Ученые из Стэнфорда разработали ИИ для автономной стыковки космических кораблей

Стыковка космических аппаратов на околоземной орбите — одна из самых сложных и опасных технологических задач. Корабли движутся на огромной скорости около 28 тысяч километров в час, и малейший просчет в траектории может привести к катастрофическому столкновению. Существующие автоматические системы стыковки полагаются на датчики, GPS и математические модели, однако при использовании оптических камер они часто сталкиваются с трудностями. Резкие солнечные блики, глубокие тени и постоянно меняющееся космическое освещение мешают компьютерному зрению точно определять дистанцию и положение объектов.

Специалисты из Стэнфордского университета предложили принципиально новый подход к решению этой проблемы, разработав систему искусственного интеллекта под названием Out-of-this-World Model (OWM). В отличие от классических алгоритмов, которые действуют по жестко заданным инструкциям, OWM пытается понять физику происходящего процесса. Нейросеть способна виртуально проигрывать десятки вариантов развития событий на несколько шагов вперед, оценивать риски для каждого сценария и выбирать траекторию с наивысшей вероятностью безопасного исхода.

Для обучения ИИ исследователи провели сотни тысяч виртуальных полетов, в ходе которых системе потребовалось около 500 тысяч итераций тренировок. Эффективность OWM проверяли в симуляциях, моделирующих стыковку с различными узлами Международной космической станции. Новая система успешно справилась с задачей в 53% случаев, тогда как традиционные ИИ-алгоритмы показали результат лишь в 29%. Особенно ярко преимущества OWM проявились в нестандартных ситуациях — например, когда нужный стыковочный порт оказывался внезапно занят другим кораблем, и системе приходилось мгновенно адаптироваться к новым условиям.

Несмотря на впечатляющие результаты испытаний, до реального применения технологии в космосе предстоит пройти долгий путь. Наиболее сложным для ИИ остается финальный этап сближения, когда аппараты находятся на минимальном расстоянии друг от друга, требуя ювелирной точности управления двигателями. В будущем, после необходимой доработки, подобные адаптивные алгоритмы смогут существенно упростить обслуживание орбитальных спутников, их буксировку, а также безопасное сведение отработавших аппаратов с орбиты для борьбы с космическим мусором.