A mesterséges intelligencia alkalmazása az űrkutatásban új fejezetet jelent: a kis űreszközök a jövőben önállóan képesek manőverezni, megtartani a formációjukat, és kiválthatják a drága nagyméretű műholdakat. Így a küldetések egyszerűbbé és költséghatékonyabbá válnak.
Műholdakat vagy embereket küldeni az űrbe nemcsak új ismeretek megszerzését jelenti, hanem nagy erőfeszítéssel, költségekkel és kockázattal is jár. A Dán Műszaki Egyetem (DTU) kutatói ezért a mesterséges intelligencia alkalmazását vizsgálták az űrkutatásban. És sikerrel jártak. Az ötletük: a mesterséges intelligenciát kombinálni nagyfelbontású digitális kamerákkal, amelyek a képen a legkisebb változásokat is érzékelik. Több kilométer távolságból a rendszerek így képesek azonosítani a partner műholdat. A technika lehetővé teszi a pálya és a távolság pontos kiszámítását néhány méteres pontossággal. A műholdak ezután a közeli térségben submilliméteres pontossággal manőverezhetnek. A mesterséges intelligencia így egyszerűbbé és olcsóbbá teszi az űrmissziókat.
A műholdak önállóan találják meg egymást az űrben: áttörés a kutatóknak
A kutatók az eredményekre a Proba-3 űrmisszió révén jutottak. A küldetést 2024. december 5-én indították a Satish Dhawan Űrközpontból, Sríharikotában, Indiában. Eredetileg egyéves projektnek tervezték, de már legalább két évvel meghosszabbították. A küldetés keretében a kutatók a kameraképek mesterséges intelligencia-alapú kiértékelésére és speciális navigációs rendszerekre támaszkodtak. Az eredmény: a két Proba-3 műhold képes volt folyamatos földi rádióparancsok nélkül orientálódni és egymáshoz repülni. A szükséges korrekciók közvetlenül a fedélzeten végezhetők.
Csillag alakú jelzők az orientációhoz
„A rendszer minden várakozást felülmúlt a navigáció és a formációs repülés tekintetében, és úgy működik, mintha a két műhold egyetlenként viselkedne, még ezer kilométerekre a Földtől. A felvételek az első teljes dokumentációt nyújtják a technológiáról az űrben – ez valódi forradalom a jövőbeni küldetések számára” – összegezte John Leif Jorgensen, a DTU Méréstechnika és Műszerezés Tanszékének professzora és vezetője. Minden Proba-3 műhold külső oldalán feltűnő, csillag alakú mintázat található, amelyet kifejezetten a navigációs kamerákhoz fejlesztettek. Ezek a minták vizuális rögzítési pontként működnek: a szenzorok mérik az irányt és a távolságot, és a mesterséges intelligencia számára pontos adatokat szolgáltatnak a pályakorrekciókhoz. Így az űreszközök milliméteres pontossággal beállíthatók.
A küldetés célja: a Nap koronájának vizsgálata mesterséges intelligencia segítségével
A Proba-3 célja a Nap külső légkörének – a koronának – a vizsgálata. Pont itt keletkeznek a jól ismert napkitörések. Ezek a kitörések zavarhatják a műholdakat, a navigációs rendszereket, és ritka esetekben akár az elektromos hálózatokat is. A korona láthatóvá tételéhez egy műhold eltakarja az erős napfényt, miközben a másik a gyenge fényt a szélén rögzíti. Ehhez a feladathoz két, az űrben mozgó műhold szükséges.
Műholdak formációs repülésben: tükörként működnek
Ha több kisebb műhold pontosan összehangolt formációban repül több száz méteren keresztül, akkor lényegében úgy viselkednek, mint egy nagy tükör. Így a távoli csillagok és galaxisok fényét élesebben lehet fókuszálni, mint a hasonló méretű klasszikus űrtávcsövekkel.
Autonóm tesztek az űrben
A Napkorona első tudományos megfigyelését követően a DTU kutatói egy hétig irányíthatták a műholdakat. Ebben az időszakban intenzíven tesztelték a navigációs rendszert: a műholdak önállóan megtalálták egymást, módosították pályájukat, és úgy álltak be, mintha egy lézer három kilométerről pontosan a pénzérme közepét találná el. Az adatok és képek bizonyítják, hogy a DTU csapat navigációs eszközei még a vártnál is jobban működnek. A formációs repülés és navigáció ezer kilométerekkel a Földtől olyan szinkronban történik, mintha a két műhold egyetlen egység része lenne. Ez áttörést jelent a kutatóknak.
Új műholdak: kicsik, olcsók és a mesterséges intelligenciának köszönhetően sokoldalúak
„Egy kisebb, sokkal költséghatékonyabb műholdcsoport így képes ellátni azokat a feladatokat, amelyekhez ma még nagy és drága űreszközökre van szükség” – összegzi Jorgensen. Itt ismét látható, hogyan teszi a mesterséges intelligencia az űrmissziókat egyszerűbbé és olcsóbbá. Ezen túlmenően új lehetőségeket nyit más naprendszerek részletes vizsgálatára. A rendszer teljes dokumentációja az űrben valóban forradalmi a következő űrprojektek számára. A jövőbeni küldetések bemutathatják, hogyan szerveződhetnek még komplexebben további autonóm műholdcsoportok, és hogyan mérhetnek együtt.
Nyitókép: ESA / P. Carril
