Et si les véhicules pouvaient être assemblés dans l’espace sans supervision humaine ? Et si des engins spatiaux autonomes pouvaient effectuer des opérations de maintenance et des inspections de routine sur des satellites, tout en volant en orbite autour de la Terre ?
Le Dr Hever Moncayo, professeur agrégé de génie aérospatial à l’Université Embry-Riddle Aeronautical, pense que tout cela est possible, et il aide à faire avancer la technologie qui permettra d’atteindre ces objectifs en développant des algorithmes de navigation de haute précision qui permettraient aux systèmes spatiaux d’atteindre travailler à bâtir un avenir meilleur.
“Dans l’industrie aérospatiale, il y a un intérêt accru pour l’amélioration de l’autonomie des systèmes robotiques spatiaux”, a-t-il déclaré. “Toutes ces applications rendent pertinents les objectifs de ce projet.”
De plus, la recherche fera progresser considérablement les plans de l’US Space Force en matière d’acquisition de cibles de systèmes spatiaux robustes et d’opérations de systèmes spatiaux intelligents, ce qui explique en partie pourquoi Moncayo a récemment reçu un prix de transfert de technologie pour petites entreprises de l’US Air Force pour poursuivre ses recherches. via le laboratoire Advanced Dynamics and Control Lab (ADCL) d’Embry-Riddle. Il s’associe à Modularity Space pour résoudre les problèmes complexes associés aux opérations de maintenance, d’assemblage et de fabrication en orbite, en particulier dans les applications multi-agents basées sur des systèmes.
Ce n’est pas la première fois que Moncayo travaille au développement d’engins spatiaux artificiellement intelligents. Auparavant, il s’est concentré sur la construction de systèmes robotiques capables de prospecter des astéroïdes à la recherche de ressources naturelles. Plus tard, ce travail a évolué pour intégrer des véhicules robotiques imprimés en 3D qui pourraient “sauter” sur des astéroïdes pour collecter des échantillons de recherche.
“Nos travaux précédents reposaient sur l’estimation de la position relative assistée par la vision des agents volant au sein d’un réseau distribué”, a expliqué Moncayo, ajoutant que la technologie prenait en charge “des systèmes de contrôle adaptatifs avec des capacités de tolérance aux pannes et de surveillance de la santé”.
En bref : la nouvelle itération de la recherche, sur laquelle le Dr K. Merve Dogan est co-chercheur principal, permet aux engins spatiaux autonomes non seulement d’identifier et de se déplacer vers des cibles en mouvement, mais aussi de les réparer, de les inspecter ou d’assembler entièrement de nouveaux objets. à partir de zéro, en utilisant un système de navigation basé sur la vision qui utilise la communication sans fil pour le suivi et le vol en formation. L’algorithme utilise également l’apprentissage automatique basé sur un réseau neuronal pour identifier, suivre et estimer les positions et l’intention d’autres agents volants à proximité.
Moncayo dispose d’une équipe d’étudiants chercheurs pour l’assister dans ses travaux : Ph.D. les étudiants Andrei Cuenca et Nathaniel Sisson, l’étudiant à la maîtrise Eduardo Morillo et les étudiants de premier cycle Hasan Apkunar et Stephen Brutch.
“En tant qu’ingénieur désireux d’explorer ce qui se trouve au-delà de notre Terre, c’est un tel honneur de faire partie du développement de technologies qui peuvent fournir un soutien aux missions d’exploration spatiale et à l’entretien des véhicules spatiaux”, a déclaré Cuenca, doctorant en dernière année. étudiant qui a également obtenu sa maîtrise en génie aérospatial à Embry-Riddle. “L’une de mes tâches en tant que doctorant senior est de fournir un soutien à tous les différents projets que nous développons – et heureusement, l’expérience que j’ai acquise au fil des années ici m’a permis de prendre la tête de certains de ces développements. “
Cuenca admet que travailler sur ce type d’équipement spatial de haut niveau et de haute précision peut parfois être stressant, nécessitant un apprentissage constant et des tests itératifs. Mais les sentiments de frustration deviennent bientôt gratifiants pour le natif de Bogota, en Colombie, chaque fois qu’il commence à voir des résultats – des résultats qui, espère-t-il, repousseront finalement les limites de l’exploration spatiale humaine.
“J’ai toujours rêvé de travailler dans la robotique”, a-t-il déclaré, ajoutant que le Jet Propulsion Laboratory de la NASA lui a été une source constante d’inspiration car il a été formé sur le terrain. “Contribuer à des projets comme celui-ci peut m’ouvrir des portes pour transformer ces rêves en réalité.”
“La fabrication dans l’espace est encore loin, mais un grand pas en avant pour débloquer ces capacités à grande échelle est le vol en formation intelligent, basé sur un essaim, pour les engins spatiaux”, a déclaré Nolan Coulter, directeur de la technologie de Modularity Space.
L’objectif est de pouvoir assembler de grandes structures, comme des stations spatiales ou des satellites, sans avoir besoin de fusées coûteuses à grande échelle pour lancer des humains dans l’espace pour effectuer la construction, a-t-il ajouté. Pour ce faire, cependant, de nombreux systèmes robotiques fonctionnant en collaboration et sans intervention humaine seraient nécessaires.
“Si nous pouvons arriver à ce point, nous pourrions étendre les limites de l’exploration spatiale puisque nous pourrions alors construire tout l’équipement nécessaire à la destination d’intérêt – disons, l’orbite lunaire, la surface de Mars ou ailleurs – avant l’arrivée des humains”, a déclaré Coulter. .
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