Британски стартъп използва AI и „Цифров близнак“ за автономно управление на сателити в орбита
Британският стартъп Lunasa разработва авангардна система, която ще позволи на сателитите да се управляват автономно, използвайки изкуствен интелект и визуална навигация. Целта е космическите апарати да могат сами да се скачват, зареждат с гориво и ремонтират в орбита без команди от Земята. Компанията получи финансиране от ESA и UK Space Agency за ключовите си елементи StarLogic и относителна GNSS, които са жизненоважни за поддържането на глобалната космическа инфраструктура.
Бъдещето на космическите полети включва роботизирани сателити, които се движат прецизно един към друг, насочвани от камери и сензори. Тази визия се превръща в реалност благодарение на Lunasa, британски стартъп, специализиран в автономната навигация.
Основната цел на разработката е спътниците да могат да се локализират взаимно в орбита и да изпълняват сложни задачи, без да изчакват команди от Земята. Сред тези задачи са скачване, зареждане с гориво и инспекции. За да постигне това, системата обучава машините да интерпретират визуални изображения и да вземат самостоятелни решения. Сателитът използва само една камера, за да оцени разстоянието и ъгъла на целта си.
Инженерите на Lunasa сравняват технологията с управлението на автономни автомобили, но адаптирано за космически условия.
„Използваме изкуствен интелект за визуална навигация. Това е нещо като автономна кола. Докато един такъв автомобил би се движил сам по пътя с помощта на изкуствен интелект, ние използваме същия вид изкуствен интелект, за да управляваме сателити по автономни начини. Това може да е полезно за обслужването на сателити или за зареждането им с гориво. Това ще даде тласък на бъдещето на космическата индустрия.“
— Карис Хан, инженер в Lunasa
Разработката на Lunasa зависи от усъвършенствани алгоритми. Яго Молано Гомес, инженер в компанията, подчертава предизвикателствата пред навигацията само с една камера, която трябва да прецени разстоянието и ъгъла на завъртане.
„Използваме камера с едно око, за да преценим разстоянието и ъгъла на завъртане. Това е доста трудна задача, защото сами може да прецените колко е далеч от нас. Ние използваме усъвършенствани алгоритми с изкуствен интелект, за да постигнем това. Същевременно тестваме нивата на шума, евентуални грешки в позицията, как всичко това влияе на способността ни да се доближим.“
— Яго Молано Гомес, инженер в Lunasa
За да разработи тази технология, компанията използва концепцията за „цифров близнак“. Това е подробен компютърен модел на сателит в космическата му среда. Чрез обучение в симулатора AI може да предвиди какво би видял и преживял в ниска околоземна орбита. Всяка маневра първо преминава през симулатор, след което се тества с физически роботи в лабораторна среда.
Системата използва изкуствен интелект за визуална навигация, което позволява на машините да интерпретират изображения и да вземат решения. Работата на Lunasa се базира на два основни градивни елемента. Разработката включва два ключови елемента: StarLogic, комплект за скачване и насочване, и относителна GNSS.
Относителната GNSS (Глобална навигационна сателитна система) позволява на два сателита да споделят навигационни сигнали. Така те могат точно да изчислят своето положение един спрямо друг. Точността на тази система е високо ценена. Затова Европейската космическа агенция (ESA) възложи на Lunasa договор на стойност €611 000 за разработване на високоточна относителна GNSS навигационна система за услуги в космоса. Тази система допълнително ще подобри автономната навигация и безопасността на сателитите.
В допълнение към работата с ESA, Lunasa получи два международни контракта по програмата International Bilateral Fund на UK Space Agency. Тези средства ще подпомогнат развитието на технологии за автономно обслужване и навигация, включително интеграцията на системата StarLogic™ върху търговски сателит за инспекции в геостационарна орбита.
Компанията също така започна сътрудничество с австралийската Space Machines Company, за да тества и валидира своята автономна технология StarLogic директно в космоса. Заедно тези инструменти позволяват на спътниците да се зареждат, ремонтират и сглобяват безопасно в орбита.
Автономното обслужване е от критично значение, тъй като много услуги на Земята разчитат на космическата инфраструктура. Ако спътниците се повредят или се отклонят от курса си, последиците от повреда на сателит могат да засегнат комуникационните, навигационните и финансовите системи на Земята. Технологията на Lunasa цели да гарантира устойчивостта на тази критична инфраструктура.
