Το κινητό σου μπορεί να αποκαλύψει τα μυστικά του διαστήματος

Μια νέα εφαρμογή Android θα μετατρέψει το smartphone σας σε όργανο της επιστήμης του πληθοπορισμού. Αφήνοντας το κάθε βράδυ δίπλα στο παράθυρό σας, με ενεργοποιημένη τη δορυφορική πλοήγηση (satnav), το τηλέφωνό σας θα καταγράφει μικρές διακυμάνσεις στα δορυφορικά σήματα, συλλέγοντας δεδομένα για ανάλυση μηχανικής εκμάθησης της μετεωρολογίας και των μοτίβων καιρού στο διάστημα.

Όλοι γνωρίζουμε ότι τα κινητά τηλέφωνα είναι στην πραγματικότητα «έξυπνα», αλλά οι κύριοι σκοποί τους ήταν πολύ πιο «γήινοι». Οποιοσδήποτε μπορεί να τα χρησιμοποιήσει για να επικοινωνεί με τα αγαπημένα του πρόσωπα, για να διασκεδάσει σε ένα τραπέζι blackjack κάποιας διαδικτυακής πλατφόρμας, για να κάνει αγορές μέσω Διαδικτύου ή για την πληρωμή λογαριασμών. Μέχρι στιγμής, η σάρωση του σύμπαντος δεν ήταν κάτι που θα μπορούσε να φανταστεί κάποιος. Η εφαρμογή CAMALIOT, που αναπτύχθηκε μέσω του Προγράμματος Καινοτομίας και Υποστήριξης Πλοήγησης της ESA (NAVISP), με την υποστήριξη του Κέντρου Επιστημονικής Υποστήριξης GNSS του Οργανισμού, είναι συμβατή με περισσότερα από 50 μοντέλα smartphone στην αγορά.

Εκτός από τη βοήθεια στη δημιουργία νέων μοντέλων πρόγνωσης καιρού για τη Γη και το διάστημα, οι συμμετέχοντες έχουν επίσης την ευκαιρία να κερδίσουν βραβεία, συμπεριλαμβανομένων νέων κινητών και κουπονιών για τον online κολοσσό, Amazon. Αυτή η τετράμηνη εκστρατεία «επιστήμης των πολιτών» διαρκεί μέχρι τα τέλη Ιουλίου. «Τα παγκόσμια δορυφορικά συστήματα πλοήγησης, όπως το ευρωπαϊκό Galileo, έχουν φέρει επανάσταση στην καθημερινή ζωή», εξηγεί ο μηχανικός πλοήγησης της ESA, Vicente Navarro.

«Και τα επακριβώς διαμορφωμένα σήματα, που παράγονται συνεχώς από τους δεκάδες δορυφόρους GNSS σε τροχιά, αποδεικνύονται επίσης πολύτιμος πόρος για την επιστήμη που χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για τη μελέτη της ατμόσφαιρας, των ωκεανών και των επιφανειακών περιβαλλόντων της Γης. Το Κέντρο Επιστημονικής Υποστήριξης GNSS δημιουργήθηκε για να βοηθήσει στην υποστήριξη αυτής της τάσης».

Για παράδειγμα, δεκάδες χιλιάδες μόνιμοι σταθμοί GNSS καταγράφουν συνεχώς δεδομένα satnav. Καθώς τα δορυφορικά σήματα ταξιδεύουν προς τη Γη, τροποποιούνται από την ποσότητα των υδρατμών στην κατώτερη ατμόσφαιρα, βοηθώντας ιδιαίτερα στην πρόβλεψη βροχοπτώσεων.

Τα σήματα Satnav υφίστανται επίσης καθυστέρηση και ξεθώριασμα –γνωστό ως «σπινθηρισμός» – καθώς περνούν μέσα από ακανόνιστα μπαλώματα πλάσματος στην ιονόσφαιρα. Αυτό το ηλεκτρικά φορτισμένο ανώτερο ατμοσφαιρικό στρώμα αλλάζει συνεχώς, επηρεασμένο από την ηλιακή δραστηριότητα, τις γεωμαγνητικές συνθήκες και την τοπική ώρα της ημέρας. Οι δέκτες satnav διπλής συχνότητας μπορούν να αντισταθμίσουν αυτό το αποτέλεσμα συγκρίνοντας τις δύο συχνότητές τους.

Ο Vicente προσθέτει: «Ο συνδυασμός των δεκτών smartphone Galileo διπλής ζώνης και η υποστήριξη του Android για ακατέργαστη εγγραφή δεδομένων GNSS είναι αυτό που άνοιξε την προοπτική συμπλήρωσης δεδομένων από αυτούς τους σταθερούς σταθμούς GNSS με δεκάδες εκατομμύρια smartphone, αυξάνοντας κατά πολύ την πυκνότητα κάλυψης. Εμπνευστήκαμε από τη διάσημη πρωτοβουλία «SETI@home», όπου οι οικιακοί φορητοί υπολογιστές βοηθούν στην αναζήτηση σημείων εξωγήινης ζωής».

Τα αποτελέσματα μπορούν στη συνέχεια να υποβληθούν σε μια προσέγγιση μηχανικής μάθησης «Μεγάλων Δεδομένων», αναζητώντας μοτίβα που δεν είχαν δει προηγουμένως, τόσο στη Γη όσο και στον διαστημικό καιρό.

Ο Vicente εξηγεί: «Αυτό είναι το πρώτο μας βήμα στη διεύρυνση της απόκτησης δεδομένων GNSS χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση συγχώνευσης δεδομένων «Internet of Things», χρησιμοποιώντας νέες πηγές όπως σταθερούς αισθητήρες και drones καθώς και smartphone. Ένα ευρύ φάσμα άλλων εφαρμογών είναι επίσης δυνατό για το σύστημα, συμπεριλαμβανομένης της βελτίωσης της απόδοσης των συστημάτων GNSS».

Η CAMALIOT διευθύνεται από μια κοινοπραξία με επικεφαλής το ETH Zurich (ETHZ) σε συνεργασία με το Διεθνές Ινστιτούτο για την Ανάλυση Εφαρμοσμένων Συστημάτων (IIASA). «Η προσπάθεια CAMALIOT υποστηρίχθηκε στον πυρήνα της από το στοιχείο 1 του ερευνητικού μας προγράμματος NAVISP, ωθώντας την καινοτομία στη δορυφορική πλοήγηση», σχολιάζει ο Pierluigi Mancini, διευθυντής προγράμματος NAVISP της ESA.

Τι είναι όμως ακριβώς το NAVISP; Πολλοί από τους ειδικούς που σχεδίασαν και επέβλεψαν το σύστημα δορυφορικής πλοήγησης Galileo υποστηρίζουν τώρα ευρωπαϊκές εταιρείες αιχμής στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και υπηρεσιών πλοήγησης. Το αποτέλεσμα είναι το Πρόγραμμα Καινοτομίας και Υποστήριξης Πλοήγησης της ESA. Η NAVISP εξετάζει κάθε είδους έξυπνες ιδέες για το μέλλον της πλοήγησης: τρόπους βελτίωσης της δορυφορικής πλοήγησης, εναλλακτικά συστήματα εντοπισμού θέσης και νέες υπηρεσίες και εφαρμογές πλοήγησης.

Σε συνεργασία με την ευρωπαϊκή βιομηχανία και ερευνητές, περισσότερα από 200 έργα NAVISP έχουν ξεκινήσει μέχρι στιγμής.