Las misiones espaciales se han beneficiado durante mucho tiempo de algunas operaciones autónomas que se llevan a cabo a bordo de naves espaciales, pero con un fuerte aumento esperado en el número de satélites que se lanzarán en los próximos años, los investigadores están utilizando la automatización y la inteligencia artificial para hacerlos más inteligentes y efectivos.

Las empresas de tecnología y los investigadores ven la posibilidad de dar a los satélites un mayor control a bordo, para sortear las dificultades en la comunicación con la Tierra y reducir la necesidad de una supervisión práctica continua y una intervención desde lejos. Eso reducirá los costos operativos y potencialmente les permitirá realizar tareas más sofisticadas independientemente de sus supervisores terrestres.

Menor, naves espaciales autónomas podrían cerrar las brechas en la cobertura entre mucho más grande, satélites de telecomunicaciones más caros, o usarse en formaciones para monitorear el clima espacial u observar la Tierra desde diferentes perspectivas simultáneamente, como el análisis tridimensional en tiempo real de las nubes o el monitoreo de columnas volcánicas.

Al hacerlo, serían capaces de corregir y mantener su trayectoria, Evite colisiones y supervise sus sistemas a bordo por su cuenta, todo a un costo operativo sustancialmente menor.

Profesor Klaus Schilling, catedrático de robótica y telemática en la Universidad de Würzburg en Alemania, ha estado trabajando en la tecnología para grupos de pequeños, satélites autónomos para volar en formación, comunicarse directamente entre sí para organizar y coordinar tareas. El éxito marcaría una primicia mundial.

La red

Por el costo de un satélite de varias toneladas, ve la posibilidad de utilizar grupos de pequeños satélites, incluso cientos de ellos, para configurar una red de sensores. La flota necesitaría una coordinación y un control más avanzados, pero podría proporcionar una mejor resolución temporal y espacial que una nave gigante.

Si bien la miniaturización puede presentar dificultades para los satélites, como la susceptibilidad al ruido en circuitos electrónicos, El software sofisticado puede detectar y corregir estos problemas y la cooperación entre pequeñas naves espaciales también puede mejorar sus capacidades. Dice el profesor Schilling.

"Este es incluso el caso de un solo satélite, pero se vuelve crítico a nivel multisatélite, en el contexto de la formación, "dijo el profesor Schilling, quien también dirige la empresa de investigación alemana Centro de Telemática.

Su proyecto NetSat apunta a lanzar cuatro pequeños satélites a finales de este año, orbitar la Tierra y probar formaciones con diversos grados de autonomía, con supervisión de toque ligero desde el control de tierra.

Los satélites tendrán alrededor de 3 kilogramos cada uno, una mera fracción del tamaño de los satélites más grandes, y se colocarán en una órbita terrestre baja. a unos 600 kilómetros sobre la superficie.

Hasta la fecha, El profesor Schilling y su equipo han utilizado satélites que ya están en órbita para desarrollar y demostrar sistemas de comunicación, posicionamiento y orientación, y actualmente están probando un sistema de propulsión eléctrica para NetSat.

La tecnología también incorpora dos décadas de aprendizaje de la investigación sobre el control de formaciones de robots móviles, extendiendo en tres dimensiones el comportamiento de enjambre utilizado para coordinar los rovers terrestres.

Coordinar

La nave espacial NetSat podrá coordinarse entre sí a distancias de unos 100 kilómetros hasta 10 metros, así como cambiar su formación en función de las tareas que necesiten realizar.

"Para nosotros será como tener un laboratorio en el espacio, donde podemos hacer muchas pruebas de funcionamiento, muchas pruebas de control y muchas pruebas de sensores, que nos ayudará para futuras misiones, ", Dijo el profesor Schilling.

NetSat funciona distribuyendo la potencia de cálculo entre satélites en una formación, pero otro enfoque que se está explorando es el uso de inteligencia artificial (IA) para aumentar la autonomía de los satélites.

La IA puede hacer que un satélite sea consciente de su entorno y decidir de forma autónoma cuándo y cómo llevar a cabo las tareas operativas. como recopilar imágenes, analizarlos y procesarlos, y luego seleccionando solo los datos esenciales para descargarlos a la estación terrestre.

El objetivo podría ser identificar objetivos específicos que se puedan monitorear o rastrear, tal vez un edificio o un barco o un vehículo en la superficie de la Tierra, o filtrar las nubes para mejorar la calidad de la imagen.

Dicho satélite también podría reconocer nuevos eventos que necesitan monitoreo o anomalías que exigen acción, dice el Dr. Lorenzo Feruglio, fundador y director ejecutivo de la nueva empresa italiana de tecnología espacial AIKO, con sede en Turín.

"En cierto sentido, es necesario detectar las condiciones y lo que está sucediendo y luego reaccionar a esas condiciones de forma autónoma, utilizando IA en lugar de algoritmos tradicionales, "Dijo el Dr. Feruglio.

Lidera un proyecto llamado MiRAGE, que utiliza herramientas de inteligencia artificial como el aprendizaje profundo para automatizar las operaciones satelitales.

Costo más bajo

Tan inteligente Los sistemas a bordo basados ​​en inteligencia artificial garantizan que la nave espacial pueda completar sus tareas sin las demoras que implica esperar nuevas instrucciones o decisiones del control de tierra. que luego puede enfocarse en temas críticos en lugar de tareas rutinarias, con niveles de personal considerablemente reducidos y a un costo mucho menor.

El software MiRAGE, algunos de los cuales tienen sus raíces en la funcionalidad que exigen los drones o los coches autónomos, se lanzará como un experimento a bordo en un pequeño satélite en el último trimestre de este año, con miras a ser implementado en naves espaciales más grandes en el futuro. Uno de los objetivos es demostrar la adaptabilidad de la IA a diferentes tareas y objetivos de la misión, incluida la posibilidad de exploración del espacio profundo.

"En general, La inteligencia artificial y el aprendizaje profundo están demostrando su valor en muchas industrias diferentes y los beneficios (para las misiones espaciales) aún no se han explorado por completo. "Agregó el Dr. Feruglio.