Ученые разрабатывают роботизированные сети для создания умных спутников

В настоящее время ученые разрабатывают независимые роботизированные сети, которые работают вместе для создания умных спутников. Эти умные спутники могут быть использованы для ремонта других спутников в космосе. В настоящее время очень трудно сделать что-либо с неисправными спутниками, что происходит довольно часто. Поскольку нет реального решения, дорогие спутники продолжают обращаться вокруг Земли в течение многих лет, пока они не будут возвращены в атмосферу под действием гравитации.

Оу Ма, профессор Университета Цинциннати, разрабатывает робототехнологии для ремонта спутников на орбите до того, как они сломаются. Он возглавляет лабораторию интеллектуальной робототехники и автономных систем в университете и хотел бы создать роботизированные спутники, способные причаливать к другим спутникам для ремонта и дозаправки.

Лучший спутник для ремонта будет способен выполнять несколько задач, согласно Ма. У него есть длинная карьера, включающая различные проекты, связанные с роботизированными руками на Международной космической станции, а также бывшей программой космических шаттлов.

В лаборатории Ма и старший исследователь Университета Цинциннати Ануп Сатхьян работают над роботизированными сетями, которые работают независимо и совместно над общей задачей.

В своем последнем исследовании пара использовала группу роботов и протестировала их с помощью новой игры с нитями, чтобы переместить прикрепленный жетон в цель на столе. Каждый робот контролирует одну нить, поэтому им нужна помощь других, чтобы переместить жетон в правильное место. Для этого они отпускают или увеличивают натяжение нити в ответ на действия каждого робота.

Команда использует искусственный интеллект, называемый генетической нечеткой логикой, и смогла получить три робота, а затем пять, чтобы переместить жетон в желаемое место.

Результаты исследования и экспериментов были опубликованы в журнале Robotica в этом месяце.

Когда исследователи использовали пять разных роботов, они узнали, что задача может быть выполнена даже если один из них выйдет из строя.

“Это будет особенно верно для проблем с большим количеством роботов, где ответственность отдельного робота будет низкой”, – заключили исследователи.

Согласно Ма, каждый запуск спутника имеет возможность бесчисленных проблем, и почти всегда невозможно сделать что-либо с этим после запуска спутника.

Ранее в этом году неисправный спутник Intelsat стоимостью 400 миллионов долларов, размером со школьный автобус, вышел из строя после достижения высокоэллиптической орбиты. Некоторые из первых 60 спутников Starlink, запущенных компанией SpaceX (SPCX ), также вышли из строя в этом году. В случае с SpaceX спутники были предназначены для обращения вокруг Земли на низкой высоте, что привело к их衰анию после нескольких лет.

Самым известным из всех стал случай в 1990 году, когда был запущен телескоп Хаббла. NASA позже узнала, что зеркало было искажено, и последующая миссия по ремонту на борту космического челнока Endeavour состоялась в 1993 году. Эта миссия была направлена на замену зеркала, что позволило получить изображения Вселенной на Землю.

Отправка людей в космос для ремонта спутников очень дорогая, согласно Ма. Миссии могут стоить миллиарды долларов и очень трудно выполнить.

Проблемы становятся более заметными каждый раз, когда запускается спутник.

“Большие коммерческие спутники дорогие. Они заканчивают топливо или выходят из строя”, – сказал Ма. “Они хотели бы иметь возможность пойти туда и отремонтировать их, но сейчас это невозможно”.

NASA планирует запустить спутник в 2022 году, который сможет дозаправлять другие спутники на низкой околоземной орбите. Они будут направлены на перехват и дозаправку спутника правительства США. Проект называется Restore-L, и он должен стать доказательством концепции автономного ремонта спутников, согласно NASA.

Компания Maxar из Колорадо будет отвечать за инфраструктуру космического корабля и роботизированные руки для проекта.

Согласно Джону Лаймеру, главному робототехнику Maxar, большинство спутников выходят из строя, потому что заканчивают топливо.

“Вы выводите из строя совершенно хороший спутник, потому что он закончил бензин”, – сказал он.

“Оу Ма, с которым я работал много лет, работает над организацией встреч и близости. Существует множество технических решений. Некоторые будут лучше других. Это вопрос получения оперативного опыта, чтобы узнать, чьи алгоритмы лучше и что снижает оперативный риск наиболее эффективно”, – сказал он.