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Editorial |  La automatización es un habilitador clave de la futura economía espacial

Editorial | La automatización es un habilitador clave de la futura economía espacial

Los robots y la automatización desempeñan un papel fundamental en el rápido desarrollo de la nueva economía espacial y las cadenas de valor espaciales contiguas.

La nueva economía espacial está siendo impulsada más por multimillonarios y turistas que desean ir más allá, o por gobiernos que buscan comercializar misiones espaciales.

El capital fluye rápidamente hacia las empresas espaciales, a través de adquisiciones con fines especiales, ofertas públicas iniciales y financiamiento de capital de riesgo basado en el nuevo potencial de mercado y la creación de valor.

Pero, ¿qué desarrollos específicos en la tecnología espacial podrían justificar esta aceleración de las inyecciones de capital? La respuesta es una revolución en la automatización gracias a la inteligencia artificial.

La automatización espacial juega un papel importante en la nueva economía espacial, que evoluciona rápidamente, y entre las cadenas de valor adyacentes al espacio.

Las soluciones basadas en el espacio para aplicaciones de seguridad civil, comercial y nacional dependen cada vez más de sistemas automatizados para ser autosuficientes, generar un impacto ambiental mínimo y aprovechar décadas de avances en la automatización en muchas órbitas. Al mismo tiempo, la robótica y la automatización ayudan a reducir la carga cognitiva de los seres humanos y subcontratan responsabilidades críticas de gestión de sistemas y seguridad en entornos espaciales dinámicos.

Hablando en una pequeña conferencia satelital en agosto, el teniente general John Shaw del Comando Espacial de EE. UU. Sugirió que la pregunta no sería qué sistemas deberían usar inteligencia artificial o aprendizaje automático, sino más bien “¿qué se necesita de los humanos?”

La siguiente fase de la automatización espacial permitirá la prestación de servicios en órbita, la fabricación, la recopilación de datos y el análisis, al tiempo que eliminará los escombros y hará que Low Earth Orbit (LEO) sea un entorno más seguro y sostenible.

Un planeta más verde y un espacio más limpio

El desarrollo y la aplicación oportunos de sistemas autónomos pueden tener un efecto multiplicador, permitiendo que múltiples sistemas operen simultáneamente en aplicaciones en órbita, particularmente en casos de uso que involucran la Estación Espacial Internacional (ISS) y otras plataformas de vuelos espaciales tripulados, sin exigir un crecimiento paralelo. en infraestructura terrestre.

El resultado es un aumento neto de la eficiencia energética y una mayor sostenibilidad ambiental en la Tierra.

La revolución de la automatización también impulsará el crecimiento económico en los sectores adyacentes de la cadena de valor espacial. Las empresas de todo el mundo que persiguen objetivos de cero emisiones netas pueden aprovechar el análisis predictivo basado en la observación de la Tierra para impulsar sus elecciones de recursos energéticos, beneficiando al planeta y sus resultados finales.

Hay Casos de uso convincentes en los sectores civil, militar y comercial.

La Estación Espacial Internacional tiene varios sistemas robóticos en su lugar, desde uno destinado a garantizar que los paneles solares de la estación espacial siempre estén orientados hacia el sol hasta el sistema Canadarm2 para ayudar a atracar las naves espaciales. Los sistemas robóticos son esenciales para la capacidad continua de la estación de operar y recibir suministros de naves espaciales no tripuladas.

Además, el montaje y mantenimiento de la Estación Espacial Internacional depende en gran medida del uso de sistemas robóticos extravehiculares. Cuando esté completamente ensamblado, el complemento robótico de la Estación Espacial Internacional (ISS) incluirá tres procesadores principales, dos brazos pequeños inteligentes, una base móvil y un sistema de transporte. El diseño del manipulador y los sistemas de control de la estación de trabajo varía mucho entre sistemas, lo que resulta en una mayor complejidad y, en consecuencia, mayores riesgos operativos. Sin embargo, la mayor automatización de estos sistemas es un factor importante para reducir este riesgo.

Los robots son esenciales para realizar caminatas espaciales y reparaciones, por eso es importante tener varios tipos diferentes de robots en la estación. Además, hasta que Dragon 2, que tiene un muelle automático, apareció en Internet, la única forma de llevar carga a la estación espacial era mediante el uso de robots.

Para que la Estación Espacial Internacional y otras plataformas LEO maduren y mejoren, la industria y las agencias espaciales civiles deben invertir en soluciones más robóticas basadas en robótica. Esta es una forma de evitar situaciones como la emergencia espacial de agosto de 2021 a bordo de la Estación Espacial Internacional cuando una falla del software hizo que una unidad recién acoplada disparara inesperadamente los propulsores, lo que provocó que la Estación Espacial Internacional girara un total de 540 grados, después de lo cual había para girar otros 180 grados para volver a la posición correcta.

Este incidente ilustra la necesidad de soluciones bot más seguras y confiables como parte de la revolución de la automatización. La protección del único laboratorio sin elementos G que se utiliza actualmente en la Estación Espacial Internacional requerirá soluciones automatizadas para controlar las plataformas LEO. Asegurar las futuras plataformas LEO requerirá soluciones similares. Por definición, aumentar la cantidad de tareas realizadas por sistemas robóticos confiables reducirá los riesgos para la infraestructura y la vida humana en órbita.

La importancia de la inteligencia artificial para la seguridad nacional

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Los casos de uso en seguridad nacional son tan sencillos, aunque aún no están tan articulados públicamente como sus contrapartes civiles.

La Fuerza Espacial de EE. UU. Se ha fijado el objetivo de ser un servicio digital y ha identificado una variedad de casos de uso para la automatización de la ingeniería digital, operaciones, capacitación y más. Es de interés una mayor autonomía para que los sistemas satelitales respalden la toma de decisiones y el conocimiento de múltiples dominios, las actualizaciones y el mantenimiento del sistema operativo, el procesamiento y la integración de datos, e incluso la maniobra evasiva de escombros y otros riesgos.

La red de satélites planificada por la Agencia de Desarrollo Espacial conocida como capa de transporte proporcionará la columna vertebral de las comunicaciones de datos, con sistemas espaciales interconectados. Los satélites, producidos por varios fabricantes, se basarán en la automatización de control y comando multidominio. La capa de transporte experimentará con tecnologías de enrutamiento y redes dinámicas automatizadas.

Para el sector comercial, la automatización garantiza que los sistemas terrestres que dependen de la banda ancha satelital LEO tengan una conexión segura e ininterrumpida. Los usuarios en áreas donde los sistemas terrestres pueden ser cada vez menos confiables o en riesgo utilizarán las comunicaciones por satélite en una función a prueba de fallas, y la automatización puede garantizar una mayor resistencia de la red al permitir que los sistemas se reconecten y solucionen sin problemas sin intervención humana.

Es probable que la mejora de las comunicaciones por satélite se convierta en una necesidad tecnológica para el mercado de la movilidad aérea urbana y las redes de transporte espacial. Las redes terrestres 5G actuales no están diseñadas para comunicarse con vehículos que se mueven a altitudes superiores a varios cientos o miles de pies. Será necesario un enlace descendente seguro para la navegación segura y la planificación de rutas para las redes requeridas.

Los gobiernos deberían motivar a la industria a invertir en automatización como parte de la expansión de los servicios espaciales comerciales. Mientras tanto, los gobiernos y las empresas espaciales deben aprovechar la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para acelerar las innovaciones para las operaciones espaciales y brindar soluciones a problemas urgentes como la gestión de los desechos espaciales.

Sita Sunti es socia y directora asociada de aeroespacial y defensa en Boston Consulting Group. Troy Thomas es el director gerente y socio y dirige las prácticas de defensa y seguridad en América del Norte. Cameron Scott es el analista principal de conocimientos de defensa y seguridad.

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