Spazio

Sciami di satelliti con una “mente” collettiva: il nuovo progetto della NASA

Sciami di piccoli satelliti potrebbero presto comunicare tra loro per raccogliere dati su importanti modelli meteorologici in diversi momenti della giornata o dell’anno e da più angolazioni. Tali sciami, utilizzando algoritmi di apprendimento automatico, potrebbero rivoluzionare la comprensione degli scienziati del tempo e dei cambiamenti climatici. Questa almeno è l’idea della NASA.

A lavorare sul progetto è l’ingegnere Sabrina Thompson, che sta sviluppando un software per consentire a piccoli veicoli spaziali, o SmallSats, di comunicare tra loro, identificare obiettivi di osservazione di alto valore e coordinare l’atteggiamento e i tempi per ottenere viste diverse dello stesso bersaglio. “Sappiamo già che la polvere sahariana che soffia sulle foreste pluviali amazzoniche influenza la formazione di nuvole sull’Oceano Atlantico durante determinati periodi dell’anno”, ha spiegato Thompson, che lavora presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. “Ma come facciamo a studiare i fenomeni di formazione delle nuvole? Come si fa a dire a uno sciame di satelliti quale regione e ora del giorno è la migliore per osservare quel fenomeno?”

Secondo la Thompson, gli scienziati dovranno stabilire una serie di requisiti per le osservazioni, sulla cui base il software potrebbe consentire a uno sciame di veicoli spaziali di capire come muoversi l’uno rispetto all’altro per osservare al meglio questi obiettivi. Le strategie potrebbero anche cambiare in base all’ora del giorno, alla stagione o alla regione osservata. Il veicolo spaziale utilizzerebbe anche l’apprendimento automatico a bordo per migliorare le strategie di visualizzazione nel tempo.

“Ci sono diversi tipi di configurazione dello sciame presi in considerazione”, ha detto Thompson. “Uno potrebbe essere uno sciame in cui i satelliti saranno in orbite diverse, il che consentirà loro di vedere una nuvola o un altro fenomeno da diverse angolazioni. Un altro sciame potrebbe vedere gli stessi fenomeni con una vista simile, ma in momenti diversi della giornata. Un terzo tipo di sciame potrebbe combinare entrambi, con alcuni satelliti nella stessa orbita, che si susseguono l’un l’altro in un determinato periodo di tempo, e altri satelliti che possono essere in orbita con altitudini e/o inclinazioni diverse.

Consentire allo sciame di prendere decisioni e condividere informazioni è fondamentale. Secondo la Thompson la riduzione della dipendenza dalle reti di controllo a terra e di comunicazione libera rappresenterà una risorsa anche per le missioni SmallSat con budget limitati. “A livello di base, la mia ricerca prevede la valutazione della geometria tra gli strumenti sul satellite e il sole”, ha detto Thompson. “Questi strumenti sono passivi. Richiedono una certa geometria rispetto al bersaglio terrestre e al Sole per recuperare i dati scientifici che vogliamo”.

I suoi algoritmi determineranno le combinazioni più adatte di orbita e campo visivo dello strumento per dare la maggiore probabilità di osservare una nuvola con la geometria appropriata per recuperare i dati scientifici. Quindi avrebbe pianificato ed eseguito schemi di manovra per ogni veicolo spaziale per raggiungere quelle geometrie rispetto agli altri satelliti nello sciame.