Upravljanje prometom u svemiru

Sateliti nam omogućuju streamanje omiljenih emisija, pozivanje i slanje poruka prijatelju, provjeru vremenskih prilika i aplikacija za navigaciju te online kupnju. Sateliti također prate Zemljinu klimu, rasprostranjenost poljoprivrednih usjeva, staništa divljih životinja i utjecaje prirodnih katastrofa.

Danas u niskoj Zemljinoj orbiti djeluje više od 10.000 satelita. Dodatnih 5000 dekomisioniranih satelita lebdi kroz ovo područje, zajedno s više od 100 milijuna komada krhotina koji obuhvaćaju sve, od istrošenih raketnih stupnjeva do mrlja boje svemirskih letjelica.

Za profesora aeronautike Richarda Linaresa s MIT-a, brzo širenje satelita postavlja goruća pitanja. Kako možemo sigurno upravljati prometom i rastućom gužvom u svemiru? I u kojem trenutku ćemo dosegnuti orbitalni kapacitet, gdje dodavanje više satelita nije održivo i zapravo može ugroziti svemirske letjelice i usluge na koje se oslanjamo?

„To je procjena koju društvo mora donijeti o tome kakvu vrijednost imamo od lansiranja više satelita“, kaže Linares, koji je nedavno dobio stalno radno mjesto izvanrednog profesora na MIT-ovom Odjelu za aeronautiku i astronautiku (AeroAstro). „Jedna od stvari koje pokušavamo učiniti jest pristupiti ovim pitanjima upravljanja prometom i orbitalnim kapacitetom kao inženjerskim problemima.“

Linares vodi MIT-ov laboratorij za astrodinamiku, svemirsku robotiku i upravljanje (ARCLab), istraživačku skupinu koja primjenjuje astrodinamiku (kretanje i putanju objekata u orbiti) kako bi pomogla u praćenju i upravljanju milijunima objekata u orbiti oko Zemlje. Grupa također razvija alate za predviđanje kako će se svemirski promet i krhotine mijenjati dok operateri lansiraju velike satelitske "mega-konstelacije" u svemir.

Također istražuje učinke svemirskog vremena na satelite, kao i kako klimatske promjene na Zemlji mogu ograničiti broj satelita koji mogu sigurno orbitirati u svemiru.

Predviđajući da će sateliti morati biti pametniji i brži kako bi se kretali u pretrpanijem okruženju, Linares istražuje umjetnu inteligenciju kako bi pomogao satelitima da autonomno uče i razmišljaju kako bi se prilagodili promjenjivim uvjetima i riješili probleme na brodu.

Linaresova grupa primijenila je razumijevanje astrodinamike i fizike kretanja objekata u svemiru kako bi otkrila najbolji način za slaganje satelita u orbitalne "ljuske" ili trake koje bi najvjerojatnije spriječile sudare.

Također su razvili najsuvremeniji model orbitalnog prometa koji je mogao simulirati putanje više od 10 milijuna pojedinačnih objekata u svemiru. Prethodni modeli bili su mnogo ograničeniji u broju objekata koje su mogli točno simulirati. Linaresov model otvorenog koda, nazvan MIT Orbital Capacity Assessment Tool ili MoCAT, mogao je objasniti milijune komada svemirskog otpada, uz mnoge neoštećene satelite u orbiti.

Alate koje je njegova grupa razvila danas koriste satelitski operateri za planiranje i predviđanje sigurnih putanja svemirskih letjelica. Njegov tim nastavlja raditi na problemima upravljanja svemirskim prometom i orbitalnim kapacitetom. Također se šire na svemirsku robotiku. Tim testira načine teleoperacije humanoidnog robota, što bi potencijalno moglo pomoći u izgradnji buduće infrastrukture i obavljanju dugotrajnih zadataka u svemiru.

Linares također istražuje umjetnu inteligenciju, uključujući načine na koje satelit može autonomno "učiti" iz svog iskustva i sigurno se prilagoditi neizvjesnim okruženjima.

„Zamislite da svaki satelit ima virtualnog znanstvenika koji bi mogao obavljati otklanjanje grešaka koje smo mi radili sa zemlje tijekom misija Apollo“, kaže Linares. „Na taj način bi sateliti trenutno postali robusniji. I to ne isključuje čovjeka iz jednadžbe. Omogućuje da se čovjek pojača. Mislim da je to dostižno.“