برنامه فضایی چین برای سفر به سوی ناشناخته‌ها با کمک هوش مصنوعی

بر اساس مقاله‌ای جدید که توسط پژوهشگران منتشر شده است، متخصصان حوزه فناوری‌های فضایی در حال بررسی روش‌هایی هستند که می‌توان از طریق آن‌ها، هوش مصنوعی را برای پشتیبانی از مأموریت برنامه‌ریزی شده چین به مرزهای دوردست منظومه شمسی به کار گرفت. این مطالعه نشان می‌دهد که فناوری‌های نوین هوش مصنوعی، با قابلیت‌های پردازش داده، تصمیم‌گیری خودکار و خودمختاری در مأموریت‌های فضایی، می‌توانند نقشی کلیدی در پیشبرد این برنامه داشته باشند. دانشمندان در تلاش هستند تا راهکارهای موثری برای غلبه بر چالش‌های منحصر به فرد این مأموریت پیدا کرده و نقش دقیق‌تر هوش مصنوعی را در آن مشخص نمایند. با دیجی رو همراه باشید.

بنا بر این پژوهش، هوش مصنوعی می‌تواند به غلبه بر دشواری‌های مأموریت‌های مربوط به لبه‌های منظومه شمسی کمک کند. از جمله این چالش‌ها می‌توان به محیط‌های ناشناخته، پیچیدگی‌های فنی مرتبط با مأموریت‌های اعماق فضا، محموله‌های علمی متنوع و نیاز به تحلیل داده‌های گسترده، اهداف اکتشافی نامشخص، فاصله‌های بسیار طولانی از زمین که ارتباطات را دشوار می‌کند، نرخ انتقال داده‌های محدود و تاخیرهای ارتباطی قابل توجه اشاره کرد. تمامی این مسائل باعث می‌شوند که استفاده از سیستم‌های هوشمند، برای افزایش خودمختاری فضاپیماها و کاهش وابستگی آن‌ها به دستورات مستقیم از زمین، بسیار ضروری به نظر برسد.

طبق یافته‌های این مقاله که توسط نویسندگانی از مؤسساتی مانند موسسه فناوری پکن (BIT)، آزمایشگاه اکتشاف فضای عمیق چین (DSEL) و آکادمی فناوری پرواز فضایی شانگهای (SAST) تهیه شده است، هوش مصنوعی می‌تواند با بهبود پردازش داده‌ها، افزایش دقت در تصمیم‌گیری‌های خودکار و بهره‌گیری از تکنیک‌های پیشرفته محاسباتی، نقش مؤثری در این مأموریت ایفا کند. این مقاله که در مجله علمی اکتشاف فضای عمیق به چاپ رسیده، به طور مشخص به بررسی جنبه‌های مختلف استفاده از این فناوری در مأموریت‌های فضایی دوربرد پرداخته است.

برنامه‌های چین برای کاوش در اعماق فضا

مقامات فضایی چین در گذشته اعلام کرده بودند که در حال مطالعه و برنامه‌ریزی یک مأموریت فضایی ویژه برای کاوش در سر و دم هلیوسفر (Heliosphere) هستند. هدف اولیه این مأموریت رسیدن به فاصله 100 واحد نجومی از زمین تا سال 2049 است. برای درک بهتر این فاصله، باید توجه داشت که 1 واحد نجومی به طور میانگین معادل فاصله زمین تا خورشید است. علاوه بر این، چین هدفی بلند مدت‌تر برای کاوش در فاصله 1000 واحد نجومی تا پایان قرن جاری را نیز در نظر گرفته است. این مأموریت می‌تواند گامی اساسی در درک فضاهای میان‌ستاره‌ای و بررسی ساختارهای ناشناخته هلیوسفر باشد.

گزارش‌های پیشین نشان داده‌اند که این پروژه شامل ارسال دو فضاپیما خواهد بود که از ژنراتورهای ترموالکتریک رادیوایزوتوپی برای تأمین انرژی استفاده خواهند کرد. این فضاپیماها به سمت سر و دم هلیوسفر حرکت کرده و در مسیر خود از کنار سیاره مشتری عبور خواهند کرد. در عین حال، ممکن است فرصت‌هایی برای بررسی سایر سیارات و اجرام موجود در کمربند کویپر (Kuiper) نیز فراهم شود. اهداف علمی این مأموریت شامل مطالعه گرد و غبار میان‌سیاره‌ای، محیط میان‌ستاره‌ای، و پدیده‌هایی مانند پرتوهای کیهانی ناهنجار و دیوار هیدروژنی است که در مرز میان منظومه شمسی و فضای میان‌ستاره‌ای قرار دارد. تجهیزات علمی این مأموریت شامل طیف گسترده‌ای از دوربین‌های نوری، تحلیلگرهای گرد و غبار و ذرات، طیف‌سنج‌ها و مغناطیس‌سنج‌ها خواهد بود.

نقش هوش مصنوعی در مأموریت مرز منظومه شمسی

بر اساس این مطالعه، هوش مصنوعی قادر خواهد بود تا نقش مهمی در افزایش خودمختاری فضاپیماها و کاهش وابستگی آن‌ها به کنترل زمینی ایفا کند. از آنجا که این مأموریت‌ها به دلیل فاصله زیاد از زمین دارای تأخیرهای ارتباطی طولانی هستند، امکان کنترل مستقیم لحظه‌ای آن‌ها از زمین وجود ندارد. در این راستا، هوش مصنوعی می‌تواند به روش‌های مختلفی به بهینه‌سازی عملیات این مأموریت‌ها کمک کند.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی، پردازش داده‌های علمی است. به دلیل محدودیت در نرخ انتقال داده، سیستم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند داده‌های غیرضروری را حذف کرده و تنها اطلاعات حیاتی را به زمین ارسال کنند. همچنین، فناوری‌های پردازش داده پیشرفته می‌توانند با حذف خطاها و ناسازگاری‌های اطلاعاتی، کیفیت داده‌های ارسال شده را بهبود ببخشند. ترکیب داده‌های مختلف از حسگرهای گوناگون، به کمک روش‌هایی مانند شبکه‌های عصبی پیچشی، می‌تواند دقت نتایج علمی را افزایش دهد.

علاوه بر پردازش داده، هوش مصنوعی می‌تواند در ادراک محیطی خودکار فضاپیماها نیز نقش داشته باشد. این فناوری امکان مدل‌سازی محیط‌های ناشناخته را برای فضاپیما فراهم می‌کند و آن را قادر می‌سازد که به صورت خودکار رویدادهای نادر اما مهم مانند طوفان‌های خورشیدی یا برخوردهای شهابی را شناسایی کند. به گفته نویسندگان مقاله، شبکه‌های عصبی پیچشی عمیق می‌توانند در تشخیص این وقایع و تحلیل داده‌های دریافتی از حسگرهای مختلف نقش مؤثری داشته باشند.

از سوی دیگر، سیستم‌های تصمیم‌گیری خودکار مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند به بهبود مدیریت مسیر و برنامه‌ریزی مأموریت کمک کنند. این سیستم‌ها قادر خواهند بود مسیرهای بهینه را تعیین کرده و تنظیمات مسیر را بدون نیاز به مداخلات زمینی انجام دهند. استفاده از تکنیک‌هایی مانند یادگیری تقویتی می‌تواند امکان برنامه‌ریزی پویا را در زمان واقعی فراهم کرده و تضمین کند که منابع فضاپیما به صورت کارآمد مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، سیستم‌های مدیریت خطای مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند مشکلات احتمالی فضاپیما را در لحظه شناسایی و اصلاح کنند، که این امر باعث افزایش طول عمر و ایمنی مأموریت خواهد شد.

چشم‌انداز آینده استفاده از هوش مصنوعی در فضا

چین پیش از این نیز از هوش مصنوعی در مأموریت‌های فضایی خود استفاده کرده است. به عنوان مثال، در مأموریت چانگ‌ای-6، هوش مصنوعی برای بازگرداندن نمونه‌ها از ماه به کار گرفته شد. همچنین، در مأموریت‌های آینده مانند چانگ‌ای-8، انتظار می‌رود که از هوش مصنوعی در کاوش قطب جنوب ماه استفاده شود. ناسا نیز از این فناوری در کاوشگرهایی مانند مریخ‌نورد استقامت (Perseverance) بهره برده است.

به طور کلی، مأموریت‌های فضایی آینده به طور فزاینده‌ای به سیستم‌های هوشمند وابسته خواهند شد. استفاده از هوش مصنوعی در مأموریت چین به مرزهای منظومه شمسی نشان دهنده اهمیت این فناوری در اکتشافات فضایی است و می‌تواند راه را برای بهره‌برداری گسترده‌تر از آن در مأموریت‌های آتی هموار کند. این فناوری نه تنها قابلیت‌های علمی مأموریت را افزایش می‌دهد، بلکه امکان کشف و درک بهتر مرزهای ناشناخته فضا را نیز فراهم خواهد کرد.