Edificio 30 del NASA Johnson Space Center ad Houston, Texas, è un luogo simbolico per chi fa parte dell’industria spaziale civile. Alle 15:18 del 20 luglio 1969, una sala piena di ingegneri in attesa espirò un sospiro collettivo di sollievo quando l’astronauta dell’Apollo 11 Neil Armstrong pronunciò le otto parole celebri: “Houston, Tranquility Base qui. L’Aquila è atterrata.”
Mentre l’equipaggio dell’Apollo 11 scriveva la storia sulla Luna, il personale del NASA Mission Control scriveva la storia sulla Terra. Il team nell’Edificio 30 orchestrava da remoto l’atterraggio sulla Luna da un centro di controllo che gestiva la navigazione, la precisione e il controllo della missione.
Decenni dopo, i Centri Operativi di Missione a Terra – MOCs – continuano a essere un elemento vitale di ogni missione spaziale non solo per la NASA, ma anche per la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e molti altri programmi spaziali federali e commerciali.
“Grazie al Johnson Space Center e alle missioni lunari della NASA, siamo tutti familiari con il concetto di centri operativi di missione. Abbiamo visto lanci e centri di controllo in TV e nei film,” ha affermato Utah Gannon, direttore associato della gestione dei programmi di Raytheon, che sviluppa e fornisce ai clienti governativi e commerciali MOCs avanzati con supporto completo per le stazioni di terra. “Quel modello, di controllare da remoto un asset spaziale, è continuato con cambiamenti tecnologici drammatici.”
Con l’evoluzione e la modernizzazione delle missioni spaziali e delle tecnologie, i MOCs avanzati devono quindi evolversi e modernizzarsi di conseguenza, secondo Gannon, che ha dichiarato che Raytheon sta guidando l’iniziativa costruendo una nuova generazione di MOCs più scalabili, automatizzati, sicuri, modulari e adattabili rispetto ai loro predecessori.
MOCs moderni trasformano i dati in decisioni
I MOCs di oggi non si occupano solo di accompagnare e proteggere gli astronauti. Allo stesso modo, si occupano di accompagnare e proteggere le informazioni.
“I centri operativi di missione abilitano la raccolta dei dati della missione,” ha spiegato Gannon. “Quindi, quello che stiamo osservando oggi è come eseguire la missione in modo efficiente riducendo la latenza dei dati per i decisori.”
Il valore di una decisione migliore e più rapida è evidente nelle molte missioni che Raytheon supporta. Una delle più affascinanti, ad esempio, è il Telescopio Spaziale James Webb, un osservatorio spaziale delle dimensioni di un campo da tennis che cattura la luce infrarossa che viaggia da miliardi di anni.
Con flotte più grandi e più costellazioni nello spazio, c’è bisogno di elaborare, distribuire e archiviare i dati in modo efficiente. L’aumento dell’automazione e la riduzione dei costi operativi mantengono attivi questi MOCs e aiutano a garantire che queste missioni continuino,” ha affermato Utah Gannon. “I dati raccolti da James Webb stanno aiutando gli astronomi a comprendere l’universo, e questo è inestimabile,” ha aggiunto Gannon, citando come esempi il Sistema di Dati e Informazioni per l’Osservazione della Terra (EOSDIS) della NASA e il suo Radiometro di Imaging e Monitoraggio Littorale Geostazionario (GLIMR). Il primo elabora e archivia dati scientifici sulla Terra per l’uso di scienziati, educatori e responsabili politici, mentre il secondo — il primo imager iperspettrale oceanico pianificato dalla NASA per l’orbita geostazionaria — fornirà una visione ad alta risoluzione delle condizioni fisiche e biologiche nelle acque costiere.
C’è anche il Centro di Innovazione per la Predizione della Terra (EPIC) della NOAA, attraverso il quale governo, industria e accademia collaborano per migliorare i modelli di previsione meteorologica; il suo Sistema di Elaborazione Interattivo Avanzato per la Meteorologia (AWIPS), che supporta la previsione meteorologica integrando dati meteorologici e idrologici con immagini satellitari e radar; il suo contratto per la Capacità di Predizione del Vento di Nuova Generazione (NGWP), attraverso il quale Raytheon svilupperà modelli idrici avanzati per la previsione delle inondazioni; e il suo Modulo di Radiometro per Immagini Infrarosse Visibili (VIIRS), che raccoglie informazioni dallo spazio su neve e ghiaccio, nuvole, nebbia, aerosol, incendi, fumi, polvere, salute della vegetazione e altro.
I MOCs a terra pilotano, alimentano e proteggono la missione, e perderli sarebbe devastante.
“Pensate a tutti i disastri meteorologici e climatici che sono accaduti nell’ultimo anno. Secondo la NOAA, ci sono stati più di $92 miliardi di impatti nel 2023 e centinaia di vite perse,” ha detto Gannon. “Quando è possibile ottenere dati più rapidamente ai decisori e consentire loro di prendere decisioni più rapidamente, diventa possibile per le persone proteggere le loro strutture, evacuare e prepararsi.”
I nuovi MOCs promettono maggiore velocità, collaborazione, capacità
I nuovi MOCs possono proteggere più infrastrutture e salvare più vite fornendo una serie di vantaggi e capacità chiave, il primo dei quali è un pipeline di sviluppo più veloce.
“La comunità spaziale sta cercando di ridurre il tempo dalla fornitura all’orbita,” ha affermato Gannon, che ha sottolineato che gli operatori spaziali oggi vogliono essere in grado di lanciare nuove capacità spaziali entro tre anni. “Se la missione è operativa in tre anni, significa che il MOC è pronto in due anni, un anno prima del lancio per supportare le prove e i test effettuati prima del lancio. Questo richiede un modo completamente nuovo di fare approvvigionamento e ingegneria.”
Con l’evoluzione delle missioni spaziali e delle tecnologie, i MOCs avanzati devono quindi evolversi e modernizzarsi di conseguenza, secondo Gannon, che ha osservato che Raytheon sta guidando l’iniziativa costruendo una nuova generazione di MOCs più scalabili, automatizzati, sicuri, modulari e adattabili rispetto ai loro predecessori.”
Per semplificare lo sviluppo degli MOCs, Raytheon sta abbracciando la tecnologia modulare, l’ingegneria digitale e approcci agili al lavoro. Con la tecnologia modulare — cioè soluzioni pronte massimamente e con ingegneria non ricorrente minima — può fornire dimostrazioni e prototipi pre-assegnazione che danno ai clienti un vantaggio iniziale sui loro progetti. Con l’ingegneria di sistema digitale, o basata su modello, può mantenere quell’inerzia iniziale abilitando una maggiore e più precoce collaborazione con i clienti identificando le potenziali sfide e i rischi prima piuttosto che dopo. Infine, con processi di sviluppo agili può adattarsi rapidamente a condizioni di progetto volatili e a requisiti di missione in cambiamento.
L’innovazione nelle operazioni è altrettanto importante quanto l’innovazione nello sviluppo, secondo Gannon, il quale ha dichiarato che Raytheon sta creando efficienze operative che consentono ai clienti di spendere meno denaro per sostenere i MOCs e più sulla scienza applicabile che i MOCs abilitano. Oltre a una maggiore sicurezza e garanzia delle informazioni, le sue priorità includono “operazioni automatizzate monitorate” e MOCs “lights-out”, che possono elaborare autonomamente i dati e generare intuizioni predittive con l’aiuto dell’intelligenza artificiale; modellizzazione 3D, che migliora la consapevolezza situazionale e crea un quadro operativo comune tra i vari stakeholder; capacità remote, che consentono agli operatori spaziali di sfruttare una forza lavoro più diversificata; quadri visivi comuni, che riducono le esigenze di formazione; e architetture flessibili invece di monolitiche, che aumentano la scalabilità, migliorano l’interoperabilità e la concorrenza tra i fornitori, prolungano la vita dei sistemi legacy e garantiscono la compatibilità con le tecnologie emergenti.
“Queste sono le sfide che i nostri clienti devono affrontare e dove devono andare i centri operativi di missione,” ha concluso Gannon. “Con flotte più grandi e più costellazioni nello spazio, c’è bisogno di elaborare, distribuire e archiviare i dati in modo efficiente. L’aumento dell’automazione e la riduzione dei costi operativi mantiene questi MOCs attivi e aiuta a garantire la continuazione di queste missioni.”