Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
У каждого – свой кусок неба: кто должен охранять орбиту Земли от космического мусора и при чем тут ИИ?
Если верить данным Европейского космического агентства на середину 2024 года, на околоземной орбите курсируют более 35 тысяч различных объектов, размеры которых превышают 10 сантиметров. В число этих тел входят порядка 10 тысяч работающих спутников, а все остальное — фрагменты космического мусора. Если говорить о совсем мелких объектах, их число давно превысило отметку в 100 миллионов единиц. Но кто следит за этим богатством, не угрожает ли оно аппаратам, выполняющим на орбите свои задачи? А если да, не пора ли подключать мощные ресурсы для решения проблемы? На эти вопросы ответили эксперты МАИ.
В очередной раз обсуждения на тему необходимости отслеживания космического мусора вспыхнули после новости о разрушении европейского спутника Intelsat-33e. Взрыв оставил от аппарата сотни фрагментов, которые имеют все шансы столкнуться с работающими «коллегами» Intelsat-33e и вывести их из строя. Комментируя случившееся, замдиректора научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ Александр Богатый отметил, что ученые, конечно, не оставляют без внимания подобные ЧП. Более того, по словам эксперта, занимаются данными вопросами специальные службы, которые могут в случае угрозы столкновения с мусором изменить траектории движения работающих аппаратов во избежание неприятностей.
«Обломки, летающие вокруг Земли, отслеживаются средствами наблюдения и заносятся в специальные каталоги. Их положение контролируется. Это необходимые условия для безопасных полетов в космос и пилотируемых, и автоматических космических аппаратов. Для этого есть службы и у нас, и в Европе. Иначе будут столкновения, и количество космического мусора будет только увеличиваться», – подчеркнул Александр Богатый.
Но есть нюанс — как бы тщательно люди не пытались следить за космическим мусором на околоземной орбите, контролировать все до единого объекты не получится, заметил эксперт МАИ. А значит, необходимо внедрять новые технологии – созданные на базе искусственного интеллекта.
Полностью разделяет эту позицию и старший преподаватель кафедры 601 «Космические системы и ракетостроение» Московского авиационного института Иван Рудой. Он пояснил, что существующие для отслеживания космического мусора радары могут охватить только часть пространства. Им просто не хватает мощностей для полноценного наблюдения за ситуацией вокруг Земли.
«Сегодня до сих пор не создана единая система отслеживания всех летающих на орбите аппаратов и других объектов, в том числе космического мусора, которая могла бы без осечек предупреждать о столкновениях. Есть отдельные передовики, в частности, Россия, Франция, Германия, США, которые отслеживают очень много объектов, но делают это только при помощи собственных радаров, то есть видят только свой кусок неба. Таким образом, скопления мусора то попадают в зону видимости, то теряются. Учитывая все нюансы, предупреждения об угрозах столкновения могут быть ложными. Чтобы не путаться, нужно создать единую систему мониторинга, куда разными странами будут вноситься данные отслеживаемых объектов. И справиться с этим поможет IT», – заключил Иван Рудой.
Информационные технологии действительно имеют большие перспективы использования в космической отрасли, отмечают Александр Богатый и Иван Рудой. В частности, потому что компьютер умеет работать с огромными массивами данных, которые обычный человек и даже целый штат специалистов собрать и проанализировать не в состоянии – это займет столетия. IT-разработки, особенно на базе искусственного интеллекта, помогут совершить настоящую революцию в деле контроля за околоземным пространством. Кстати, первые шаги в этой области уже сделаны.
Минувшим летом ученые из США представили систему ИИ Agatha, которая в автоматическом режиме мониторит расположение спутниковых группировок, космического мусора и прочих объектов на орбите. Agatha обучали на основе данных о моделируемых группировках спутников, которые собирали более 60 лет. К системе также подключили возможность обратного обучения – IRL: сложный метод анализа, при котором становится возможным оценивать поведение объектов и прогнозировать его. Уникальность системы Agatha в том, что она не только собирает и обрабатывает большие данные, но и по мере накопления информации сама обучается, выявляет аномалии и предлагает решения.
«Agatha представляет собой прорыв с точки зрения того, как искусственный интеллект может обеспечить беспрецедентную осведомленность в космической области, поскольку ее способность находить «иголки в стоге сена» – это то, чего не может достичь ни один человек или команда людей. Способность быстро выявлять аномалии – будь то неисправный космический аппарат или намеренно замаскированный «волк в овечьей шкуре» – становится все более важным аспектом обеспечения безопасности в космосе и на Земле», – комментировал итоги тестирования разработки директор по науке о данных и искусственному интеллекту Slingshot Aerospace Дилан Кеслер.
Кроме большой платформы Agatha, в 2024 году также были представлены отдельные нейросети – плоды труда европейских астрономов и математиков YOLOv5 и YOLOv8. Их тренировали отслеживать околоземное пространство на базе анализа трех тысяч снимков. В частности, использовали данные с радара TIRA – 47-метровой радиотарелки, помогающей мониторить ситуацию на орбите и получать изображения для поиска вероятных проблемных объектов. YOLOv5 и YOLOv8 зарекомендовали себя во время тестирований, показав по-настоящему высокие результаты: им удалось корректно обнаружить на фото от 85 до 97 процентов частиц космического мусора размером больше одного сантиметра при минимальном числе ложных срабатываний.
«Методы машинного обучения в перспективе не только позволят нам вести более детальные наблюдения за космическим мусором, но и резко повысят эффективность борьбы с этой угрозой. Они помогут нам оперативно выявлять и отслеживать самые малозаметные объекты, что позволит заранее принимать решения, способствующие снижению риска для орбитальной группировки», – комментировала прорыв в области анализа данных с орбиты научный сотрудник Университета Рома-Тре Федерика Массими.
Действительно, о серьезных угрозах от космического мусора еще в 1978 году предупреждал выдающийся ученый из NASA Дональд Кесслер. В частности, говоря о важности обеспечения безопасности спутников. Эксперт сумел доказать, что накопление опасных объектов в околоземном пространстве, а также увеличение их плотности может создать условия, при которых столкновение двух подобных частиц вызовет своеобразную «цепную реакцию», которая приведет к уничтожению всех аппаратов, работающих на высоте орбиты МКС и выше.
«Независимые ученые давно пришли к выводу, что текущая мусорная среда является «нестабильной» или превышает критический порог. Так что любая попытка создать среду, в которой отсутствует рост мелкого мусора, путем устранения источников его образования, скорее всего, потерпит неудачу. Все потому, что фрагменты от будущих столкновений будут генерироваться быстрее, чем их удалит атмосферное сопротивление», – сетовал Дональд Кесслер, намекая, что проблему нужно решать при помощи каких-то поистине инновационных идей.
Новость о создании и запуске в работу системы мониторинга Agatha, а также нейросетей YOLOv5 и YOLOv8 и в самом деле радостная. Но осталось только придумать, как распространить подобную практику и на другие страны. Ведь проблема, обозначенная Иваном Рудым, все еще остается: у каждого государства – свой кусок неба. А контроль требуется за всем околоземным пространством с целью исключения ЧП с негативными последствиями. Получится ли распространить умные решения иностранные коллег на другие континенты или жителям других государств, в том числе и России, придется с нуля создавать свои платформы слежения за околоземным пространством на базе ИИ, а затем объединять усилия для обеспечения всеобщей безопасности, – вопрос открытый.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.
Telegram 
Дзен 
VK За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».
Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.
Команда исследователей из Италии и США предложила два способа, с помощью которых гипотетический зонд сможет быстро добраться до одного из самых отдаленных и малоизученных объектов Солнечной системы. Речь о Седне — транснептуновом теле, которое находится за орбитой Плутона. По мнению инженеров, эти передовые технологии смогут доставить аппарат к Седне за семь и 10 лет.
За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно