Sztuczna inteligencja ułatwi badanie Kosmosu. Autonomiczne pojazdy sprawdzą się w kosmicznym górnictwie oraz w procesie monitoringu zmian klimatycznych na Ziemi

Branża kosmiczna coraz częściej sięga po zagadnienia związane z technologią sieci neuronowych czy uczenia maszynowego. Inteligentne sondy automatycznie wykonują szereg precyzyjnych czynności, dzięki czemu mogą wykonywać misje, które jeszcze kilka lat temu były poza zasięgiem naukowców. Powstaną pierwsze sondy wyspecjalizowane w procesach górnictwa kosmicznego czy sondy wykorzystujące sieci neuronowe do analizy ziemskiej atmosfery bądź badania dotychczas niedostępnych obszarów Kosmosu.

– Nasza cywilizacja boryka się z różnymi problemami typu zmiana klimatu, globalne ocieplenie. Nanosatelity i obserwacja Ziemi pozwalają na bardzo precyzyjny i globalny monitoring stanu środowiska. W ten sposób można zobaczyć, co się dzieje z pokrywami lodowymi na biegunach, można analizować zmiany w poziomie oceanów, można monitorować stan gleby, który też zmienia się w związku z globalnym ociepleniem. Tego typu badania są bardzo potrzebne, żeby znać stan dzisiejszy i przeciwdziałać postępującym zmianom klimatu – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje dr Marek Krawczyk, manager ds. rozwoju biznesu w firmie KP Labs.

Satelita Intuition-1 został zaprojektowany do prowadzenia obserwacji Ziemi z wykorzystaniem instrumentu hiperspektralnego. Satelita wykorzystuje głębokie sieci neuronowe do przetwarzania oraz segmentacji obrazów wykonanych w świetle widzialnym oraz podczerwieni już na orbicie okołoziemskiej. Dzięki zastosowaniu systemów sztucznej inteligencji komputer pokładowy znacząco ogranicza liczbę danych wysyłanych do naukowców – na Ziemię przesyłane są wyłącznie wstępnie przetworzone informacje. Zdjęcia pozyskane przez Intuition-1 mają się sprawdzić m.in. w branży rolnictwa precyzyjnego czy do monitoringu jakości powietrza.

– Jedna sprawa to zdobycie danych z orbity, a druga sprawa to odpowiednie obrobienie tych danych, wyciągnięcie z tych danych wiedzy, nie tylko informacji, ale już wiedzy, którą my możemy się posłużyć. W tym przypadku bardzo pomocne są głębokie sieci neuronowe i generalnie deep learning, który pozwala wyciągnąć bardzo głębokie i ciekawe wnioski z danych. Nawet wnioski, których ludzie sami nie byliby w stanie wyciągnąć, maszyny są w stanie nam podpowiedzieć – twierdzi dr Marek Krawczyk.

Zastosowanie systemów inteligentnych w przemyśle kosmicznym pozwala także planować wysoce precyzyjne misje w głębi Kosmosu, których realizacja nie byłaby możliwa przy wykorzystaniu sterowania manualnego.

Misja Hera planowana na 2023 r. wykorzysta autonomiczną nawigację do dotarcia na asteroidę 65803 Didymos oraz do jej niewielkiego satelity Didymoon. Za proces naprowadzania sondy odpowiada sztuczna inteligencja. Autonomiczna nawigacja ma podejmować decyzje dotyczące korekty kursu satelity w czasie rzeczywistym, bez kontaktowania się z komputerami na Ziemi. Przedstawiciele Europejskiej Agencji Kosmicznej liczą na to, że w przyszłości tego typu satelity ułatwią i przyspieszą badanie głębokiego Kosmosu oraz docieranie do najmniejszych asteroid.

Tymczasem już dziś naukowcy są w stanie badać powierzchnię niewielkich obiektów w Układzie Słonecznym. Japońska Agencja Badań Kosmicznych stworzyła na przykład satelitę Hayabusa 2, która ma przeanalizować skład asteroidy Ryugu o kilometrowej średnicy. W pierwszej fazie misji sonda wysłała na Ryugu niewielkie lądowniki do zbadania powierzchni obiektu. Następnie Hayabusa 2 zbombardowała asteroidę miedzianym pociskiem, aby dotrzeć do jej głębszych pokładów skalnych. Wykonanie tak precyzyjnych zadań na tak małym obiekcie wymagało zaprojektowania systemów nawigacyjnych wykorzystujących technologie autonomiczne.

Badania prowadzone przez japońską agencję mogą się przyczynić zarówno do lepszego poznania początków Układu Słonecznego, jak i do rozwoju branży górnictwa kosmicznego.

– Ludzie mają naturalną potrzebę eksploracji. Kosmos jest nowym terenem do eksploracji. Dzięki zobrazowaniom satelitarnym wszystkie wyspy na świecie zostały już odkryte, więc idziemy dalej, żeby odkrywać więcej – zapowiada ekspert.

Według analityków z firmy Research and Markets wartość globalnego rynku technologii kosmicznych w 2018 roku wyniosła 360 mld dol. Przewiduje się, że do 2026 roku wzrośnie ona do 558 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 5,6 proc.