躲避太空垃圾，未來！人工智能或可實現(xiàn)

太空署正在訓(xùn)練人工智能自動躲避軌道上的太空垃圾。

圖片：2019年9月，太空署的風(fēng)能監(jiān)測衛(wèi)星“風(fēng)神”號近距離貼近Space X公司的星鏈航天器。太空署需要計算出規(guī)避路線以避免碰撞。

不久的將來，人工智能驅(qū)動的太空垃圾規(guī)避系統(tǒng)將代替專家團隊，以處理近地軌道附近日益增長的太空垃圾，從而減少碰撞威脅。

太空署在德國達姆施塔特舉辦了新聞發(fā)布會，太空署的太空安全部門負責(zé)人霍爾格.克拉格在第八次太空碎片討論會上表示，每隔兩周，位于德國達姆施塔特的航天器控制人員都會在太空操作中心計算20顆近地軌道衛(wèi)星的規(guī)避路線。這一團隊至少會遇到5次近距離碰撞的情況，每一次都需保持監(jiān)測及認真測算，同時，每一次也都要求跨學(xué)科團隊成員全天電話在線。

克拉格說到：“每次計算規(guī)避碰撞路線都是非常無趣的事。因為不僅因為燃料消耗問題，而且每次都需要做好各種準備。我們需要預(yù)約浪費成本的地面站點通行許可，有時，我們甚至需要關(guān)閉數(shù)據(jù)獲取設(shè)備。我們需要浪費一個專業(yè)團隊著手處理這件令人討厭的事?！?/p>

此外，這一情形發(fā)生的頻率只會與日俱增。并不是所有的碰撞警告都是由太空碎片引發(fā)的。一些包括Space X、萬維網(wǎng)以及亞馬遜等公司也在建設(shè)由上千個衛(wèi)星構(gòu)建的巨型星座，這些公司每個月發(fā)射航天器的數(shù)量相當(dāng)于前幾年全球全年發(fā)射的數(shù)量。日益嚴峻的太空事故正在持續(xù)引發(fā)太空碎片專家的關(guān)注。太空署表示，事實上，太空署操作人員近期接收到的近一半的碰撞警告既來自小型衛(wèi)星，也來自行星航天器。

因此，太空署要求全球人工智能群體協(xié)助開發(fā)一款系統(tǒng)，以促使航天器能自動規(guī)避太空碎片，或者至少能減少專家團隊當(dāng)前面臨的壓力。

來自太空署操作中心的羅爾夫.丹斯在新聞發(fā)布會上表示：“我們搜集了大量的碰撞警告數(shù)據(jù)，并通過這些歷史數(shù)據(jù)來訓(xùn)練人工智能系統(tǒng)，使其能夠預(yù)測警告產(chǎn)生后3天內(nèi)的撞擊風(fēng)險演變情況。盡管結(jié)果還沒有很完美，但是，人工智能已經(jīng)能夠在很多案例中復(fù)制決策程序，并準確辨識需要計算規(guī)避路線的案例?！?/p>

蒂姆.弗洛勒是太空署太空碎片辦公室的負責(zé)人，他告訴我們：“太空署將探索更新的人工智能開發(fā)路徑，例如深度學(xué)習(xí)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，從而提高算法的準確性?！?/p>

蒂姆.弗洛勒表示：“標(biāo)準的人工智能算法需要借助大量的數(shù)據(jù)集來進行訓(xùn)練，但是，從人工智能訓(xùn)練的角度來說，我們碰撞推演的案例數(shù)據(jù)并沒有那么多。下一階段，我們將開發(fā)更適合太空現(xiàn)實情況的人工智能工具，從而能夠借助更小的數(shù)據(jù)集開展訓(xùn)練。”

現(xiàn)在，人工智能算法能夠協(xié)助地面團隊預(yù)測及監(jiān)測每個碰撞警告，即每個衛(wèi)星可能與軌道上的其他物體產(chǎn)生碰撞事故的警告。據(jù)弗洛勒所說，這類人工智能助手將在未來幫助團隊減少所需的專家人手，并幫助團隊處理日益增長的太空事故。而現(xiàn)在，仍需要人工操作來計算碰撞規(guī)避路徑。

克拉格說：“截至當(dāng)前，我們已經(jīng)將很多需要專家全天在線處理以及跟蹤碰撞警告等事務(wù)實現(xiàn)自動化處理，未來幾年，我們希望能夠找到一種解決方法以處理此類問題?！?/p>

丹斯補充到，全球人工智能群體最終將共同合作，創(chuàng)造一個類似于現(xiàn)代飛機事故管理的碰撞規(guī)避系統(tǒng)，使得人工智能能夠不需要借助地面人工協(xié)調(diào)溝通，并實現(xiàn)完全的自動化處理。

丹斯說到：“飛機事故處理系統(tǒng)更加的先進一些。飛機碰撞規(guī)避系統(tǒng)是去中心化的，并且能夠自動觸發(fā)。但是太空碎片規(guī)避系統(tǒng)還未實現(xiàn)這一功能，未來，還需要更多的國際討論與合作?！?/p>

事實上，不僅科學(xué)衛(wèi)星面臨軌道撞擊風(fēng)險，太空飛行器如Space.X的奮進號衛(wèi)星也同樣面臨這一風(fēng)險。搭載四位宇航員的奮進號航天器在巡航國際空間站期間，曾險些遭遇小碎片撞擊。警報終止了太空航天員的休閑時間，并促使宇航員回到了太空艙，坐回座位以隨時處理可能出現(xiàn)的情況。

據(jù)太空署數(shù)據(jù)顯示，自1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星以來，大約已有11370個衛(wèi)星發(fā)射升空，其中約6900個衛(wèi)星仍運行在軌道中，但是僅有4000個仍在發(fā)揮作用。

BY: Tereza Pultarova

FY: 秋

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