Проверка пределов возможностей ИИ в космосе

SONATE-2, наноспутник, разработанный JMU Würzburg, планируется запустить в марте 2024 года для тестирования технологий искусственного интеллекта в космосе.

После более чем двух лет разработки наноспутник SONATE-2 вот-вот будет запущен. Запуск ракеты на орбиту ожидается в марте 2024 года. Спутник был спроектирован и построен командой под руководством аэрокосмического инженера профессора Хакана Кайала из Университета Юлиуса-Максимилиана (JMU) Вюрцбург в Баварии, Германия.

JMU занимается разработкой малых спутников уже около 20 лет. SONATE-2 теперь знаменует собой еще одну высшую точку.

Спутник будет тестировать новые аппаратные и программные технологии искусственного интеллекта (ИИ) в околоземном космосе. Цель — использовать его для автоматического обнаружения аномалий на планетах или астероидах в будущем. Федеральное министерство экономики финансирует проект в размере 2,6 миллиона евро.

Модель наноспутника СОНАТ-2, художественно изображенная на орбите. Фото: Хакан Каял / Университет Вюрцбурга.

Обучение ИИ на борту спутника

Сопоставимых проектов немного, и они редки, говорит Хакан Каял: «Уникальность нашей миссии заключается в том, что ИИ обучается на борту. Обычно такое обучение проводится на Земле с использованием мощных компьютеров. Но эта стратегия не соответствует планам профессора JMU.

Каял приводит пример: «Предположим, что небольшой спутник должен в будущем исследовать новый астероид в Солнечной системе. Его невозможно подготовить к выполнению этой задачи на местах, поскольку объект исследования в значительной степени неизвестен. Данных об обучении нет, поэтому измерения и записи приходится производить на земле».

Отправка этих данных сначала на Землю, а затем обучение ИИ с помощью дистанционного управления займет много времени для миссий далеко от Земли. Более высокий уровень автономности, поддерживаемый искусственным интеллектом непосредственно на борту, был бы более мощным. Это приведет к тому, что интересные объекты и явления на астероиде будут обнаруживаться гораздо быстрее.

Вюрцбургский спутник SONATE-2 размером примерно с коробку из-под обуви. Его солнечные панели сложены здесь. Фото: Роберт Эммерих / Университет Вюрцбурга.

SONATE-2 тестирует множество других технологий

Команда Каяла хочет проверить, могут ли такие сценарии быть реализованы в принципе на SONATE-2 с использованием недавно разработанных процедур и методов, первоначально на околоземной орбите. Четыре камеры на борту обеспечивают изображения, необходимые для обучения: ИИ сначала изучает, среди прочего, обычные геометрические узоры на поверхности Земли. Эти знания затем помогают ему самостоятельно находить аномалии.

На борту SONATE-2 находятся другие малые спутниковые технологии, которые предстоит испытать на орбите. Среди них система автоматического обнаружения и регистрации молний, ​​а также электрическая двигательная установка, разработанная в сотрудничестве со Штутгартским университетом. «По сложности SONATE-2 не имеет аналогов среди наноспутников», — говорит Каял.

Множество технологий для связи со спутником: Центр управления полетами в кампусе Хубланд Вюрцбургского университета. Фото: Роберт Эммерих / Университет Вюрцбурга.

Центр управления полетами на территории университета

Если проект продолжит идти по плану, SONATE-2 выйдет на орбиту на

” данные-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>SpaceX ракета с западного побережья США в марте 2024 года. За последние недели спутник доказал, что способен выдержать экстремальные условия космической миссии в ходе различных испытаний на долговечность. Например, при моделировании запуска все винты, паяные и клеевые соединения выдержали огромные механические нагрузки при запуске ракеты.

SONATE-2 — это так называемая модель кубсата высотой 6U+. Он размером с коробку из-под обуви и массой около 12 килограммов.

После запуска связь со спутником будет осуществляться из Вюрцбурга. Как и предыдущая модель SONATE, этот спутник будет управляться Центром управления полетами в кампусе Хабленда. Команда планирует проработать один год. «Однако мы надеемся, что спутник проработает дольше», — говорит Каял.

Хакан Каял, профессор астронавтики, в Центре управления полетами спутников Вюрцбургского университета. Фото: Роберт Эммерих / Университет Вюрцбурга.

Спутниковый проект предлагает студентам рабочее поле

Над разработкой спутниковой и наземной систем работала команда из шести человек; руководитель проекта – доктор Алексей Балагурин. Кроме того, многие студенты были задействованы, например, в качестве научных сотрудников или в работе над выпускными диссертациями. Студенты также могут продолжить работу над миссией спутника: на этапе эксплуатации центр управления постоянно внедряет и тестирует новое программное обеспечение на SONATE-2.