ШІ Університету Вюрцбурга Автономно Керував Орієнтацією Супутника На Орбіті

Науковці з Юліус-Максиміліанс-Університету Вюрцбурга (JMU) успішно продемонстрували в орбітальних умовах автономне керування орієнтацією супутника за допомогою штучного інтелекту (ШІ). Ця розробка, що є світовою прем'єрою, має на меті підвищити безпеку та операційну ефективність майбутніх космічних апаратів. Точне налаштування орієнтації, або «аттітюду», є критично важливим для спрямування бортових інструментів, таких як камери та сенсори, на цільові об'єкти, а також для ефективного управління тепловими навантаженнями від сонячного випромінювання.

Традиційно завдання керування орієнтацією вимагали втручання операторів із Землі або використання заздалегідь запрограмованих, фіксованих алгоритмів, що часто призводило до затримок та браку гнучкості у непередбачуваних космічних ситуаціях. Команда JMU, очолювана професором Серхіо Монтенегро, розробила контролер положення на базі ШІ для наносупутника формату 3U під назвою InnoCube. Ключовим елементом стало використання підходу глибокого навчання з підкріпленням (Deep Reinforcement Learning, DRL), а не традиційних жорстко заданих алгоритмів.

Під час прольоту супутника 30 жовтня 2025 року, у часовому вікні з 11:40 до 11:49 за центральноєвропейським часом, агент ШІ самостійно виконав повний маневр зміни орієнтації, використовуючи реакційні колеса для досягнення заданої цільової конфігурації. Цей успіх підтверджує здатність ШІ виконувати точні автономні маневри в реальних умовах, а не лише в симуляціях. Цей тест був інтегрованою частиною проєкту «Демонстратор у польоті для навчання керування орієнтацією» (LeLaR), метою якого є створення систем автономного керування положенням наступного покоління.

Розробка ШІ-моделі відбувалася в лабораторіях JMU, де її тренували на «високоточному» симуляторі перед завантаженням на бортовий контролер InnoCube, який перебуває на низькій навколоземній орбіті. Одним із найбільших викликів було подолання розриву між симуляцією та реальністю (Sim2Real gap) для гарантування функціональності контролера на реальному космічному апараті. Професор Монтенегро зазначив, що ця робота знаменує початок нової ери для супутникових систем керування, роблячи їх інтелектуальними та адаптивними. Застосування DRL дозволяє системі самостійно вивчати оптимальну стратегію керування через метод спроб і помилок.

Фінансування проєкту LeLaR, яким керує Німецьке космічне агентство при DLR, становить приблизно 430 000 євро, наданих Федеральним міністерством економіки та енергетики Німеччини. Це досягнення ґрунтується на попередніх успіхах JMU у сфері космічної автономії, зокрема місії SONATE-2. На відміну від попередніх систем, які автоматизували функції, як-от наведення камери, демонстрація JMU є першою, де ШІ безпосередньо контролював рух самого супутника. Подальші випробування на InnoCube підтвердили здатність ШІ безпечно та точно виконувати додаткові маневри, що зміцнює довіру до штучного інтелекту у високоризикованих аерокосмічних завданнях.