Smarta satelliter ska styra sig själva

Att hålla en enda satellit i omloppsbana runt jorden kräver stor kompetens och mycket manuellt arbete. Föreställ dig då att hantera, säg 648 satelliter parallellt, och samtidigt tillföra ännu fler. Den här utmaningen att utöka antalet satelliter i rymden och hålla dem i omloppsbanor utan kollisioner, är en nyckelfråga för Europeiska rymdorganisationen, ESA. Det erkända forskarteamet inom Robotik och AI vid Luleå tekniska universitet har fått uppdraget av ESA att hitta en autonom lösning.

— Vår forskning kommer att göra det både möjligt och säkert att kunna ha massiva satellitkonstellationer i omloppsbanor runt jorden, säger George Nikolakopoulos, professor i robotik och AI vid Luleå tekniska universitet.

I dag styrs satelliter manuellt och följer en omloppsbana runt jorden. Om satelliten är på väg att kollidera med hinder som rymdskrot eller en asteroid, måste en människa göra beräkningar manuellt och omdirigera omloppsbanan. En liten förändring i riktning av en enda satellit, påverkar alla andra satelliter i omloppsbanor. Det är här Robotik och AI forskarna på Luleå tekniska universitet kommer in i bilden. De har gjort mycket forskning på autonoma Unmanned Aerial Vehicles, UAVs, som även kan tillämpas på satelliter. Målet är att skapa ett stort nätverk som skulle möjliggöra för alla satelliter att kommunicera med varandra och röra sig som en enhet. Om en satellit behöver undvika ett inkommande objekt kan den kommunicera det till de andra satelliterna, och de kommer att röra sig därefter, som en dans som utspelas i kosmos.

— Med fler satelliter som skickas upp i rymden behövs intelligenta satelliter som klarar att undvika hinder själva. Den mänskliga hjärnan har sina begränsningar, och hypotetiska beräkningar för en stor mängd satelliter samtidigt, skulle vara omöjliga. Därför kommer vi att låta AI göra det åt oss, säger George Nikolakopoulos.

Projektet kommer att ha en stor simulationsfas som simulerar dessa 600 satelliter i omloppsbana. Teamet vid Luleå tekniska universitet har skapat två satellitplattformar som kan simulera hur detta skulle se ut. Genom att använda tryckluft, för att simulera antigravitationen, cirkulerar plattformarna runt i en omloppsbana och undviker noggrant alla inkommande projektiler. Simulationen görs i 2D, vilket innebär att den inte går upp och ner i luften utan i stället cirkulerar runt, svävande några centimeter ovanför marken. Det som för närvarande testas i ett litet laboratorium vid universitetet och i realistiska simulationer kan en dag vara det som styr tusentals satelliter som ska skickas upp.

Kontakt: George Nikolakopoulos, professor i robotik och artificiell intelligens vid Luleå tekniska universitet, george.nikolakopoulos@ltu.se, 0920-49 12 98