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En general, las naves espaciales se suministran con sistemas de propulsión, a menudo con una redundancia sustancial en las tuberías y los motores o propulsores, de modo que puedan realizar maniobras orbitales en el espacio de manera confiable y confiable. El énfasis está en la palabra realizar . Esperan órdenes de la Tierra antes de hacer algo con ella. Se podría decir que las naves espaciales están minuciosamente gestionadas.
Para las misiones en el espacio profundo, esto se hace con mucha precaución para proteger la inversión sustancial de tiempo, personas y recursos y la ciencia que se obtendrá. Para la órbita terrestre, además de protegerlos a todos (con ganancias comerciales reemplazando las ganancias científicas en la mayoría de los casos), existe la responsabilidad adicional de no interferir con todos los demás satélites en órbita.
Me sorprendió que incluso el muy costoso James Web Space Telescope no parece tener la capacidad de permanecer en su lugar por sí mismo como se hipotetiza en esta respuesta , y sin instrucciones constantes de mantenimiento de la estación recibidas con éxito desde la Tierra, simplemente se alejaría de su órbita de punto de libración. .
Por el contrario, los exploradores planetarios (a diferencia de las naves espaciales), como los rovers y, en el futuro, los voladores y/o saltadores ejecutan secuencias de tareas en rápida sucesión que requieren un conocimiento de primera mano del entorno local, lo que hace que sea beneficioso operar de forma semiautónoma. Por ejemplo, según la experiencia de varios rovers pasados y presentes en Marte, el rover Curiosity en Marte es capaz de mantenerse ocupado durante un día más o menos tanto en movimiento como en la toma de muestras y el análisis de muestras como se describe en esta respuesta, y el El rover EXOMars también tendrá potencialmente un grado de autonomía .
Entonces mi pregunta es : ¿Cuáles son las perspectivas futuras para la autonomía de las naves espaciales?
La autonomía de las naves espaciales siempre ha jugado un papel importante en la exploración del sistema solar y más allá, y nuestra confianza en naves espaciales cada vez más independientes solo crecerá. Habrá diferentes niveles de autonomía dependiendo de la tarea en cuestión. Las aplicaciones inmediatas de mayor autonomía posiblemente podrían ser la detección de anomalías a bordo, la salud y la gestión de recursos. Seguido de una toma de decisiones y orientación, navegación y controles más complejos.
Preveo que el futuro cercano de la autonomía de las naves espaciales será más enfoques basados en modelos, como ha sido históricamente, en lugar de modelos basados en datos como el aprendizaje profundo. Hay dos razones para ello: 1. El aprendizaje profundo es muy intensivo en computación y, a menudo, las naves espaciales están muy limitadas en cuanto a recursos computacionales. 2. El aprendizaje profundo carece de explicabilidad. Una red neuronal se considera una caja negra, y si queremos verificar y validar los algoritmos, debemos poder ver dentro de esta caja negra.
A medida que el acceso al espacio continúa democratizándose, veo una posibilidad en la que CubeSats podría ser el propulsor de más novedosos algoritmos de autonomía basados en datos. Las misiones más recientes de MarCo CubeSat a Marte podrían atraer a la industria a enviar más de estas naves espaciales. Y en consecuencia, se corre más riesgo en el tipo de autonomía que se despliega. La otra cara de esta moneda es que los motores de simulación basados en la física siguen mejorando cada vez más. Esto permitirá a los investigadores aplicar técnicas de autonomía creativa a entornos altamente realistas. No solo eso, hay mucha investigación en curso en el área de datos sintéticos. Esto podría ser muy beneficioso para generar datos de alta calidad en los que se podría entrenar la red neuronal profunda de un rover antes de desplegarse. Mira este papelsobre el uso del aprendizaje de refuerzo profundo para la creación de imágenes y el mapeo autónomos de cuerpos pequeños.
También este documento sobre el uso del aprendizaje por refuerzo para la planificación del movimiento de los rovers saltadores.
Consulte esta excelente encuesta sobre tendencias de IA en GN&C
Conclusión:
Hay muchas grandes oportunidades para la autonomía de las naves espaciales y muchos factores que entran en juego cuando se implementan algoritmos cada vez más complejos. En última instancia, el futuro de la autonomía de las naves espaciales parece muy brillante.
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Mármol Orgánico
Jacobo
Jacobo
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