Искусственный интеллект (ИИ) ускоренно развивается и применяется в различных отраслях, в том числе космической. Внедрение ИИ в спутниковые технологии — основной вектор развития.
Целесообразность применения ИИ в спутниковых технологиях
Использование ИИ в создании спутникового оборудования обосновано факторами:
- Точность решения прикладных (практических) задач по сравнению с традиционными технологиями освоения космоса.
- ИИ повышает самостоятельность космических аппаратов (КА) или их группировок с сохранением эффективности в исследованиях.
Сферы применения ИИ в космической индустрии
В космической индустрии выделяют направления, где применяется ИИ:
- Миссии за пределами Солнечной Системы, исследование далёкого космоса;
- Обработка информации с борта, спутниковых изображений;
- Контроль, управление состоянием КА, группами спутников;
- Разработка компьютерных программ для принятия решений;
- Робототехнические средства для серийного производства, технического обслуживания аппаратов, работ в зонах повышенных температур, давления.
Применение ИИ в спутниковых технологиях
Искусственный интеллект в спутниковых технологиях нужен для бортовых систем диагностики, контроля и управления искусственными спутниками Земли. Обученные датчики распознают космический мусор, планеты и другие преграды, прогнозируют возможное столкновение, избегают его.
За счёт специальных механизмов поддерживается бесперебойная связь с Землей, осуществляется мониторинг работоспособности, передача сообщений о кибератаках. Оператор или сама машина успевает принять корректирующие меры.
В объекты интегрируют систему навигации, обработки, передачи данных. Сенсоры считывают сигналы, определяют вероятности природных катастроф, их последствия.
За счёт специальных механизмов поддерживается бесперебойная связь с Землей, осуществляется мониторинг работоспособности, передача сообщений о кибератаках. Оператор или сама машина успевает принять корректирующие меры.
В объекты интегрируют систему навигации, обработки, передачи данных. Сенсоры считывают сигналы, определяют вероятности природных катастроф, их последствия.
Разработка адаптивных интерфейсов спутникового оборудования на основе ИИ
Интерфейсы программ должны быть понятными, чтобы не возникало сложностей при управлении спутниками посредством ИИ. Оператору необходимо уметь взаимодействовать с машиной, поэтому уделяется внимание разработке интерфейсов, подстраивающихся под его поведение, особенности мышления.
Если запущена группировка спутников, они собирают, обрабатывают, передают большие объёмы сведений. Над одним таким исследованием работает команда операторов, их знания, образ мышления, восприятие различаются, но все должны единым образом интерпретировать данные и прийти к заключению.
Для удобства, производительности необходимо разработать систему, способную адаптироваться под любого учёного — это одна из основных задач перед программистами космической индустрии.
Если запущена группировка спутников, они собирают, обрабатывают, передают большие объёмы сведений. Над одним таким исследованием работает команда операторов, их знания, образ мышления, восприятие различаются, но все должны единым образом интерпретировать данные и прийти к заключению.
Для удобства, производительности необходимо разработать систему, способную адаптироваться под любого учёного — это одна из основных задач перед программистами космической индустрии.
Вектор развития искусственного интеллекта в спутниковых технологиях
Выделяют несколько направлений ракетно-космической деятельности, где ИИ продолжает развиваться:
Обработка данных со спутников
Спутниковое оборудование передаёт большие массивы данных, используемые для своевременного обнаружения новых явлений, космических тел, выявления закономерностей, прогнозирования ближайшего будущего. Их обрабатывают при исследовании состояния объектов, подготовке плана действий по предотвращению ЧС и негативных последствий.
Другой вектор этого направления — обработка изображений со спутников для мониторинга природных ресурсов, внесения характеристик объектов в ЕГРН, прогнозирования погоды, предотвращения стихийных бедствий. Поэтому использование ИИ в спутниковых технологиях решает не только космические, но и социально-экономические вопросы.
Другой вектор этого направления — обработка изображений со спутников для мониторинга природных ресурсов, внесения характеристик объектов в ЕГРН, прогнозирования погоды, предотвращения стихийных бедствий. Поэтому использование ИИ в спутниковых технологиях решает не только космические, но и социально-экономические вопросы.
Управление космическими аппаратами
Растёт количество КА, находящихся вне Солнечной Системы. Ими невозможно управлять сиюминутно из-за разного течения земного и космического времени. Искусственный интеллект решает задачи:
- отслеживания состояния спутников, поддержки связи с ними;
- оценки местоположения, технических характеристик, наличия ресурсов космических аппаратов;
- контроля топлива, мощности спутников;
- определения окончания срока службы спутников, подачи сигнала для оперативного захоронения.
- ИИ позволяет автономно выполнять исследовательские работы, оперативно принимать решения.
Роботизация космических систем
Выход человека в открытый космос — риск жизнью и здоровьем, поэтому для проведения космических исследований внедряют роботов.
Человекоподобные роботы, планетоходы, дроны способны работать, не боясь экстремальных условий. Они освобождают от рутинных операций на станциях, проводят техобслуживание, ремонтируют спутники, исследуют пространство за пределами Солнечной Системы.
Человекоподобные роботы, планетоходы, дроны способны работать, не боясь экстремальных условий. Они освобождают от рутинных операций на станциях, проводят техобслуживание, ремонтируют спутники, исследуют пространство за пределами Солнечной Системы.
Моделирование явлений
ИИ используется для симуляции космических процессов, то есть виртуальных испытаний с использованием цифровых копий вместо реальных экспериментов. Затем интеллектуальные системы собирают, анализируют данные, полученные из опытов, что позволяет учёным подготовиться к подобным, но более масштабным задачам.
Проекты по внедрению ИИ в космической индустрии
Научными деятелями проводились исследования зрелости ракетно-космической промышленности, потенциала аэрокосмической отрасли, нюансов нормативно-правового сопровождения, обязательного при эксплуатации искусственного интеллекта.
Выделяются направления, где целесообразно использовать машинный интеллект:
В истории российской космонавтики известны перспективные проекты, например, «Сфера» от Роскосмоса (2022) планирует к 2030 году запустить группу из 600 спутниковых тел.
Проект робота «Федора» (2019) закрылся, но наработки используются как база: голосовые ассистенты космонавтов, автономные антропоморфные роботы для запуска в космос.
Ещё один проект будущего, над которым ведётся работа — миссия «Луна-27», завершение запланировано на 2028 год. Цели: высадка на Луне, изучение грунта, мгновенная передача информации.
Выделяются направления, где целесообразно использовать машинный интеллект:
- Создание техники: от проектирования до эксплуатации;
- На борту КА;
- Изучение пространства около Земли;
- При дистанционном зондировании планеты.
В истории российской космонавтики известны перспективные проекты, например, «Сфера» от Роскосмоса (2022) планирует к 2030 году запустить группу из 600 спутниковых тел.
Проект робота «Федора» (2019) закрылся, но наработки используются как база: голосовые ассистенты космонавтов, автономные антропоморфные роботы для запуска в космос.
Ещё один проект будущего, над которым ведётся работа — миссия «Луна-27», завершение запланировано на 2028 год. Цели: высадка на Луне, изучение грунта, мгновенная передача информации.
Риски, угрозы и вызовы при внедрении ИИ в спутниковые технологии
Перед космической отраслью стоят задачи, невыполнимые без ИИ-помощников для сборки, обработки массивов данных о Солнечной Системе, дальнем космосе. При этом внедрение искусственного интеллекта в спутниковые технологии влечёт риски и угрозы:
Вызовы для Роскосмоса: развитие модели централизованного управления орбитальными группировками, применение новых инструментов сбора данных на борту, их обработки, формирования отчётности, создание единой среды разработки.
- Неверное обучение ИИ;
- Утечка секретных сведений;
- Сбой алгоритмов, выход программы из строя, потеря контроля над объектом;
- Обесценивание учёных-астрономов, сокращение их количества из-за автоматизации большинства процессов;
- Нежелание людей проводить новые эксперименты, когда есть набор рутинных операций, с которыми справляется нейросеть;
- Недоработки законодательства в области применения AI;
- Злоупотребление искусственным интеллектом террористами;
- Неразвитая инфраструктура, невозможность полноценно внедрить нейросети.
Вызовы для Роскосмоса: развитие модели централизованного управления орбитальными группировками, применение новых инструментов сбора данных на борту, их обработки, формирования отчётности, создание единой среды разработки.
Мировой опыт внедрения искусственного интеллекта в спутниковые технологии
Ряд организаций, которые изучают космос, интегрируют ИИ в проекты.
NASA
Агентство использует ИИ при проведении исследований, автономном управлении КА, изучении их операций, миссий. NASA реализует задачу: исследование космоса посредством усовершенствования технологий построения, проектирования аэрокосмических объектов, системы навигации, коммуникации.
Агентство разрабатывает проекты автономных космических аппаратов, станций для высадки, чтобы сократить время задержки ретрансляций из дальнего космоса.
Агентство разрабатывает проекты автономных космических аппаратов, станций для высадки, чтобы сократить время задержки ретрансляций из дальнего космоса.
SpaceX
Компания Илона Маска использует искусственный интеллект в проектировании, конструировании, производстве спутникового оборудования. Команды разработчиков используют метод симуляции для тестирования аппаратов на всех этапах создания, выявляют дефекты, оперативно их устраняют. Программное обеспечение PDM совмещено с инструментами автоматизированного проектирования, что позволяет сохранять промежуточные версии проекта, автоматизировать документацию, а не вести вручную.
Вскоре SpaceX планирует запустить спутники со встроенным ИИ, работающие за счёт солнечной энергии и охлаждающиеся в вакууме.
Вскоре SpaceX планирует запустить спутники со встроенным ИИ, работающие за счёт солнечной энергии и охлаждающиеся в вакууме.
ESA
Европейское космическое агентство впервые использовало ИИ в 2020 году. Спутник CubeSat оборудовали системой, которая передавала только полезные материалы, удаляла затуманенные спутниковые изображения. Спустя 4 года ESA испытало приложение, идентифицирующее пожары, и программу поиска очагов опасности в водоёмах (например, химические разливы). Команда разработала платформу с функцией удалённого сбора и передачи данных.
Учёные создали цифровой двойник Земли, специально моделировали катастрофы, чтобы суметь предотвратить их в действительности. Они зафиксировали повышение эффективности процесса обработки данных, точности прогнозов. Как итог, стало возможным создание карты наводнений и других природных бедствий.
Учёные создали цифровой двойник Земли, специально моделировали катастрофы, чтобы суметь предотвратить их в действительности. Они зафиксировали повышение эффективности процесса обработки данных, точности прогнозов. Как итог, стало возможным создание карты наводнений и других природных бедствий.
DLR
Германские ученые из DLR в рамках программы MAPHEUS разработали систему MiniFix (2025). Она даёт возможность сохранять биологические материалы, проводить эксперименты в космосе, так как в условиях гравитации это не всегда возможно сделать. Был разработан алгоритм машинного обучения для выявления планет, пригодных к жизни.
Реализован проект LeLaR — создание контроллеров, управляющих спутниками без участия человека. Виртуальный помощник прошёл проверку на спутнике InnoCude, показал, что умеет действовать в непредвиденных ситуациях.
Разработка немецкого аэрокосмического агентства показала, что нужно дальше работать по этой траектории: проводить испытания на МКС, адаптировать систему высадки на планетах и Луне.
Реализован проект LeLaR — создание контроллеров, управляющих спутниками без участия человека. Виртуальный помощник прошёл проверку на спутнике InnoCude, показал, что умеет действовать в непредвиденных ситуациях.
Разработка немецкого аэрокосмического агентства показала, что нужно дальше работать по этой траектории: проводить испытания на МКС, адаптировать систему высадки на планетах и Луне.
CNES
Французское сообщество CNES, благодаря искусственному интеллекту, оптимизирует процессы проектирования и производства космических спутников, путём снижения процента работ, выполняемых человеком.
CNES получает сигналы о препятствиях, необходимости изменить траекторию, количестве топлива, истечении срока годности спутников.
CNES получает сигналы о препятствиях, необходимости изменить траекторию, количестве топлива, истечении срока годности спутников.
UKSA
Великобританское агентство применяет искусственный интеллект при проектировании, конструировании, дистанционном управлении аппаратами через сотни километров. За счёт этого обеспечивается точность собранных данных при минимальном вмешательстве человека. Например, UKSA используют искусственный интеллект для улучшения качества снимков поверхности нашей планеты и прочих изучаемых объектов.
CASC и CASIC
Китайские учёные из CASC запустили проект «Звёздная вычислительная программа», цель — создание орбитальных спутников, обладающих мощными процессорами, хранилищами, коммуникационными сетями. В 2025 году запустили первые три элемента со скоростью передачи данных 100 Гбит/с, способностью улавливать гамма-излучения.
Организация CASIC запустила завод по производству космических аппаратов с применением цифровых технологий (2021). Полная автоматизация процессов позволила выпускать до 240 КА ежегодно.
В 2023 году началась разработка проекта по созданию инфраструктуры, позволяющей вести съёмку в космосе, осуществлять интеллектуальный анализ и передачу материалов с минимальной задержкой во времени.
Организация CASIC запустила завод по производству космических аппаратов с применением цифровых технологий (2021). Полная автоматизация процессов позволила выпускать до 240 КА ежегодно.
В 2023 году началась разработка проекта по созданию инфраструктуры, позволяющей вести съёмку в космосе, осуществлять интеллектуальный анализ и передачу материалов с минимальной задержкой во времени.
Eutelsat
Внедрение французской компанией ИИ в спутниковое оборудование нацелено на повышение точности сигналов. В 2025 году проведено тестирование сети 5G для обмена информацией между земными станциями, орбитальными спутниками. Эксперимент показал целесообразность использования программ удалённого сбора и анализа материалов, мониторинга сейсмической активности, водных ресурсов, движения воздушных масс, атмосферного давления.
Space42
Организация запустила бортового «умного» помощника, который анализирует, оценивает риски на месте, не затрачивая время на передачу сведений. AI-ассистент также умеет действовать без участия человека при возникновении критических ситуаций, функционал включает управление движением КА, уход от столкновений, регулировку температуры, мощности оборудования. Space42 применил новые модели прогнозирования погоды на 21 и 45 дней вперед.
Sky Perfect JSAT
Работа японской компании нацелена на создание ИИ-моделей и запуск группировок, способных считывать возможную опасность, предотвращать аномалии до того, как они станут глобальной катастрофой.
Участники Sky Perfect JSAT развивают технологии изучения снимков — объединяют оптические сигналы и импульсы, полученные с радаров. Точность зондирования Земли повышается.
Участники Sky Perfect JSAT развивают технологии изучения снимков — объединяют оптические сигналы и импульсы, полученные с радаров. Точность зондирования Земли повышается.
Spire Global
КА обрабатывают сигналы, передают по облачной инфраструктуре, при этом возникают фоновые шумы. Чтобы они не мешали восприятию информации, Spire Global подключили машинный интеллект, который идентифицирует основные моменты из сообщений, убирая помехи, определяет местоположение источника сигнала.
