Il progetto ORCHIDE (Orchestration of Reliable Computing on Heterogeneous Infrastructures Deployed at the Edge), di cui Thales Alenia Space France è coordinatore e co-finanziatore, rientra nell'ambito del programma Horizon Europe condotto dall'Unione europea. I partner di Thales Alenia Space in seno al consorzio sono Thales Roumanie, Tarides (Francia), l’Università Politecnica di Bucarest (Romania) e KP Labs (Polonia).
Il progetto è finalizzato alla realizzazione di un sistema di orchestrazione a bordo che permette di creare, implementare ed eseguire diverse applicazioni direttamente in orbita. ORCHIDE si presenta come una base di partenza per la digitalizzazione dello spazio e le applicazioni di Space Edge Computing.
Il progetto, molto importante per valorizzare l'autonomia europea nel settore spaziale, è stato avviato nel dicembre 2023.
Una soluzione adatta a diversi settori di attività
Il sistema sviluppato da ORCHIDE potrà essere utilizzato per le missioni di osservazione della Terra e di monitoraggio ambientale. Grazie all'integrazione di applicazioni di intelligenza artificiale che analizzeranno le immagini raccolte, saranno possibili numerosi utilizzi, come il rilevamento degli incendi o il monitoraggio degli spostamenti di alghe o della presenza di plastica negli oceani. ORCHIDE apporterà un contributo importante alla sorveglianza e al controllo dei siti sensibili.
Il trattamento delle immagini raccolte direttamente in orbita permetterà di trasmettere solo i dati utili alle stazioni di terra. Le applicazioni gestite da ORCHIDE consentiranno di selezionare i dati utilizzabili, eliminando le immagini con visibilità insufficiente, ad esempio per la presenza di nubi, riducendo così il volume dei flussi scambiati. Il trattamento dei dati direttamente a livello del satellite permetterà quindi una maggiore reattività a fronte degli eventi e migliori processi decisionali, oltre a risparmi di tempo e di denaro.
© Thales Alenia Space
Il progetto ORCHIDE permette di democratizzare l'accesso allo sviluppo spaziale! Con l'apertura della soluzione a un mercato industriale internazionale, numerose aziende e sviluppatori avranno l'opportunità di svolgere un ruolo attivo nell'ambiente spaziale. Saranno in grado di creare i propri servizi e applicazioni e di utilizzarli direttamente nello spazio, assicurando la massima reattività.
La soluzione di orchestrazione creata aprirà la strada a numerosi impieghi e potrà essere utilizzata nell'ambito di sistemi come i palloni stratosferici, i droni...
I componenti del progetto ORCHIDE
Il progetto consiste nella realizzazione di una soluzione tecnica completa costituita da tre componenti principali: un kit di sviluppo, un orchestratore e una piattaforma di simulazione.
Il kit di sviluppo permetterà di fornire gli strumenti necessari alla creazione di applicazioni di tipo unikernel. Un unikernel comprende esclusivamente i componenti necessari per far funzionare una specifica applicazione ed è pertanto estremamente leggero, rapido e sicuro, in quanto riduce la superficie d'attacco e le risorse utilizzate. Il kit di sviluppo permetterà la costituzione di un workflow, ossia una catena di elaborazione, finalizzato all'esecuzione di un servizio costituito da varie applicazioni per ottenere il risultato auspicato.
Il nucleo del progetto consiste nella creazione di un orchestratore imbarcato, grazie al quale sarà possibile implementare nuove applicazioni e assicurare una riconfigurazione dinamica del sistema. L'orchestratore condividerà e assegnerà le risorse disponibili a bordo allo scopo di gestire le priorità tra i vari obiettivi.
Infine, i team del progetto forniranno una piattaforma di simulazione costituita da strumenti digitali per contribuire alla progettazione delle tecnologie di Space Edge Computing. Questa piattaforma di simulazione sarà il supporto dell'analisi di fattibilità durante la fase di progettazione, poi della configurazione dinamica durante la fase operativa.
Gli obiettivi del progetto ORCHIDE
Al fine di creare una soluzione perenne, i team del consorzio devono assicurarsi che l'orchestratore prodotto sia sufficientemente agile e compatibile con le tecnologie cloud e edge. È inoltre necessario assicurarne la compatibilità con tutti i tipi di hardware e software.
La soluzione di orchestrazione ha come obiettivo l'ottimizzazione delle risorse disponibili a bordo e deve quindi essere più leggera possibile. In quest'ottica, i team analizzano l'ingegneria del sistema tenendo conto dei parametri relativi all'eco-design e all'informatica sostenibile (informatica verde). Massimizzando il numero di applicazioni a bordo, il carico utile sarà più efficiente ed attivo: sarà quindi in grado di svolgere un maggior numero di funzioni, ottimizzando l'utilizzo delle capacità di trattamento del satellite.
Saranno utilizzate soluzioni "secure by design" basate su unikernel per progettare un orchestratore solido. Per rafforzare la sicurezza della soluzione, sarà istituito un sistema informatico riservato, caratterizzato dall'isolamento dei dati e dal ricorso a comunicazioni protette da crittografia, che farà di ORCHIDE una soluzione attuabile e perenne.
La conclusione del progetto sarà la fase di dimostrazione, che attesterà il corretto funzionamento delle infrastrutture hardware e software su scala spaziale, su sistemi testati in volo. Sarà inoltre implementato un caso d'uso rappresentativo, che riguarda un'applicazione reale ed esistente di elaborazione di immagini.
Il progetto, che darà un contributo prezioso alla competitività del settore spaziale europeo, è attualmente nella fase di definizione degli scenari. La consegna della soluzione è prevista per il mese di maggio 2026.
Oltre al progetto ORCHIDE, Thales Alenia Space sta portando avanti la sua strategia di sviluppo dello Space Edge Computing, iniziata nel 2022 in collaborazione con Microsoft, e il lancio di un programma di dimostrazione a bordo della ISS.
© Thales Alenia Space
Per rimanere aggiornati sull'attualità del progetto e ottenere ulteriori informazioni, visitate il sito Internet del progetto ORCHIDE: ORCHIDE (orchide-project.eu)
