Дослідники вперше змогли успішно продемонструвати автономну переорієнтацію орбітального супутника за допомогою штучного інтелекту. Це досягнення, значний крок до повністю незалежних космічних операцій, може значно підвищити безпеку, ефективність і економічну ефективність супутникових місій.
Проблема супутникової орієнтації
Супутники на орбіті піддаються невпинному тяжінню земної гравітації та імпульсу від їх початкового розгортання. Хоча сила тяжіння утримує їх на орбіті, точний контроль над їхнім поставленням — їхньою орієнтацією в просторі — є критично важливим. Цей елемент керування визначає напрямок інструментів, керує теплом від сонця та дозволяє змінювати положення для оптимальної роботи. Традиційно коригування положення виконується операторами або попередньо запрограмованим програмним забезпеченням. Обидва методи займають багато часу, дорогі та обмежені нездатністю адаптуватися до непередбачених обставин.
LeLaR: Прорив від JMU
Дослідники з Університету Юліуса Максиміліана Вюрцбурга (JMU) у Німеччині розробили та продемонстрували систему штучного інтелекту, здатну автономно контролювати положення супутника без втручання людини. Проект під назвою In-Orbit Demonstrator for Learning Attitude Control (LeLaR) використовує глибоке навчання з підкріпленням — тип машинного навчання — щоб «навчити» польотне програмне забезпечення супутника, як коригувати свою орієнтацію, коли це необхідно.
Цей підхід значно скорочує час і вартість розробки порівняно з традиційними методами. Замість того, щоб витрачати місяці чи роки на кропітко програмування всіх можливих сценаріїв, ШІ вчиться адаптувати та оптимізувати свою поведінку в реальному часі.
Як проводився тест
Команда JMU спочатку навчила модель ШІ на симуляторі високої точності. Потім вони завантажили його в контролер польоту наносупутника InnoCube, який зараз знаходиться на низькій навколоземній орбіті. Під час випробування 30 жовтня супутник успішно відкоригував своє положення відповідно до орієнтації цілі за допомогою механічних реактивних коліс, керованих ШІ. Команда повторила тест під час наступних проходів, підтверджуючи надійність системи.
«Це успішне випробування знаменує собою важливий крок вперед у розробці майбутніх систем управління супутниками», — сказав Том Бауманн, науковий співробітник JMU, який бере участь у проекті. «Це показує, що штучний інтелект може не тільки працювати в симуляції, але й виконувати точні, автономні маневри в реальних умовах».
Більш широка тенденція: ШІ в автоматизації космічних операцій
Незважаючи на те, що LeLaR вперше являє собою супутник, який самостійно контролює свою орбітальну орієнтацію, це частина зростаючої тенденції до автоматизації космічних операцій на основі ШІ. Лабораторія реактивного руху NASA використовувала ШІ для динамічного націлювання супутникових камер, щоб уникнути хмар. Дослідницька лабораторія військово-морських сил США розробляє Autosat, систему, яка дозволяє супутникам калібрувати свої сигнали та автономно передавати дані. Дослідники Каліфорнійського університету Девіса та Proteus Space готують супутник, який зможе контролювати власний стан, звільняючи інженерів для інших завдань.
Що це означає для майбутнього
Демонстрація LeLaR прокладає шлях до простішої та ефективнішої розробки супутників, зниження витрат і прискорення розгортання. Професор Серхіо Монтенегро, член команди JMU, підкреслив важливість прориву: “Це важливий крок до повної автономії в космосі. Ми знаходимося на початку нового класу систем управління супутниками: інтелектуальних, адаптивних і самонавчальних”.
Цей прогрес свідчить про перехід до більш незалежних і стійких космічних операцій, де супутники можуть адаптуватися до мінливих умов і виконувати складні місії без постійного нагляду людини. Епоха повністю автономних супутників більше не є віддаленою перспективою; це швидко стає реальністю.
