«Εξυπνοι» νανοδορυφόροι σε αποστολές παρατηρήσης του Αρη

Μέχρι σήμερα οι διαστημικές αποστολές με επανδρωμένα σκάφη και δορυφόρους βρίσκονται υπό συνεχή έλεγχο από εγκαταστάσεις στην γη. Και όταν προκληθεί οποιοδήποτε πρόβλημα εντολές από τους χειριστές το αποκαθιστούν.

Όμως τα τελευταία χρόνια μια καινούργια τεχνολογία αναδύεται στο τομέα της διαστημικής εξερεύνησης με τους λεγόμενους αυτόνομης λειτουργίας νανοδορυφόρους να κερδίζουν έδαφος έναντι των συμβατικών.

Τα νέα σκάφη θα έχουν μέγεθος μόλις περίπου 10x10x30 εκατοστά και κατά μια έννοια θα «σκέφτονται» προκειμένου να λάβουν μια απόφαση για την αποστολή τους.

Η τεχνολογία αυτή παραπέμπει στον τρόπο λειτουργίας των Drones αλλά και των πειραματικών οχημάτων χωρίς οδηγό που διορθώνουν τα λάθη τους με βάση το ειδικό πρόγραμμα του υπολογιστή τους και την παρατήρηση του περιβάλλοντος, ουσιαστικώς μέσω εκτεταμένης χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης.

«Σκεπτόμενοι» νανοδορυφόροι

Αν και η συζήτηση για τους νανοδορυφόρους άρχισε πριν από χρόνια χάρις στα νέα συστήματα που θα επιτρέπουν σε αυτόματες διαστημοσυσκευές να λαμβάνουν μόνες τους αποφάσεις μελλοντικά θα χρησιμοποιηθούν σε πολλούς τομείς.

Επειδή στον εξοπλισμό τους έχουν μόνον ηλιακά κύτταρα, μερικά επιστημονικά όργανα, τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό, ενδεχομένως και μηχανσιμό πρόωσης, είναι φθηνοί σχετικά με τους συμβατικούς.

Για το εύρος της χρήσης τους ενδεικτικά αναφέρονται ο εντοπισμός ανεμοστρόβιλων που σαρώνουν την επιφάνεια του Αρη, εντοπισμός μετεωριτών με κατεύθυνση πορείας προς την γη.

Επίσης συμπεριλαμβάνεται η διερεύνηση παράξενων φωτεινών λάμψεων από την γήινη ατμόσφαιρα προς τον διαστημικό χώρο. Ακόμη και παρόμοια ανεξήγητης προέλευσης φωτεινά σήματα στην επιφάνεια της Σελήνης θα εξερευνούν καθώς και σειρά άλλων φαινομένων.

Όπως εξηγούν ερευνητές από το πανεπιστημιακό ίδρυμα Julius-Maximilians-Universität Würzburg στην Βαυαρία τέτοιας κλίμακας και εύρους επιστημονικές έρευνες προϋποθέτουν δορυφόρους με συστήματα που θα αποφασίζουν μόνα τους σχετικά με το τι πρέπει να κάνουν και πως να διορθώσουν τα λάθη τους.

Αν και η συγκεκριμένη τεχνολογία αυτόνομων αποφάσεων από δορυφόρους, που αναλόγως συνθηκών θα κάνουν σειρά εργασιών, δεν υπάρχει ακόμη θεωρείται άμεσα επιβεβλημένη.

Ειδικά σε περιπτώσεις διαπλανητικών αποστολών όπου είναι αναγκαίος ο «σκεπτόμενος αυτοματισμός» στη λήψη αποφάσεων σχετικά με την πτήση, τα πειράματα και τον «ευφυή» τρόπο επικοινωνίας μεταξύ τους και τις επίγειες εκαταστάσεις.

Αποστολή στον πλανήτη Αρη

Ένα παράδειγμα που μονίμως εξάπτει την φαντασία είναι οι αποστολές στον πλανήτη Αρη. Επειδή τα ραδιοκύματα ανάμεσα στα σκάφη και τις επίγειες εγκαταστάσεις ελέγχου χρειάζονται 20 λεπτά για να ληφθούν πρέπει να λειτουργεί η τεχνολογία αυτόνομης λειτουργίας και λήψης αποφάσεων.

Στην περίπτωση της συγκεκριμένης αποστολής οι επικοινωνίες των νανοδορυφόρων θα κατευθύνονται στο σκάφος της NASA που περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη Mars Reconnaissance Orbiter. Αυτό θα χρησιμοποιείται ως αναμεταδότης τους προς της γήινες εγκαταστάσεις ελέγχου.

Ήδη η ομάδα ερευνητών του γερμανικού πανεπιστημίου θα αναπτύξει έναν αυτόνομης λειτουργίας αισθητήρα και το σχετικό σύστημα με την κωδική ονομασία ASAP (Autonomous Sensor and Autonomous Planning system) καθώς και το σύστημα ADIA (Autonomous Diagnosis System for Satellites).

Σύμφωνα με τον προγραμματισμό θα ενσωματωθεί στο δορυφόρο SONATE που θα εκτοξευτεί το 2019 σε τροχιά γύρω από την γη. Το πρόγραμμα χρηματοδοτείται από το γερμανικό κέντρο αεροδιαστημικής με κεφάλαια από το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Οικονομίας και Ενέργειας.

Νανοδορυφόροι της NASA

Για αυτή την καινούργια πτυχή στην διαστημική εξερεύνηση έχει δραστηριοποιηθεί και η NASA με τους δικής της τεχνολογίας νανοδορυφόρους με την κωδική ονομασία CubeSats και μέγεθος όσο ένα κουτί με διαστάσεις 10 εκατοστά.

Στόχος της είναι η αποστολή τους στον πλανήτη Αρη όπου θα διαμορφώσουν δικό τους δίκτυο επικοινωνίας μακράν των εγκαταστάσεων στην γη.

Η αποστολή έχει την ονομασία In Sight με στόχο την πραγματοποίηση μετρήσεων σχετικά με την σεισμική δραστηριότητα στο εσωτερικό του Αρη, την γεωδαισία και την μεταφορά θερμότητας.

Για τους αστρονόμους η νέα αυτή τεχνολογία ανοίγει πολλές προοπτικές σχετικά με τις αστρονομικές παρατηρήσεις και την ροή δεδομένων.

Το γεγονός ότι οι νανοδορυφόροι θα αποθηκεύουν στην μνήμη του υπολογιστή όλα τα παρατηρησιακά δεδομένα και κατόπιν θα «ερωτούν» αν ενδιαφέρει η αποστολή τους στη γη θα αποσυμφορήσει τις διαστημικές επικοινωνίες.

Oπως ήδη γίνεται φανερό η ομπρέλα της τεχνητής νοημοσύνης και τα συστήματα που λαμβάνουν αποφάσεις περιλαμβάνει ολοένα περισσότερες εφαρμογές.