Um sistema de esquiva de detritos espaciais impulsionado por IA poderia em breve substituir equipes de especialistas que lidam com um número crescente de ameaças de colisão orbital no ambiente cada vez mais confuso próximo à Terra.
A cada duas semanas, os controladores de espaçonaves do Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC) em Darmstadt, Alemanha, têm que realizar manobras de evasão com um de seus 20 satélites de órbita terrestre baixa, Holger Krag, o Chefe de Segurança Espacial da Agência Espacial Europeia (ESA ), disse em uma coletiva de imprensa organizada pela ESA durante a 8ª Conferência Europeia de Detritos Espaciais realizada virtualmente em Darmstadt, Alemanha, de 20 a 23 de abril. Há pelo menos cinco vezes mais encontros próximos que as equipes da agência monitoram e avaliam cuidadosamente, cada um solicitando um -equipe disciplinar disponível 24 horas por dia, 7 dias por semana, durante vários dias.
“Cada manobra de prevenção de colisão é um incômodo”, disse Krag. “Não só pelo consumo de combustível, mas também pela preparação que vem. Temos que reservar passes de estação terrestre, que custa dinheiro, às vezes temos até que desligar a aquisição de dados científicos. Temos que ter um especialista equipe disponível 24 horas por dia.”
A frequência de tais situações só deve aumentar. Nem todos os alertas de colisão são causados por fragmentos de detritos espaciais. Empresas como a SpaceX, OneWeb e Amazon estão construindo megaconstelações de milhares de satélites, colocando mais espaçonaves em órbita em um único mês do que costumava ser lançado em um ano inteiro apenas alguns anos atrás. Este aumento do tráfego espacial está causando preocupações entre os especialistas em detritos espaciais. Na verdade, a ESA disse que quase metade dos alertas de conjunção atualmente monitorados pelos operadores da agência envolvem pequenos satélites e naves espaciais constelações.
A ESA, portanto, pediu à comunidade global de Inteligência Artificial para ajudar a desenvolver um sistema que cuidasse dos detritos espaciais evitando de forma autônoma ou, pelo menos, reduzisse a carga sobre as equipes de especialistas.
“Disponibilizamos um grande conjunto de dados históricos de avisos de conjunção anteriores para uma comunidade global de especialistas e os encarregamos de usar IA [Inteligência Artificial] para prever a evolução do risco de colisão de cada alerta durante os três dias após o alerta,” Rolf Densing , Disse o Diretor de Operações da ESA na coletiva de imprensa.
“Os resultados ainda não são perfeitos, mas em muitos casos, a AI foi capaz de replicar o processo de decisão e identificar corretamente em quais casos tivemos que realizar a manobra de prevenção de colisão.”
A agência vai explorar novas abordagens para o desenvolvimento de IA, como aprendizado profundo e redes neurais, para melhorar a precisão dos algoritmos, disse Tim Flohrer, chefe do Escritório de Debris Espaciais da ESA ao Space.com.
“Os algoritmos de IA padrão são treinados em enormes conjuntos de dados”, disse Flohrer. “Mas os casos em que realmente conduzimos manobras não são tantos em termos de IA. Na próxima fase, examinaremos mais de perto as abordagens especializadas de IA que podem funcionar com conjuntos de dados menores.”
Por enquanto, os algoritmos de IA podem ajudar as equipes terrestres enquanto avaliam e monitoram cada alerta de conjunção, o aviso de que um de seus satélites pode estar em rota de colisão com outro corpo em órbita. De acordo com Flohrer, essa assistência de IA ajudará a reduzir o número de especialistas envolvidos e ajudará a agência a lidar com o aumento do tráfego espacial esperado em um futuro próximo. A decisão de realizar uma manobra de evasão ou não por enquanto ainda deve ser tomada por um operador humano.
“Até agora, automatizamos tudo que exigiria que um cérebro especialista estivesse acordado 24 horas por dia, 7 dias por semana para responder e acompanhar os alertas de colisão”, disse Krag. “Tomar a decisão final se devemos conduzir a manobra de evasão ou não é a parte mais complexa a ser automatizada e esperamos encontrar uma solução para este problema nos próximos anos.”
Em última análise, acrescentou Densing, a comunidade global deve trabalhar em conjunto para criar um sistema de prevenção de colisões semelhante ao gerenciamento de tráfego aéreo moderno, que funcionaria de forma completamente autônoma, sem que os humanos em terra precisassem se comunicar.
“No tráfego aéreo, eles estão um passo à frente”, disse Densing. “As manobras para evitar colisões entre aviões são descentralizadas e ocorrem automaticamente. Ainda não chegamos lá e provavelmente exigirá um pouco mais de coordenação e discussões internacionais.”
Não só os satélites científicos correm o risco de colisões orbitais, mas também espaçonaves como a Crew Dragon da SpaceX também podem ser afetadas. Recentemente, a Crew Dragon Endeavour, com quatro astronautas a bordo, teria chegado perigosamente perto de um pequeno pedaço de destroços no sábado, 24 de abril, durante seu cruzeiro para a Estação Espacial Internacional. O alerta de colisão forçou os viajantes espaciais a interromper seu tempo de lazer, voltar para seus trajes espaciais e apertar o cinto de segurança em seus assentos para se preparar para um possível impacto.
De acordo com a ESA, cerca de 11.370 satélites foram lançados desde 1957, quando a União Soviética orbitou com sucesso uma bola chamada Sputnik. Cerca de 6.900 desses satélites permanecem em órbita, mas apenas 4.000 ainda estão funcionando.
Publicado em 30/04/2021 09h43
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