IMAGEN: SONATE-2 en órbita: Visualización del satélite de prueba de nueva tecnología para cargas útiles altamente autónomas e inteligencia artificial.
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Crédito: (Imagen: Hakan Kayal / Universidad de Wuerzburg)
De repente, se vieron agujeros circulares en la superficie de Marte que no estaban allí antes. En las fotos de Encelado, la luna de Saturno, se descubrieron géiseres que arrojan poderosas fuentes de vapor hacia el espacio. Y en las imágenes enviadas a la Tierra por el rover de Marte Curiosity, se encontraron estructuras que parecen gusanos fosilizados.
Todos estos fenómenos, algunos de los cuales parecen ser temporales, fueron descubiertos por casualidad. O porque los humanos tardaron mucho en examinar las imágenes de los planetas vecinos de la Tierra. «Las tecnologías de inteligencia artificial facilitarían mucho la detección de anomalías previamente desconocidas», dice Hakan Kayal, profesor de tecnología espacial en Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg en Baviera, Alemania.
La ciencia todavía está al principio
¿Usar inteligencia artificial (IA) en astronáutica? Según el profesor Kayal, la ciencia en este campo está todavía en su infancia: «Hay sólo un puñado de proyectos sobre esto».
Si se utiliza una IA para detectar fenómenos desconocidos, primero se debe entrenar. Tiene que ser «alimentado» con lo conocido para que pueda reconocer lo desconocido. «Ya hay satélites que funcionan con IA. Su IA se entrena en la Tierra y luego se envía a la órbita. Sin embargo, tenemos otros planes: queremos entrenar a la IA a bordo de un pequeño satélite en condiciones espaciales», dice la JMU. profesor.
Este proyecto es desafiante, pero factible: «Los sistemas de TI miniaturizados se están volviendo cada vez más poderosos. Y nos tomamos nuestro tiempo para la capacitación en IA. Por lo tanto, un proceso de aprendizaje en órbita puede llevar varios días».
Misiones interplanetarias como objetivo a largo plazo
Pero, ¿por qué transferir el entrenamiento de la IA al espacio, a las computadoras en miniatura? ¿Considerando que sería mucho más fácil de realizar con las computadoras centrales en la Tierra? Eso es porque Hakan Kayal tiene una visión clara del futuro. Quiere usar pequeños satélites con IA no solo para observar la Tierra, sino también para misiones interplanetarias, para descubrir nuevos fenómenos extraterrestres, tal vez incluso rastros de inteligencias extraterrestres.
«Tan pronto como te vuelves interplanetario, la comunicación con el satélite se convierte en un cuello de botella», dice el profesor. Con el aumento de la distancia desde la Tierra, la transferencia de datos lleva más tiempo, «no se puede seguir enviando datos de un lado a otro. Es por eso que la IA debe poder aprender de forma independiente en el satélite. Y solo debe informar los descubrimientos relevantes a la Tierra».
Se espera el lanzamiento en órbita en 2024
El equipo de Kayal en torno al líder del proyecto Oleksii Balagurin implementará esta tecnología en el pequeño satélite SONATE-2 y lo probará en órbita. El Ministerio Federal de Economía y Energía financia el proyecto con 2,6 millones de euros. El proyecto comenzó el 1 de marzo de 2021; el satélite se pondrá en órbita en la primavera de 2024. La misión allí está diseñada para durar un año.
El pequeño satélite de Würzburg tendrá aproximadamente el tamaño de una caja de zapatos (30x20x10 centímetros). Sus cámaras tomarán fotografías en diferentes rangos espectrales y tendrán la Tierra a la vista. Los datos de la imagen fluirán hacia la IA incorporada, que reconocerá y clasificará automáticamente los objetos. La tecnología primero se probará a fondo alrededor de la Tierra antes de que pueda emprender un viaje interplanetario más adelante. Hakan Kayal ya tiene esta misión futura llamada SONATE-X firmemente en su plan de investigación: la X significa extraterrestre.
Los estudiantes pueden colaborar
SONATE-2 tendrá otras características innovadoras y altamente autónomas a bordo. En comparación con el satélite SONATE predecesor, el sistema de procesamiento de datos del sensor se miniaturizará aún más y se hará más eficiente desde el punto de vista energético. Además, hay nuevos tipos de componentes de bus de satélite, como sensores de estrellas mejorados para el control de actitud autónomo. Las cámaras no solo detectarán y registrarán objetos estáticos, sino también fenómenos breves y transitorios como relámpagos o meteoritos.
El equipo de SONATE-2 estará formado por unas diez personas. Los estudiantes también pueden participar, como asistentes o en tesis de licenciatura y maestría. La formación de la próxima generación en esta tecnología de vanguardia tiene un lugar en el proyecto. Además de sus programas de ciencias de la computación, JMU ofrece un programa de licenciatura y maestría en informática aeroespacial y un programa de maestría en tecnología satelital.
El proyecto SONATE-2 está financiado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) con fondos del Ministerio Federal de Economía y Energía (BMWi) basado en una resolución del Bundestag alemán (FKZ 50RU2100).
El proyecto predecesor SONATE
El nuevo nano satélite SONATE-2 se basa en un exitoso proyecto predecesor, el satélite SONATE, también desarrollado y construido por el equipo de Kayal, también financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania. Más sobre la misión:
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