Oto statek kosmiczny, który po dotarciu na orbitę przestaje słuchać człowieka. Nie dlatego, iż utracił łączność albo uległ awarii. Przeciwni, właśnie wtedy zaczyna działać zgodnie z planem. Sam będzie analizował dane, podejmował decyzje i wykonywał kolejne zadania. Ziemia będzie mogła obserwować jego poczynania, ale nie będzie wydawać mu poleceń. To świt nowej ery w podboju kosmosu.
Eksperyment z autonomicznym statkiem kosmicznym chce przeprowadzić amerykańska firma AstroForge. Jej misja Autonomy-1 ma wystartować na początku 2027 r. na pokładzie rakiety Nova Pathfinder rozwijanej przez Stoke Space. o ile wszystko pójdzie zgodnie z planem, będzie to jeden z najbardziej interesujących eksperymentów z autonomią statków kosmicznych, jakie dotąd przeprowadzono.
Przez ostatnie cztery lata AstroForge pracowało nad jednym celem: odblokowaniem zasobów Układu Słonecznego. Systematycznie pokonywaliśmy kolejne wyzwania. Zbudowaliśmy małe statki kosmiczne zdolne do pokonania milionów mil od Ziemi. Opracowaliśmy algorytmy nawigacyjne i nawigacyjne, aby działać w systemie, który historycznie był wyłączną domeną rządów. Rozwiązaliśmy niemal wszystkie ograniczenia, oprócz jednego – zależności od Ziemi. Teraz znaleźliśmy rozwiązanie. Oznaczało to dążenie do świętego Graala inżynierii kosmicznej – pełnej autonomii misji – czytamy w komunikacie.
Statek kosmiczny bez człowieka w pętli decyzyjnej
Współczesne sondy kosmiczne są niezwykle samodzielne, ale ich autonomia ma swoje granice. choćby jeżeli statek potrafi automatycznie wykonać określone procedury, wiele bardziej skomplikowanych decyzji przez cały czas podejmują operatorzy na Ziemi.
Przestrzeń kosmiczna jest jednak ogromna, a komunikacja nie odbywa się natychmiast. Sygnał radiowy potrzebuje czasu, aby pokonać odległość między Ziemią a sondą. Przy misjach znajdujących się miliony kilometrów od naszej planety opóźnienie może być na tyle duże, iż w niektórych przypadkach oczekiwanie na instrukcję z centrum kontroli może nie mieć sensu.
AstroForge chce więc przenieść część odpowiedzialności na pokład statku. Firma opracowała system Solo, który ma analizować dane otrzymywane przez sondę i podejmować decyzje w czasie rzeczywistym.
Solo nie ma zastąpić całego systemu sterującego statkiem. Ma działać na jego szczycie, wykorzystując istniejące, deterministyczne oprogramowanie bazujące na prawach fizyki i wcześniej określonych regułach. Sztuczna inteligencja ma natomiast pomagać w wyborze odpowiedniego działania w zmieniającej się sytuacji.
Najpierw test w trybie cienia
AstroForge deklaruje, iż Autonomy-1 będzie pierwszą misją kosmiczną, która po oddzieleniu od rakiety przeprowadzi cały zaplanowany przebieg bez wysłania z Ziemi ani jednej komendy.
To oznacza zupełnie inny model działania niż dotychczas. Centrum kontroli będzie otrzymywało telemetrię oraz dane naukowe, dzięki czemu operatorzy będą mogli obserwować zachowanie sondy. Informacja ma jednak płynąć tylko w jednym kierunku. Ziemia będzie słuchać, ale statek nie będzie słuchał Ziemi.
Po separacji od rakiety Autonomy-1 będzie musiała samodzielnie wykonywać swoje zadania. Solo ma analizować dane pochodzące z pokładowych systemów, rozpoznawać sytuację i podejmować decyzje, które uzna za adekwatne.
AstroForge nie zamierza od razu wysłać Solo w kosmos z pełną odpowiedzialnością za misję. System przejdzie wcześniej znacznie ostrożniejszy test. Solo ma polecieć także podczas misji DeepSpace-2. Jej celem będzie spotkanie z planetoidą bliską Ziemi. W tym przypadku sztuczna inteligencja nie będzie jednak sterowała statkiem w rzeczywistości.
Będzie działała w tak zwanym trybie cienia. Oznacza to, iż system otrzyma prawdziwe dane z pokładowych instrumentów i będzie na ich podstawie podejmował decyzje, ale jego decyzje nie zostaną wykonane.
To rozwiązanie pozwala sprawdzić, jak Solo zachowuje się w realnym środowisku kosmicznym bez oddawania mu pełnej kontroli. Inżynierowie będą mogli porównać decyzje systemu z tym, co rzeczywiście zrobiłby człowiek albo tradycyjne oprogramowanie. Dopiero Autonomy-1 ma być prawdziwym sprawdzianem.
O co chodzi? O wielki biznes
Na pierwszy rzut oka może się wydawać, iż wystarczyłoby zatrudnić więcej operatorów. Plany AstroForge zakładają jednak wysyłanie wielu statków kosmicznych, które w przyszłości miałyby zajmować się pozyskiwaniem surowców z planetoid.
Ręczne kontrolowanie dużej floty sond byłoby bardzo skomplikowane. Każdy statek generowałby ogromną ilość danych, a operatorzy musieliby nieustannie analizować ich stan i reagować na zmieniające się warunki.
Autonomia może całkowicie zmienić skalę takiej działalności. Zamiast traktować każdą sondę jak pojedynczy, wymagający stałej obsługi pojazd, można stworzyć flotę maszyn zdolnych do samodzielnego działania.
To najważniejsze w przypadku górnictwa kosmicznego. Planetoidy różnią się od siebie, a ich skład, kształt, rotacja czy warunki otoczenia mogą wymagać innych działań. Statek znajdujący się setki tysięcy lub miliony kilometrów od Ziemi nie zawsze może czekać na instrukcję człowieka.
Kalifornijski startup AstroForge powstał w styczniu 2022 r. z bardzo ambitnym celem. Firma chce opracować technologie pozwalające na pozyskiwanie zasobów znajdujących się w Układzie Słonecznym, przede wszystkim metali znajdujących się w planetoidach.
Niektóre planetoidy zawierają znaczne ilości metali, a część z nich może być interesująca z punktu widzenia przyszłego przemysłu kosmicznego. Do ich wydobywania potrzebne będą jednak nie tylko urządzenia górnicze. Konieczne będą również statki potrafiące nawigować, analizować otoczenie, zarządzać energią i reagować na awarie bez stałej pomocy człowieka.
Właśnie dlatego rozwój Solo może być dla AstroForge równie istotny jak sama technologia wydobywania surowców.
To nie pierwszy kosmiczny eksperyment AstroForge
Firma ma już za sobą dwie misje, choć żadna z nich nie zakończyła się pełnym sukcesem. W kwietniu 2023 r. AstroForge wysłało na orbitę Ziemi niewielkiego satelitę Brokkr-1. Na jego pokładzie znajdował się prototyp technologii mającej służyć do rafinacji materiału planetoid. Nie udało się jednak uruchomić tej technologii zgodnie z planem.
Kolejna próba była znacznie ambitniejsza. W lutym 2025 r. sonda Odin wyruszyła w przestrzeń kosmiczną wraz z misją IM-2 firmy Intuitive Machines. Jej zadaniem było dotarcie w pobliże planetoidy znajdującej się w pobliżu Ziemi i przeprowadzenie jej obserwacji.
Tym razem problem pojawił się jednak wcześniej. AstroForge miało poważne trudności z nawiązaniem komunikacji z sondą. Ostatecznie Odin została uznana za utraconą.
To sprawia, iż Autonomy-1 będzie nie tylko eksperymentem z autonomią. Będzie również kolejnym sprawdzianem dla firmy, która dopiero buduje swoją pozycję w sektorze kosmicznym.
Autonomy-1 nie sprawi oczywiście, iż człowiek stanie się w kosmosie zbędny. Pojedynczy eksperyment nie dowiedzie również, iż sztuczna inteligencja jest już gotowa do samodzielnego prowadzenia dowolnej misji. Pokaże jednak jak daleko można przesunąć granicę odpowiedzialności z centrum kontroli na pokład statku.
