Австралийские исследователи поставили перед собой задачу очистить космическую свалку на орбите Земли, чтобы избежать цепной реакции самоподдерживающихся столкновений космического мусора, используя лазеры и технологии искусственного интеллекта.
Эксперт по космическому мусору Дон Кесслер из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) первым заявил, что космос рискует стать недоступным для Земли.
Кесслер заметил, что когда количество космического мусора на орбите достигнет критической точки, возникнут неизбежные столкновения. Эти столкновения приведут к появлению ещё большего количества мусора, что вызовет цепную реакцию каскадных столкновений, которые невозможно будет предотвратить. Это явление получило название «синдром Кесслера».
С 1950-х годов в космос было отправлено тысячи ракет, спутников и других объектов, и их количество экспоненциально растёт. Только в этом году компания SpaceX установила рекорд по количеству спутников, отправленных в космос на одной ракете, доставив на орбиту 143 спутника на ракете Falcon 9.
По оценкам Министерства обороны США и НАСА, в настоящее время на орбите Земли находится около 23 тыс. единиц космического мусора размером больше мяча. Вместе с этим мусором летают полмиллиона обломков размером до 1 мм и около 100 млн обломков больше миллиметра.
Однако, поскольку мир зависит от спутниковых технологий для навигации, прогноза погоды и связи, правительства и агентства не могут прекратить отправлять спутники на орбиту.
Многие учёные работают над идентификацией и сбором космического мусора на орбите Земли, некоторые используют морские методы, такие как сети и гарпуны, чтобы выловить более крупные фрагменты мусора.
Однако большую часть мусора астрономам трудно обнаружить, поскольку Земля обладает так называемой мерцающей атмосферой, которая может скрывать особенно мелкие фрагменты мусора.
«„Мерцание“ атмосферы вызвано турбулентностью или колебаниями воздуха над нами», — сообщила в электронном письме The Epoch Times научный сотрудник Сара Уэбб из Технологического университета Суинберна.
«Наша атмосфера плотная и постоянно движется из-за физики тепла и газов. Именно это заставляет звёзды мерцать, свет постоянно преломляется и отражается в разных направлениях».
Преодоление атмосферы с помощью лазеров
Чтобы противостоять мерцанию атмосферы, учёные создали технологию Electro Optic Systems (EOS), используя лазер, прикреплённый к телескопу на горе Стромло в Канберре (Австралия) для обстрела неба лазерным светом. Мерцающее действие атмосферы искажает лазерный свет и даёт астрономам возможность «увидеть» более мелкий космический мусор.
«Вы можете думать об адаптивной оптике как о попытке имитировать движения воздуха над нами для зеркала, отражающего свет», — сказала Уэбб.
«Мы пытаемся исправить некоторые преломления, чтобы повысить резкость и сфокусировать свет, проходящий через атмосферу».
«Улучшив то, что мы называем „зрением“, мы сможем разглядеть более мелкие объекты, такие как космический мусор. В противном случае они были бы слишком тусклыми, а их свет слишком рассеянным, чтобы мы могли их идентифицировать».
Уточнённое восприятие этих объектов позволяет австралийским астрономам направлять спутники, астронавтов и космические корабли правительственных и частных агентств в сторону от мусора.
Другой подход к удалению мелкого мусора заключается в запуске мощного лазера в атмосферу. Давление лазера заставляет космический мусор снижать свою орбиту по направлению к Земле, где он затем безопасно сгорает, входя в верхние слои атмосферы.
«Это нечто называется „лазерная метла“, и она может сметать космический мусор, измельчая его, и при этом сила, с которой материал удаляется от объекта, создаёт небольшую тягу», — объяснила Уэбб.
«Это помогает мусору замедлиться настолько, чтобы упасть ниже к Земле и сгореть при падении».
Австралия играет важную роль в сборе космического мусора, поскольку у неё есть космические технологии, которыми обладают немногие страны Южного полушария, чтобы наблюдать за космосом.
Может ли искусственный интеллект обеспечить лучшую ориентацию в космосе
Однако, учитывая экспоненциально растущее количество мусора и спутников в космосе, если полагаться только на человеческое руководство, то могут возникнуть ошибки. Поэтому учёные полагают, что системы управления на основе искусственного интеллекта (ИИ) могут быть гораздо лучше, сообщает The Age.Новый ряд более умных спутников, управляемых искусственным интеллектом, по мнению учёных, сможет избегать космического мусора без вмешательства человека, оставаясь при этом полноценными и функциональными.
Однако риск, связанный с ИИ, заключается в том, что управляемые спутники не могут общаться друг с другом и из-за этого могут вызвать каскадные столкновения, которых люди стремятся избежать.
Если один спутник движется по пути второго спутника, второй спутник, чтобы избежать завалов, может двигаться по пути третьего и так далее.
Партнёрский проект под названием «Ответственный ИИ в космосе» был запущен для создания отраслевого стандарта для спутников с ИИ в космических приложениях. В партнёрстве участвуют учёные-космонавты, эксперты в области права и политики, правительства, космическая промышленность, а также специалисты-практики в области обеспечения ИИ, ориентированной на максимизацию преимуществ ИИ и минимизацию опасностей.
Команда разработает основу для оценки надёжности систем ИИ в космосе для компаний, спутниковых операторов, регуляторов и страховщиков.
