La NASA lance une « initiative scientifique open source »,
et encourage l'adoption de la science ouverte

La NASA s'engage à long terme à construire une communauté scientifique ouverte et inclusive au cours de la prochaine décennie. La science open source est un engagement en faveur du partage ouvert de logiciels, de données et de connaissances (algorithmes, articles, documents, informations auxiliaires) le plus tôt possible dans le processus scientifique.

Les principes de la science open source consistent à rendre la recherche scientifique financée par des fonds publics transparente, inclusive, accessible et reproductible. Les progrès technologiques, notamment les outils de collaboration et l'informatique en cloud, contribuent à la mise en œuvre de la science open source, mais la technologie seule ne suffit pas. La science à code source ouvert nécessite un changement de culture en faveur d'un processus scientifique plus inclusif, transparent et collaboratif, qui permettra d'accélérer le rythme et la qualité du progrès scientifique.

Pour contribuer à l'instauration d'une culture de la science ouverte, la NASA se fait le champion d'une nouvelle initiative : l'Open-Source Science Initiative (OSSI). L'OSSI est un programme complet d'activités visant à permettre et à soutenir l'évolution de la science vers l'ouverture, y compris les ajustements politiques, le soutien des logiciels open source et la cyberinfrastructure. L'OSSI vise à mettre en œuvre la stratégie de la NASA pour la gestion des données et l'informatique pour la science de pointe 2019-2024, qui a été élaborée grâce à la participation de la communauté.

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Au cours de la dernière décennie, des termes tels que la science des données, l'apprentissage automatique et l'informatique en cloud sont devenus très répandus. Les technologies et les pratiques qui les sous-tendent sont le fruit d'importants investissements commerciaux, importants et la reconnaissance du fait que les données et les capacités informatiques sont capables de susciter une curiosité et une innovation qui n'avaient pas été imaginées auparavant.

Parallèlement à ces avancées technologiques, les attentes des scientifiques et des utilisateurs commerciaux et scientifiques des données publiques ont changé. Il est reconnu que la recherche financée par des fonds publics et les données sous-jacentes devraient être ouvertes et facilement accessibles à de plus grandes communautés d'utilisateurs afin de soutenir l'innovation.

La conduite de la science dans le cadre de l'ouverture renforce la confiance, fait progresser la science et permet l'accès aux informations publiques pour les partenaires universitaires, internationaux et commerciaux. Le rythme des changements technologiques et sociaux va continuer à s'accélérer au fur et à mesure que de nouvelles technologies sont développées par la NASA et à l'extérieur.

La communauté scientifique au sens large s'oriente vers les outils open source et collaboratifs. Par exemple, le DoD a adopté les principes de l'open source en 2008. Les Académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de la médecine ont demandé à la NASA d'adopter une politique d'open source. La NASA est également soumise à des décrets et à d'autres directives politiques.

La NASA, ainsi que la Maison Blanche et d'autres agences fédérales, ont désigné 2023 comme l'Année de la science ouverte. Tout au long de l'année, un effort concerté sera déployé au sein du gouvernement fédéral pour montrer les nombreux avantages de la mise à disposition intégrale et ouverte des données. L'Open Source Science Initiative (OSSI) de la NASA et la mission Transform to Open Science (TOPS) créent des ressources et des opportunités de financement pour accroître l'utilisation des données de la NASA par une communauté plus large. Le Guide de l'Année de la science ouverte de la NASA est un excellent point de départ ; vous pouvez prendre connaissance des derniers événements sur la page GitHub de TOPS.

La politique novatrice de la NASA en matière de données ouvertes permet un accès illimité aux plus de 75 pétaoctets de données sur les sciences de la Terre contenues dans la collection EOSDIS (Earth Observing System Data and Information System) de la NASA. Le programme Earth Science Data Systems (ESDS) de la NASA garantit que ces données sont entièrement disponibles pour tout utilisateur et à toute fin. Il encourage et facilite le partage ouvert de toutes les métadonnées, de la documentation, des modèles, des images et des résultats de recherche ainsi que du code source utilisé pour générer, manipuler et analyser ces données.

Cette page fournit un aperçu plus approfondi de la manière dont la SEDD définit la science ouverte et le paradigme évolutif de la science à source ouverte, facilite l'utilisation sans restriction des données de la NASA sur les sciences de la Terre et soutient les initiatives de science ouverte à l'échelle de l'agence.

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Les pratiques scientifiques open source de la NASA rapprochent l'agence d'un système complètement ouvert (partie droite de l'image). Les nouvelles technologies et pratiques permettront à la NASA de continuer à devenir un système entièrement ouvert. Crédit : NASA ESDS.

Le programme Earth Science Data Systems (ESDS) de la NASA définit la science ouverte comme une culture de collaboration rendue possible par la technologie qui permet le partage ouvert des données, des informations et des connaissances au sein de la communauté scientifique et du grand public afin d'accélérer la recherche et la compréhension scientifiques. Un système basé sur la science ouverte vise à rendre le processus scientifique aussi transparent (ou ouvert) que possible en rendant tous les éléments d'une découverte revendiquée facilement accessibles, ce qui permet de répéter et de valider les résultats.

De ce concept de science ouverte, émerge d'un paradigme évolutif appelé science à source ouverte. La science à source ouverte accélère la découverte en menant la science de manière ouverte, du lancement du projet à sa mise en œuvre. Il en résulte l'inclusion d'une communauté plus large et plus diversifiée dans le processus scientifique, aussi près que possible du début des activités de recherche. Ce niveau accru d'engagement à mener l'ensemble du processus de recherche ouvertement et sans restriction renforce la transparence et la reproductibilité, ce qui engendre la confiance dans le processus scientifique.

Il s'agit également d'un changement culturel qui encourage la collaboration et la participation de praticiens d'horizons divers, notamment la discipline scientifique, le sexe, l'origine ethnique et l'expertise.

Depuis 1994, les données des sciences de la Terre de la NASA sont accessibles sans restriction à tous les utilisateurs, quel que soit leur objectif, et depuis 2015, l'ESDS a veillé à ce que tous les logiciels des systèmes de données développés grâce aux bourses de recherche et de technologie de la NASA soient disponibles en tant que logiciels libres.

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Les archives EOSDIS devraient s'accroître considérablement avec l'ajout des données des missions à venir (indiquées par la zone orange) qui font partie de l'Observatoire du système terrestre de la NASA. Les données des missions SWOT (Surface Water and Ocean Topography) et NISAR (Synthetic Aperture Radar) de la NASA et de l'Organisation indienne de recherche spatiale devraient porter le volume des archives EOSDIS à plus de 250 Po d'ici à 2025 ou 2026, selon les calendriers de lancement actuels. Tableau basé sur les données du système de métrologie ESDIS (EMS).

La disponibilité sans restriction des données des sciences de la Terre de la NASA est le fondement de toutes les activités de l'ESDS, et le programme est resté à la pointe des avancées technologiques pour assurer la livraison et l'utilisation efficaces de ces données. Comme le volume des données EOSDIS continue de croître (plus de 65 PB en janvier 2022), le SDE entreprend un effort révolutionnaire pour déplacer cette collection de Big Data dans le Earthdata Cloud.

Le fait d'avoir cette collection de données dans le cloud permettra une utilisation plus efficace de ces vastes archives, notamment la possibilité d'effectuer des analyses dans le cloud et de simplement télécharger les résultats, ce qui représente une économie considérable en termes de temps de calcul et d'exigences de traitement. Les nouvelles missions qui font partie de l'observatoire du système terrestre de la NASA généreront des volumes de données plus importants que toutes les missions précédentes, et toutes ces données seront accessibles par le biais d'Earthdata Cloud le plus tôt possible dans le processus scientifique.

L'engagement de l'ESDS en faveur de l’open source repose également sur l'utilisation collaborative de ces données. Grâce à Earthdata Cloud et à des efforts tels que la plateforme d'algorithme et d'analyse multi-mission (MAAP), l'ESDS permet à un plus grand nombre d'utilisateurs d'interagir avec ces données au début du processus scientifique. À l'aide d'une connexion Internet standard, des utilisateurs de l'Arizona et d'Abu Dhabi, par exemple, peuvent travailler ensemble pour analyser un ensemble de données EOSDIS en temps réel sans avoir à télécharger ces données.

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NASA Worldview permet l'exploration interactive de plus de 1 000 couches d'imagerie. Les utilisateurs peuvent comparer plus de 20 ans d'images MODIS de la Terre entière, créer des animations et suivre facilement les événements naturels à l'aide des données conservées par le Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET) de la NASA.

En plus des données en accès libre, l'ESDS de la NASA fournit également une large gamme d'outils et d'applications pour travailler avec ces données et le code derrière ces outils et applications. La page Earthdata Data Tools fournit des descriptions et des liens vers des ressources créées par les centres d'archivage actifs distribués (DAAC) d'EOSDIS pour des fonctions telles que la recherche et le sous-ensemble de données. En outre, des outils spécialisés, tels que NASA Worldview et Giovanni, permettent aux utilisateurs d'explorer de manière interactive des centaines de couches de données visualisées, de superposer plusieurs couches, d'effectuer des comparaisons, de créer des animations, et bien plus encore.

Parmi les autres ressources permettant d'utiliser et de travailler avec les données de la NASA, citons :

Algorithm Publication Tool

L'Algorithm Publication Tool (APT), développé par l'Interagency Implementation and Advanced Concepts Team (IMPACT) de la NASA, permet une science ouverte et reproductible en aidant les scientifiques à rédiger en collaboration une documentation normalisée et de haute qualité sur les algorithmes. Les Algorithm Theoretical Basis Documents, ou ATBD, contribuent à garantir une science reproductible en documentant les principales hypothèses scientifiques formulées lors de l'écriture des algorithmes et en favorisant une meilleure compréhension des données d'observation de la Terre.

Earthdata Code Collaborative (ECC)

L'ECC est une plateforme de développement, de test et de découverte des applications et services EOSDIS. L'ECC fournit un cadre prêt à l'emploi pour exécuter des tests à chaque fois qu'une base de code est modifiée et fait des recommandations sur les cadres et les approches de test à utiliser.

Pangeo

Le projet Pangeo aide la communauté des sciences de la Terre à analyser les données dans le cloud afin qu'elle puisse passer moins de temps à télécharger et à gérer les données. Le projet est partiellement financé par le programme ACCESS (Advancing Collaborative Connections for Earth System Science) de la NASA, qui développe des technologies pour gérer, découvrir et utiliser efficacement les archives d'observations de la Terre de la NASA pour la recherche et les applications scientifiques.

Les outils collaboratifs de Pangeo permettent aux chercheurs d'accéder aux données de la NASA, de les traiter et de les analyser dans le nuage commercial sans avoir à les télécharger. Leur écosystème d'outils open source interconnectés utilise le logiciel du projet Jupyter. Le logiciel Project Jupyter permet aux utilisateurs de créer et de partager des flux de travail collaboratifs dans des carnets de notes open source qui contiennent du code, des équations et des visualisations.

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Outil d'analyse et d'algorithme multi-mission (MAAP)

MAAP est un effort conjoint de la NASA et de l'ESA (Agence spatiale européenne). Il rassemble des données, des algorithmes et des capacités informatiques dans un environnement en nuage commun afin de faciliter le partage et le traitement des données provenant de mesures sur le terrain, aéroportées et satellitaires. Les principales caractéristiques du MAAP sont l'accès complet et ouvert aux données de la mission par le biais du tableau de bord MAAP, l'utilisation d'un code source ouvert et l'accès illimité aux données et aux informations auxiliaires.

Système d'information géographique (SIG)

Le SIG est un ensemble d'outils informatiques permettant d'organiser des informations provenant de diverses sources de données afin de cartographier et d'examiner les changements sur la Terre. La vision de l'ESDS est d'identifier et de fournir des données de haute valeur sur les sciences de la Terre dans des formats conformes et compatibles avec les normes SIG ; de s'assurer que les données sont interactives, interopérables, accessibles et compatibles avec le SIG par le biais de plateformes SIG primaires ; et de fournir un impact maximal aux communautés de recherche, d'éducation et d'utilisateurs publics nécessitant une visualisation et une analyse spatiale.

L'équipe des systèmes d'information géographique de la SDE (EGIST), située au centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, VA, a été créée pour fournir un soutien soutenu à l'échelle du programme afin de permettre l'utilisation et l'adoption appropriées de la technologie SIG à l'appui de la recherche en sciences de la Terre et des sciences appliquées pour les données EOSDIS. De plus amples informations sont disponibles sur le site Earthdata GIS Data Pathfinder.

L'Open Source Science Initiative (OSSI) de la NASA est un programme complet d'activités visant à permettre et à soutenir l'évolution de la science vers l'ouverture, y compris les ajustements politiques, le soutien aux logiciels libres et la cyberinfrastructure habilitante. L'OSSI vise à mettre en œuvre la stratégie de la NASA pour la gestion des données et l'informatique pour la science de pointe 2019-2024, qui a été élaborée grâce à la participation de la communauté.

De 2022 à 2027, l'initiative Transform to Open Science (TOPS) de la NASA accélérera l'engagement de la communauté scientifique dans les pratiques de science ouverte par le biais d'événements et d'activités visant à :

  • abaisser les barrières à l'entrée pour les communautés historiquement exclues ;
  • mieux comprendre comment les gens utilisent les données et le code de la NASA pour tirer parti des collections de Big Data de l'agence ;
  • accroître les possibilités de collaboration tout en promouvant l'innovation scientifique, la transparence et la reproductibilité.

Atelier sur la science open source pour le traitement et l'archivage des données

L'atelier de la NASA sur la science à source ouverte pour le traitement des données et les archives s'est tenu virtuellement le 14 octobre 2021. Cet atelier faisait suite à notre précédente réunion sur les archives de 2018, initialement organisée au Glenn Research Center.

La science ouverte est un objectif fondamental du Science Mission Directorate (SMD) de la NASA. La science ouverte est un paradigme évolutif qui vise à favoriser une plus grande inclusion, diversité et participation au processus scientifique tout en augmentant la transparence et la reproductibilité.

En décembre 2019, la SMD a publié la stratégie de gestion des données et d'informatique pour la science de pointe 2019-2024, qui s'appuie en partie sur les commentaires de la réunion de 2018 sur les archives de données. Cette stratégie vise à permettre une science ouverte transformationnelle par une évolution continue des données scientifiques et des systèmes informatiques pour la Direction de la mission scientifique de la NASA.

« Nous voulons profiter de cette occasion pour mettre à jour la communauté sur les progrès de cette stratégie ainsi que pour engager avec vous les prochaines étapes de la mise en œuvre de la stratégie », NASA.

L'objectif de cette réunion est d'offrir un forum à nos fournisseurs de données scientifiques, à nos gestionnaires et à nos partenaires pour leur permettre d'obtenir plus de détails sur l'Open Source Science Initiative (OSSI), de poser des questions sur les nombreuses initiatives en cours liées à l'Open Science, et de participer à des sessions en petits groupes de type forum où les participants auront l'occasion de s'engager avec la SMD et la communauté pour développer davantage ces initiatives.

Les initiatives comprennent des projets impliquant l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle, la découvrabilité des données et des publications de SMD, et de nouvelles politiques pour soutenir la science ouverte. En outre, nous présenterons Transform to Open Science (TOPS), notre initiative visant à favoriser l'adoption de la science ouverte dans nos communautés.

10 agences fédérales se joignent à la NASA pour célébrer l'Année de la science ouverte

L'Office of Science and Technology Policy (OSTP) de la Maison Blanche a déclaré que 2023 serait l'Année de la science ouverte. La NASA, ainsi que 10 autres agences fédérales de recherche et de développement et 88 institutions universitaires sous l'égide d'HELIOS, célèbrent cette occasion de faire progresser l'adoption d'une science ouverte, équitable et sûre par le biais de politiques et de pratiques scientifiques ouvertes.

Alors que le partage ouvert des données, des outils et des ressources fait partie de la politique de la NASA depuis de nombreuses années, l'initiative de l' « Année de la science ouverte » fournit un tremplin pour que les valeurs et l'éthique de la science ouverte atteignent une communauté plus large d'utilisateurs de données et élargissent l'utilisation de ces données.

La NASA est ravie de participer à cette initiative multi-agences au sein du gouvernement fédéral, qui suscite le changement par l'engagement dans les pratiques de la science ouverte tout en rendant la recherche de connaissances sur notre univers plus équitable et plus inclusive.

Les pratiques de la science ouverte peuvent produire plus rapidement une meilleure science au sein de communautés diverses. La NASA travaille sur de grandes questions, et il y a des problèmes complexes à résoudre - avec la communauté de la science ouverte, la mission de la NASA intègre plus de personnes, de données et d'outils que jamais auparavant.

Sources : NASA( 1, 2, 3)

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