprotnikov. Ekipa, ki je najbolj natančno napovedala porabo energije, je bila po predložitvi tehničnih specifikacij ter vseh algoritmov in postopkov v pregled strokovnjakom iz ESA razglašena kot zmagovalna.

Ekipo MMMe8 sestavljajo Martin Breskvar, Dragi Kocev, Jurica Levatić, Aljaž Osojnik, Matej Petković, Nikola Simidjievski, Bernard Ženko.

Njihova raziskovalna skupina deluje pod vodstvom dr. Saša Džeroskega ter se ukvarja z razvojem metod za analizo velikih in kompleksnih podatkovij, ki se jih uporabi na različnih področjih, kot je denimo medicina, biologija, znanosti o okolju, analiza multimedijskih vsebin. V natečaju pa so tokrat svoje metode aplicirali na novo temo - misijo vesoljskega plovila. Trenutno sodelujejo v več domačih in evropskih projektih.