Forskere utvikler robotnettverk for å lage smarte satellitter

Forskere utvikler for tiden uavhengige robotnettverk som jobber sammen for å lage smarte satellitter. Disse smarte satellittene kan deretter brukes til å reparere andre i verdensrommet. For øyeblikket er det ekstremt vanskelig å gjøre noe med ødelagte satellitter, noe som skjer ganske ofte. Fordi det ikke finnes noen reell løsning, ender de dyre satellittene med å gå i bane rundt jorden i årevis til de blir brakt tilbake til atmosfæren av tyngdekraften. 

Ou Ma, en professor fra University of Cincinnati, utvikler robotteknologi for å fikse satellittene i bane før de går i stykker. Han driver Intelligent Robotics and Autonomous Lab ved universitetet, og han vil gjerne lage robotsatellitter som er i stand til å dokke med andre satellitter for reparasjoner og tanking. 

Den beste reparasjonssatellitten vil være i stand til å utføre flere oppgaver, ifølge Ma. Han har en lang karriere som involverer ulike prosjekter som omhandler robotarmer på den internasjonale romstasjonen, samt det tidligere romfergeprogrammet.

I laboratoriet jobber Ma og UC seniorforsker Anoop Sathyan med robotnettverk som jobber uavhengig og samarbeider om en felles oppgave. 

I sin siste studie brukte paret en gruppe roboter og testet dem med et nytt spill som involverer strenger for å flytte et festet token til et målsted på et bord. Robotene kontrollerer hver en streng, så de trenger hjelp fra andre for å flytte tokenet til riktig sted. For å gjøre dette slipper de eller øker spenningen på strengen som svar på hver robots handlinger.

Teamet bruker en kunstig intelligens kalt genetisk fuzzy logic, og de klarte å få de tre robotene, senere fem, til å flytte tokenet til ønsket sted. 

Resultatene av forskningen og eksperimentene ble publisert i tidsskriftet Robotica denne måneden. 

Da forskerne brukte fem forskjellige roboter, lærte de at oppgaven kan fullføres selv om en av dem svikter. 

"Dette gjelder spesielt for problemer med større antall roboter der ansvaret til en enkelt robot vil være lavt," konkluderte forskerne.

Ifølge Ma har hver satellittoppskyting mulighet for utallige problemer, og det er nesten alltid umulig å gjøre noe med det når først satellitten er utplassert. 

Tidligere i år hadde en Intelsat-satellitt på 400 millioner dollar, samme størrelse som en liten skolebuss, feil etter å ha nådd en høy elliptisk bane. Noen av de første 60 Starlink-satellittene som ble lansert av SpaceX fungerte også i år. Når det gjelder SpaceX, ble satellittene designet for å gå i bane rundt jorden i lav høyde, noe som fikk dem til å forfalle etter noen år.

Den mest kjente av alle fant sted i 1990 da Hubble-romteleskopet ble utplassert. NASA fikk senere vite at speilet var forvrengt, og et påfølgende reparasjonsoppdrag ombord i romfergen Endeavour fant sted i 1993. Det oppdraget hadde som mål å erstatte speilet, slik at bilder av universet kunne komme tilbake til jorden. 

Å sende mennesker til verdensrommet for å reparere satellitter er ekstremt dyrt, ifølge Ma. Oppdragene kan koste milliarder av dollar og er vanskelige å gjennomføre.

Problemene blir mer fremtredende hver gang en satellitt skytes opp. 

«Store kommersielle satellitter er kostbare. De går tom for drivstoff eller funksjonsfeil eller går i stykker, sa Ma. "De vil gjerne være i stand til å gå opp dit og fikse det, men i dag er det umulig."

NASA ser etter å skyte opp en satellitt i 2022 som er i stand til å fylle drivstoff på andre i lav jordbane. De vil sette ut for å avskjære og fylle bensin på en amerikansk regjeringssatellitt. Prosjektet heter Restore-L, og det forventes å være proof of concept for autonome satellittreparasjoner, ifølge NASA.

Maxar, et selskap fra Colorado, vil være ansvarlig for romfartøyets infrastruktur og robotarmer for prosjektet. 

Ifølge John Lymer, sjefrobotiker hos Maxar, mislykkes de fleste satellitter fordi de går tom for drivstoff.  

"Du trekker tilbake en perfekt satellitt fordi den gikk tom for gass." han sa. 

«Ou Ma, som jeg har jobbet med i mange år, jobber med møte- og nærhetsorganisasjon. Det finnes alle slags tekniske løsninger der ute. Noen vil være bedre enn andre. Det handler om å få operasjonserfaring for å finne ut hvilke algoritmer som er bedre og hva som reduserer operasjonell risiko mest.»

.