Sintesi del progetto
SDEGNO sviluppa e ottimizza codici GPU per la previsione dell’irraggiamento da raggi cosmici, con modelli stocastici (SDE) e algoritmi Monte Carlo. L’obiettivo è ottenere simulazioni accurate e molto più rapide per supportare pianificazione e protezione delle missioni spaziali, dove l’attività solare modula il flusso di particelle e incide su sicurezza, payload e costi.
Obiettivi
Il progetto si propone di ridurre drasticamente il tempo di esecuzione dei modelli tramite HPC (CUDA, multi-GPU), di automatizzare la parametrizzazione e la calibrazione dei modelli, di abilitare analisi su larga scala e studi di sensibilità per comprendere il ruolo dei parametri e la stabilità del modello e predisporre strumenti semi-automatizzati per la pianificazione delle missioni spaziali.
Problemi e necessità
La pianificazione delle missioni deve considerare l’evoluzione dell’attività solare e il modo in cui essa influisce sulla modulazione dei raggi cosmici. I modelli tradizionali risultano onerosi. Senza risorse HPC è infatti difficile eseguire calibrazioni complesse e analisi estese in tempi compatibili con i cicli progettuali. Servono quindi simulatori profilati e parallelizzati in grado di scalare su GPU.
Soluzioni sviluppate
SDEGNO ha realizzato un simulatore GPU unendo modellizzazione stocastica, profiling e tecniche di Intelligenza Artificiale decentralizzata per l’ottimizzazione, che si è dimostrato più veloce delle alternative a parità di accuratezza. L’intero progetto gira su infrastrutture HPC, con accesso a hardware non disponibile altrove e possibilità di scaling del calcolo. Codice, dati e script di replica sono open source.
Impatti
Il progetto ha sviluppato strumenti predittivi per la misura di irradiamento da raggi cosmici e per la pianificazione delle missioni spaziali, abilitando inoltre studi più complessi e dettagliati sui processi responsabili dell’emissione dei raggi cosmici grazie al supporto HPC e il riuso della metodologia (in altri contesti data-intensive della fisica e dell’ingegneria.
Settori di applicazione
I domini principalmente coinvolti sono l’Ingegneria Spaziale, l’HPC scientifico, l’AI per la Scienza e in generali quelli in cui servono simulazioni Monte Carlo accelerate e riproducibili su GPU.
