Чтобы помочь продвинуться дальше в космос или собрать еще больше данных, космические миссии становятся все умнее. Новейшие спутники наблюдения Земли решают, какие изображения необходимо отправлять пользователям, а планетарные зонды или вездеходы, находящиеся за пределами наблюдения в реальном времени, могут устанавливать и следовать своим собственным курсом.

Откуда взялся этот встроенный интеллект? Как и в случае со всем остальным интеллектуальным оборудованием в нашей повседневной жизни, в конечном итоге все сводится к кодированным наборам инструкций, которые мы называем программным обеспечением, которые сообщают системе, что делать в той или иной ситуации.
«Есть два основных типа задач, которые решает автономия», - отмечает глава подразделения программных систем ЕКА Иоахим Фукс. «Одна из них находится на критических этапах проведения миссии, когда люди абсолютно не могут вмешаться (например посадка марсохода ExoMars или выход миссии Juice на орбиту Юпитера - в обоих случаях внутренняя задержка сигнала из-за расстояния оставляет их наедине). С чем-то вроде запуска ракеты мы в значительной степени знаем, что происходит, но с посадкой на Марс есть еще много таких неизвестных, как точная динамика атмосферы, поэтому существует широкий спектр потенциальных условий, с которыми нужно справиться. В таких ситуациях требуется много тестирования программного обеспечения, чтобы учесть все возможности. Если произойдет сбой подруливающего устройства или просто «переворот» памяти, сможет ли система отреагировать и при этом реализовать то, что ей нужно делать? Вторая проблема миссий, где автономность играет роль, заключается в ситуации, основанной на производительности, когда добавление интеллектуальных функций помогает обойти такие системные ограничения, как ограниченная полоса пропускания или встроенная память».
Автономность чаще всего достигается за счет перехода от базовых командных инструкций к более высокому уровню сложности и абстракции. Иоахим добавляет: «Подумайте о написании документа на портативном компьютере; все это можно сделать с помощью прямого управляющего кодирования, но гораздо проще и лучше сделать это с помощью операционной системы и специального программного обеспечения. С другой стороны, это увеличивает сложность - каждый новый слой добавляет дополнительный бит размера, времени и ресурсов».
Один из способов сделать это на самом деле - добавить выделенное оборудование для дополнительной автономии, что эквивалентно добавлению видеокарты на ПК геймера Другие варианты включают специализированные интегральные схемы или программируемые пользователем вентильные матрицы, ПЛИС, которые имеют дополнительное преимущество, заключающееся в возможности удаленного перепрограммирования после запуска, так что извлеченные уроки могут быть включены в их работу.
При этом, как отмечают в ЕКА, одной из основных проблем бортового спутникового оборудования остается слабая производительность процессоров и относительно малый объем памяти (в совокупности эти системы отстают от наземных аналогов на несколько поколений). Также космос наводнен радиацией, которая может нарушить работу неэкранированного земного оборудования, а «защищенные от радиации» системы являются и простыми, и дорогостоящими.
«Память платформы выросла в два-три раза по сравнению с 15-летней давностью», - объясняет руководитель отдела программного обеспечения для полетов Мария Хернек. «Это позволяет операционному программному обеспечению увеличиваться в размерах по сравнению с тем, что было у нас раньше, но оно все еще крошечное по сравнению с обычным смартфоном».