Система ведения архивов данных

Система  ARES-Mars в первую очередь  предназначена для работы с данными комплекта  научной аппаратуры, установленной на аппарате TGO миссии Exomars-2016. В состав комплекта входят следующие приборы:

• ACS (Atmospheric Chemistry Suite) – набор ИК-спектрометров для анализа компонент атмосферы Марса;
   
• CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) – оптическая широкозахватная камера высокого разрешения;
   
• FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) – детектор нейтронов для обнаружения водорода;
   
• NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) – спектрометр для анализа компонент атмосферы Марса;
   

Кроме того, система предполагает возможность интеграции данных приборов, установленных на посадочном модуле EDM (комплекты приборов AMELIA, DECA и DREAMS).
 

Для обеспечения возможности ретроспективного анализа данных исторических миссий по исследованию Марса система также имеет возможность обеспечивать работу с данными следующих приборов и миссий:

• Express – HRSC, SPICAM, OMEGA;
   
• MRO – CRISM, HiRISE, MARCI, CTX, MCS;
   
• Mars Odyssey – THEMIS, HEND;

Этот список не является полным, так как архитектура системы является модульной и позволяет с минимальными затратами адаптировать её под новые типы данных.

Объёмы данных, с которыми должна иметь возможность работать системы, планировались, исходя из возможностей работы КА TGO. Запланированный срок работы аппарата TGO в рамках миссии Exomars-2016 составляет 687 дней. Исходя из этого, а также из номинальных характеристик приборов, минимальная конфигурация системы рассчитана на   объёмы данных, представленные в таблице 4.2.3.1.

Таблица 4.2.3.1 - Запланированные суммарные объёмы данных научной аппаратуры миссии Exomars-2016.
Прибор    Суммарный объём данных за время миссии

Прибор	Суммарный объём данных за время миссии
ACS	1 ТБ
CaSSIS	7 ТБ
FREND	30 ГБ
NOMAD	140 ТБ
Итого:	180 ТБ

Данные научной аппаратуры миссии Exomars-2016 запланированы к распространению в формате PDS (Planetary Data System). Все данные, поступающие в архивы в таком формате, будут обрабатываться для конвертации их в форматы, более подходящие для визуализации и онлайн-обработки (например, в формат GeoTIFF для растровых данных), после чего данные будут отправляться в систему архивации и будут доступны для работы с использованием картографического интерфейса.

Технологически система архивации построена на основе технологии UNISAT, разработанной в ИКИ РАН для работы с разнородными данными наблюдения Земли. Её общие принципы и подходы оказались достаточно универсальными, что позволило применить её к данным наблюдения других планет с минимальной адаптацией. Одним из основных направлений модернизации стала доработка, направленная на работу с данными спектрометров, предназначенных для определения параметров и состава атмосферы посредством затменных наблюдений. Для таких приборов крайне важным является не только визуализация полученных результатов обработки наблюдений, но и картирование самих сеансов наблюдения. Это необходимо как для понимания выполнения уже заданной научной программы, так и для планирования последующих наблюдений. Пример отображения сеанса затменного наблюдения прибора ACS MIR в картографическом интерфейсе системы ARES-Mars представлен на рисунке 4.2.3.1. Серая линия показывает подспутниковый трек КА TGO во время включения прибора и временные отсечки сеанса наблюдения, цветная линия показывает трек подзатменной точки во время сеанса наблюдения и высоту Солнца над горизонтом во время сеанса наблюдения.

 Рисунке 4.2.3.1 - Пример отображения сеанса наблюдения прибора ACS MIR

Ключевыми характеристиками технологии UNISAT можно назвать следующие:

• Использование унифицированной структуры БД для хранения спутниковых данных, которая позволяет  обеспечить работу с широким набором различных спутниковых данных и результатов их обработки без существенного проигрыша в производительности;
   
• Использование единой справочной БД, содержащей всю необходимую информацию, в том числе информацию о центрах приема, спутниках, приборах, продуктах, включая «виртуальные» продукты и правила их построения;
   
• Предоставление доступа к спутниковым данным различных типов на основе унифицированного программного обеспечения, реализующего весь необходимый функционал, имеющийся в специализированных системах ведения архивов спутниковых данных;
   
• Поддержка единого для всех типов спутниковых данных механизма предоставления доступа к «виртуальным» продуктам, позволяющего гибко задавать правила получения новых информационных продуктов на основе имеющихся в архиве данных;
   
• Поддержка сервисов предоставления расширенных метаданных, необходимых для работы инструментов анализа данных и проведения обработки данных в режиме «реального времени»;
   
• Максимальная унификация программного обеспечения, предназначенного для архивации спутниковых данных и ведения распределенных архивов, при сохранении совместимости с существующими форматами поступления данных в архивы.

Внедрение  данной технологии, обеспечивающей эффективную работу со сверхбольшими распределёнными архивами спутниковых данных, позволило реализовать систему работы с планетными данными, позволяющую проводить комплексный анализ разнородной информации с использованием  единого инструментария.