Forskere udvikler robotnetværk til at lave smarte satellitter

Forskere er i øjeblikket ved at udvikle uafhængige robotnetværk, der arbejder sammen for at skabe smarte satellitter. Disse smarte satellitter kunne så bruges til at reparere andre i rummet. I øjeblikket er det ekstremt svært at gøre noget ved ødelagte satellitter, hvilket sker ret ofte. Fordi der ikke er nogen reel løsning, ender de dyre satellitter med at kredse om Jorden i årevis, indtil de bringes tilbage til atmosfæren af ​​tyngdekraften. 

Ou Ma, en professor fra University of Cincinnati, udvikler robotteknologi til at reparere de kredsende satellitter, før de går i stykker. Han driver Intelligent Robotics and Autonomous Lab på universitetet, og han vil gerne skabe robotsatellitter, der er i stand til at docke med andre satellitter til reparationer og tankning. 

Den bedste reparationssatellit vil være i stand til at udføre flere opgaver, ifølge Ma. Han har en lang karriere, der involverer forskellige projekter, der omhandler robotarme på den internationale rumstation, samt det tidligere rumfærgeprogram.

I laboratoriet arbejder Ma og UC seniorforsker Anoop Sathyan på robotnetværk, der arbejder uafhængigt og sammen om en fælles opgave. 

I deres seneste undersøgelse brugte parret en gruppe robotter og testede dem med et nyt spil, der involverede strenge for at flytte et vedhæftet token til et målsted på et bord. Robotterne kontrollerer hver en streng, så de har brug for hjælp fra andre for at flytte tokenet til det rigtige sted. For at gøre dette frigiver eller øger de spændingen på strengen som svar på hver robots handlinger.

Holdet bruger en kunstig intelligens kaldet genetisk fuzzy logic, og de var i stand til at få de tre robotter, senere fem, til at flytte tokenet til det ønskede sted. 

Resultaterne af forskningen og eksperimenterne blev offentliggjort i tidsskriftet Robotica denne måned. 

Da forskerne brugte fem forskellige robotter, lærte de, at opgaven kan løses, selvom en af ​​dem går i stykker. 

"Dette vil især være tilfældet for problemer med et større antal robotter, hvor ansvaret for en individuel robot vil være lavt," konkluderede forskerne.

Ifølge Ma har enhver satellitopsendelse mulighed for utallige problemer, og det er næsten altid umuligt at gøre noget ved det, når først satellitten er indsat. 

Tidligere i år fejlede en Intelsat-satellit på 400 millioner dollar, samme størrelse som en lille skolebus, efter at have nået en høj elliptisk bane. Nogle af de første 60 Starlink-satellitter opsendt af SpaceX fungerede også i år. I tilfældet med SpaceX var satellitterne designet til at kredse om Jorden i lav højde, hvilket fik dem til at henfalde efter et par år.

Den mest kendte af alle fandt sted i 1990, da Hubble-rumteleskopet blev indsat. NASA erfarede senere, at spejlet var skævt, og en efterfølgende reparationsmission ombord på rumfærgen Endeavour fandt sted i 1993. Den mission gik ud på at erstatte spejlet, så billeder af universet kunne komme tilbage til Jorden. 

At sende mennesker til rummet for at reparere satellitter er ekstremt dyrt, ifølge Ma. Missionerne kan koste milliarder af dollars og er svære at gennemføre.

Problemerne bliver mere fremtrædende, hver gang en satellit opsendes. 

"Store kommercielle satellitter er dyre. De løber tør for brændstof, eller de fungerer ikke korrekt eller går i stykker," sagde Ma. "De ville gerne kunne tage derop og reparere det, men nu om dage er det umuligt."

NASA søger at opsende en satellit i 2022, der er i stand til at tanke andre i lav kredsløb om jorden. De vil sætte sig for at opsnappe og tanke en amerikansk regeringssatellit. Projektet hedder Restore-L, og det forventes at være proof of concept for autonome satellitreparationer, ifølge NASA.

Maxar, et firma fra Colorado, vil være ansvarlig for rumfartøjets infrastruktur og robotarme til projektet. 

Ifølge John Lymer, chefrobotiker hos Maxar, fejler de fleste satellitter, fordi de løber tør for brændstof.  

"Du trækker en helt god satellit tilbage, fordi den løb tør for gas." han sagde. 

"Ou Ma, som jeg har arbejdet med i mange år, arbejder med rendezvous- og proximity-organisering. Der findes alle mulige tekniske løsninger derude. Nogle vil være bedre end andre. Det handler om at få operationel erfaring for at finde ud af, hvis algoritmer er bedre, og hvad der reducerer den operationelle risiko mest."

.