Un sistema de prevención de desechos espaciales impulsado por inteligencia artificial pronto podría reemplazar a los equipos de expertos que se ocupan de un número creciente de amenazas de colisión orbital en el entorno cada vez más confuso cercano a la Tierra.
Cada dos semanas, los controladores de naves espaciales del Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) en Darmstadt, Alemania, tienen que realizar maniobras de evasión con uno de sus 20 satélites de órbita terrestre baja, Holger Krag, Director de Seguridad Espacial de la Agencia Espacial. Unión Europea (ESA) ), dijo en una conferencia de prensa organizada por la ESA durante la 8a Conferencia Europea de Desechos Espaciales celebrada virtualmente en Darmstadt, Alemania, del 20 al 23 de abril. Hay al menos cinco veces más reuniones cercanas que el personal de la agencia monitorea y evalúa de cerca, cada una solicitando un equipo disciplinario disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana, durante varios días.
«Cada maniobra para evitar colisiones es una molestia», dijo Krag. “No solo por el consumo de combustible, sino también por la preparación que viene. Tenemos que reservar pases para estaciones terrestres, que cuestan dinero, a veces incluso tenemos que desactivar la adquisición de datos científicos. Tenemos que tener un equipo de especialistas disponible las 24 horas del día. «
La frecuencia de tales situaciones solo debería aumentar. No todas las alertas de colisión son causadas por fragmentos de desechos espaciales. Empresas como SpaceX, OneWeb y Amazon están construyendo megaconstelaciones de miles de satélites, poniendo en órbita más naves espaciales en un solo mes de las que solían lanzar en todo un año hace apenas unos años. Este aumento del tráfico espacial está causando preocupación entre los expertos en desechos espaciales. De hecho, la ESA dijo que casi la mitad de las alertas conjuntas monitoreadas actualmente por los operadores de la agencia involucran pequeños satélites y constelaciones de naves espaciales.
Por lo tanto, la ESA pidió a la comunidad global de Inteligencia Artificial que ayudara a desarrollar un sistema que se encargue de los desechos espaciales evitando o al menos reduciendo de forma autónoma la carga de los equipos de expertos.
«Hemos puesto a disposición de una comunidad global de expertos un gran conjunto de datos históricos de advertencias conjuntas anteriores y les hemos confiado el uso de IA [Artificial Intelligence] para predecir la evolución del riesgo de colisión para cada alerta durante los tres días posteriores a la alerta «, dijo Rolf Densing, director de operaciones de la ESA, en una conferencia de prensa.
«Los resultados aún no son perfectos, pero en muchos casos, la IA pudo replicar el proceso de decisión e identificar correctamente en qué casos tuvimos que realizar la maniobra para evitar colisiones».
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La agencia explorará nuevos enfoques para el desarrollo de la inteligencia artificial, como el aprendizaje profundo y las redes neuronales, para mejorar la precisión de los algoritmos, dijo a Space.com Tim Flohrer, director de la Oficina de Desechos Espaciales de la ESA.
«Los algoritmos de IA estándar se entrenan en enormes conjuntos de datos», dijo Flohrer. «Pero los casos en los que realmente realizamos maniobras no son tantos en términos de IA. En la siguiente fase, analizaremos más de cerca los enfoques especializados de IA que pueden funcionar con conjuntos de datos más pequeños».
Por ahora, los algoritmos de IA pueden ayudar a los equipos de tierra a evaluar y monitorear cada alerta de conjunción, la advertencia de que uno de sus satélites puede estar en curso de colisión con otro cuerpo en órbita. Según Flohrer, esta asistencia de IA ayudará a reducir la cantidad de expertos involucrados y ayudará a la agencia a lidiar con el aumento esperado en el tráfico espacial en el futuro cercano. La decisión de realizar una maniobra de evasión o no por el momento debe ser tomada por un operador humano.
«Hasta ahora, hemos automatizado todo lo que requeriría que un cerebro especializado esté despierto las 24 horas del día, los 7 días de la semana para responder y realizar un seguimiento de las alertas de colisión», dijo Krag. «Tomar la decisión final sobre si debemos realizar la maniobra de evasión o no es la parte más compleja de automatizar y esperamos encontrar una solución a este problema en los próximos años».
En última instancia, agregó Densing, la comunidad global debe trabajar en conjunto para crear un sistema de prevención de colisiones similar a la gestión del tráfico aéreo moderno, que funcionaría de manera completamente autónoma, sin que los humanos en tierra tuvieran que comunicarse.
«En el tráfico aéreo, están un paso por delante», dijo Densing. «Las maniobras para evitar colisiones entre aviones están descentralizadas y ocurren automáticamente. Aún no estamos allí y probablemente requeriremos un poco más de coordinación y discusiones internacionales».
Los satélites científicos no solo corren el riesgo de colisiones orbitales, sino que también pueden verse afectadas naves espaciales como el Crew Dragon de SpaceX. Recientemente, Crew Dragon Endeavour, con cuatro astronautas a bordo, según se informa se acercó peligrosamente a un pequeño trozo de escombros el sábado 24 de abril, durante su crucero a la Estación Espacial Internacional. La alerta de colisión ha obligado a los viajeros espaciales a interrumpir su tiempo libre, volver a sus trajes espaciales y abrocharse los cinturones de seguridad para prepararse para un posible impacto.
Según la ESA, se han lanzado alrededor de 11.370 satélites desde 1957, cuando la Unión Soviética orbitó con éxito una bola llamada Sputnik. Aproximadamente 6,900 de estos satélites permanecen en órbita, pero solo 4,000 siguen funcionando.
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