Pela primeira vez, os investigadores controlaram a orientação de um satélite no espaço utilizando uma IA autónoma, um feito importante que poderia melhorar significativamente a segurança e a eficácia dos satélites no espaço.
Enquanto satélites em órbita são transportados Terra pela força da gravidade do planeta, o impulso de sua implantação inicial e a propulsão controlada, também é necessário ajustar a direção do satélite. Isto permite que os instrumentos apontem na direção certa, ajuda a gerir os efeitos térmicos da radiação solar e torna possível o reposicionamento do satélite quando necessário.
Normalmente, essas manobras são realizadas por operadores humanos que direcionam o satélite remotamente ou por rotinas programadas de software. Ambos os métodos exigem tempo e custos consideráveis e não levam em conta todas as circunstâncias possíveis, especialmente aquelas que os engenheiros não conseguem prever com antecedência.
Felizmente, pesquisadores da Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), na Alemanha, desenvolveram — e demonstraram — um Sistema de IA que pode mudar a atitude de um satélite em órbita sem qualquer intervenção humana, mostrando que o controlo autónomo de satélites num ambiente espacial real é possível.
Testes bem-sucedidos em órbita demonstram o que é possível
O projeto, denominado In-Orbit Demonstrator for Learning Attitude Control (LeLaR), usa um tipo de processo de aprendizado de máquina chamado de aprendizagem por reforço profundo para “ensinar” ao software de controle de vôo do satélite como e quando ajustar sua própria atitude quando necessário. Em vez de passar meses ou anos programando diretamente o comportamento de um satélite, com este método, os engenheiros podem treinar o satélite para se programar efetivamente para fazer a mesma coisa, um processo muito mais rápido e barato.
Os pesquisadores desenvolveram o modelo de IA em um laboratório da JMU, usando um simulador de “alta fidelidade” para treinar o modelo antes de carregá-lo no controlador de vôo do Nanosatélite InnoCubeatualmente em órbita baixa da Terra.
O teste inicial, realizado durante uma passagem de satélite em 30 de outubro, envolveu definir uma atitude alvo para o satélite e deixar o controlador ajustar-se para corresponder. Usando rodas de reação mecânica controladas pelo novo sistema, o satélite ajustou-se sozinho à orientação desejada, um feito que a equipe JMU repetiu em várias passagens subsequentes.
“Este teste bem-sucedido marca um grande passo no desenvolvimento de futuros sistemas de controle de satélites”, disse Tom Baumann, assistente de pesquisa da JMU em tecnologia de informação aeroespacial e membro da equipe LeLar, em um comunicado. Declaração JMU. “Isso mostra que a IA pode não apenas atuar em simulação, mas também executar manobras precisas e autônomas em condições reais”.
Aumento do uso da automação de IA em satélites
Embora a demonstração da equipe JMU possa ser a primeira vez que um satélite controla sua própria orientação em órbita, não é o primeiro uso de sistemas de IA para melhorar e automatizar funções importantes do satélite.
da NASA Laboratório de Propulsão a Jato com sucesso usou um sistema automatizado de IA para realizar “segmentação dinâmica” da câmera de um satélite voltada para o solo para evitar a cobertura de nuvens e, após testes de laboratório bem-sucedidos, o Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA está trabalhando para implantar seu sistema Autosatque permitirá que um satélite calibre seu próprio sinal, bem como envie e receba dados de forma autônoma. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Davis e Proteus Space também estão preparando-se para lançar um satélite nos próximos meses, que poderá monitorar de forma autônoma a integridade de seus próprios sistemas, liberando engenheiros para outras tarefas
No entanto, nenhum desses sistemas controlava realmente o movimento do satélite real, e esta nova abordagem ao controlo de voo do satélite poderia abrir caminho para um desenvolvimento de satélite mais simples e eficiente, reduzindo custos e acelerando a implantação.
“É um grande passo em direção à autonomia total no espaço”, disse o professor Sergio Montenegro, membro da equipe LeLaR da JMU. “Estamos no início de uma nova classe de sistemas de controle de satélites: inteligentes, adaptativos e de autoaprendizagem”.
