Scienziati che sviluppano reti robotiche per creare satelliti intelligenti

Gli scienziati stanno attualmente sviluppando reti robotiche indipendenti che lavorano insieme per creare satelliti intelligenti. Questi satelliti intelligenti potrebbero poi essere utilizzati per riparare altri satelliti nello spazio. Attualmente, è estremamente difficile fare qualcosa con i satelliti danneggiati, il che accade abbastanza spesso. Poiché non c’è una vera soluzione, i satelliti costosi finiscono per orbitare intorno alla Terra per anni fino a quando non vengono riportati nell’atmosfera dalla gravità. 

Ou Ma, un professore dell’Università di Cincinnati, sta progettando tecnologie robotiche per riparare i satelliti in orbita prima che si rompano. Lui gestisce il Laboratorio di robotica intelligente e autonoma all’università e vorrebbe creare satelliti robotici in grado di attraccare con altri satelliti per riparazioni e rifornimento di carburante. 

Il miglior satellite di riparazione sarà in grado di eseguire più compiti, secondo Ma. Lui ha una lunga carriera che coinvolge vari progetti che trattano di bracci robotici sulla Stazione Spaziale Internazionale, nonché il programma space shuttle precedente.

Nel laboratorio, Ma e il senior research associate dell’UC Anoop Sathyan stanno lavorando su reti robotiche che lavorano in modo indipendente e collaborativo su un compito comune. 

Nel loro ultimo studio, la coppia ha utilizzato un gruppo di robot e li ha testati con un nuovo gioco che coinvolge corde per spostare un token attaccato a un punto bersaglio su un tavolo. I robot controllano ognuno una corda, quindi hanno bisogno dell’aiuto degli altri per spostare il token nel punto giusto. Per farlo, rilasciano o aumentano la tensione della corda in risposta alle azioni di ogni robot.

Il team utilizza un’intelligenza artificiale chiamata logica fuzzy genetica e sono stati in grado di far muovere il token verso il punto desiderato con tre robot, e successivamente cinque. 

I risultati della ricerca e degli esperimenti sono stati pubblicati sulla rivista Robotica questo mese. 

Quando i ricercatori hanno utilizzato cinque robot diversi, hanno scoperto che il compito può essere completato anche se uno di loro si guasta. 

“Ciò sarà particolarmente vero per problemi con un numero maggiore di robot, dove la responsabilità di un robot individuale sarà bassa”, hanno concluso i ricercatori.

Secondo Ma, ogni lancio di satellite ha la possibilità di innumerevoli problemi e è quasi sempre impossibile fare qualcosa al riguardo una volta che il satellite è stato dispiegato. 

All’inizio di quest’anno, un satellite Intelsat da 400 milioni di dollari, delle stesse dimensioni di un piccolo autobus scolastico, si è guastato dopo aver raggiunto un’orbita ellittica alta. Alcuni dei primi 60 satelliti Starlink lanciati da SpaceX si sono anche guastati quest’anno. Nel caso di SpaceX, i satelliti erano progettati per orbitare intorno alla Terra a bassa quota, causando la loro decadenza dopo pochi anni.

Il più noto di tutti si è verificato nel 1990, quando il Telescopio Spaziale Hubble è stato dispiegato. La NASA ha successivamente scoperto che lo specchio era deformato e una missione di riparazione a bordo dello space shuttle Endeavor ha avuto luogo nel 1993. Quella missione aveva lo scopo di sostituire lo specchio, permettendo alle immagini dell’universo di tornare sulla Terra. 

Inviare esseri umani nello spazio per riparare i satelliti è estremamente costoso, secondo Ma. Le missioni possono costare miliardi di dollari e sono difficili da completare.

I problemi diventano più prominenti ogni volta che un satellite viene lanciato. 

“I grandi satelliti commerciali sono costosi. Esauriscono il carburante o si guastano o si rompono”, ha detto Ma. “Vorrebbero essere in grado di andare lì e ripararli, ma attualmente è impossibile”.

La NASA sta cercando di lanciare un satellite nel 2022 che sia in grado di rifornire altri satelliti in orbita terrestre bassa. Si propone di intercettare e rifornire un satellite del governo degli Stati Uniti. Il progetto si chiama Restore-L ed è previsto come prova di concetto per le riparazioni autonome dei satelliti, secondo la NASA.

Maxar, un’azienda del Colorado, sarà responsabile dell’infrastruttura dello spacecraft e dei bracci robotici per il progetto. 

Secondo John Lymer, capo robotista di Maxar, la maggior parte dei satelliti si guasta perché esauriscono il carburante.  

“Stai ritirando un satellite perfettamente buono perché è rimasto senza carburante”, ha detto. 

“Ou Ma, con cui ho lavorato per molti anni, lavora sul rendezvous e sull’organizzazione della prossimità. Ci sono tutte le soluzioni tecniche lì fuori. Alcune saranno migliori di altre. Si tratta di ottenere esperienza operativa per scoprire le cui algoritmi sono migliori e cosa riduce il rischio operativo maggiormente”.

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