Vědcům se poprvé podařilo úspěšně demonstrovat autonomní přeorientování orbitálního satelitu pomocí umělé inteligence. Tento úspěch, významný krok směrem k plně nezávislým vesmírným operacím, by mohl výrazně zlepšit bezpečnost, efektivitu a nákladovou efektivitu družicových misí.
Problém s orientací satelitu
Satelity na oběžné dráze jsou vystaveny neúnavné síle zemské gravitace a hybnosti od jejich počátečního rozmístění. Zatímco gravitace je udržuje na oběžné dráze, přesná kontrola jejich polohy – jejich orientace v prostoru – je kritická. Toto ovládání určuje směr nástrojů, řídí teplo ze slunce a umožňuje přemístění pro optimální výkon. Úpravy polohy tradičně provádějí lidští operátoři nebo předprogramované softwarové rutiny. Obě metody jsou časově náročné, drahé a limitované neschopností přizpůsobit se nepředvídaným okolnostem.
LeLaR: Průlom od JMU
Vědci z Julius Maximilian University of Würzburg (JMU) v Německu vyvinuli a předvedli systém umělé inteligence schopný autonomně řídit polohu satelitu bez lidského zásahu. Projekt nazvaný In-Orbit Demonstrator for Learning Attitude Control (LeLaR) využívá hluboké učení – typ strojového učení – k „naučení“ letového softwaru satelitu, jak v případě potřeby upravit svou orientaci.
Tento přístup výrazně zkracuje dobu vývoje a náklady ve srovnání s tradičními metodami. Místo toho, abyste trávili měsíce nebo roky pečlivým programováním všech možných scénářů, umělá inteligence se učí přizpůsobovat a optimalizovat své chování v reálném čase.
Jak byl test proveden
Tým JMU nejprve trénoval model umělé inteligence v simulátoru s vysokou věrností. Poté jej nahráli do letového ovladače nanosatelitu InnoCube, který je momentálně na nízké oběžné dráze Země. Během testu 30. října satelit úspěšně upravil svou polohu tak, aby odpovídala orientaci cíle pomocí mechanických reakčních kol řízených umělou inteligencí. Tým zopakoval test při dalších průchodech, čímž potvrdil spolehlivost systému.
„Tento úspěšný test představuje důležitý krok vpřed ve vývoji budoucích satelitních řídicích systémů,“ řekl Tom Baumann, vědecký pracovník JMU zapojený do projektu. “Ukazuje, že umělá inteligence může fungovat nejen v simulaci, ale také provádět přesné, autonomní manévry v reálných podmínkách.”
Širší trend: AI v automatizaci vesmírných operací
Zatímco LeLaR představuje první případ, kdy si satelit sám řídil svou orbitální orientaci, je součástí rostoucího trendu směrem k automatizaci vesmírných operací s umělou inteligencí. NASA Jet Propulsion Laboratory použila AI k dynamickému zacílení satelitních kamer, aby se vyhnula mrakům. Americká námořní výzkumná laboratoř vyvíjí Autosat, systém, který umožňuje satelitům kalibrovat jejich signály a přenášet data autonomně. Vědci z Kalifornské univerzity, Davis a Proteus Space připravují satelit, který dokáže monitorovat svůj vlastní stav, čímž uvolní inženýry pro jiné úkoly.
Co to znamená pro budoucnost
Demonstrace LeLaR dláždí cestu pro snadnější a efektivnější vývoj satelitů, snížení nákladů a urychlení nasazení. Profesor Sergio Montenegro, člen týmu JMU, zdůraznil význam průlomu: “Je to důležitý krok k plné autonomii ve vesmíru. Jsme na začátku nové třídy satelitních řídicích systémů: inteligentní, adaptivní a samoučící se.”
Tento pokrok signalizuje posun směrem k nezávislejším a odolnějším vesmírným operacím, kdy se satelity mohou přizpůsobit měnícím se podmínkám a provádět složité mise bez neustálého lidského dohledu. Éra plně autonomních satelitů již není vzdálenou vyhlídkou; rychle se stává realitou.
