۷ کاربرد شگفت‌انگیز هوش مصنوعی در اکتشاف فضا

خبرگزاری علم و فناوری آنا، اکتشاف فضایی یکی از پرچالش‌ترین و هیجان‌انگیزترین زمینه‌های فعالیت انسان است. این کار نیازمند تلفیق دانش علمی، نوآوری فناورانه، و شجاعت انسانی است. با این وجود، در فرستادن انسان‌ها و فضاپیما‌ها به سوی مناطق بزرگ و ناشناخته کیهان، محدودیت‌ها و خطرات زیادی وجود دارد. به همین دلیل، نقش حیاتی هوش مصنوعی (AI) در کشف دنیا‌های جدید و گسترش افق‌های ما اجتناب‌ناپذیر است.

هوش مصنوعی به عنوان یک شاخه از علوم کامپیوتر، در ایجاد دستگاه‌ها و سیستم‌هایی مشغول است که قادر به انجام وظایفی هستند که به طور معمول نیازمند هوش انسانی می‌باشند، از جمله استدلال، یادگیری، تصمیم‌گیری، و حل مسائل. هوش مصنوعی می‌تواند به ما در پیشگیری از برخی از چالش‌ها کمک کرده و فرصت‌های اکتشاف فضا را بهبود بخشد. از این رو در این گزارش هفت کاربرد شگفت‌انگیز هوش مصنوعی در اکتشاف فضا را بررسی می‌کنیم:

دستیار فضانورد

هوش مصنوعی می‌تواند به فضانوردان در اجرای وظایف متنوع درون فضاپیما یا ایستگاه فضایی، از جمله نظارت بر سیستم‌ها، کنترل دستگاه‌ها، انجام آزمایش‌ها یا حتی همراهی کمک کند. به عنوان مثال، «سیمون» (CIMON) یک دستیار هوش مصنوعی است که می‌تواند با فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) از طریق شناسایی صدا و چهره ارتباط برقرار کند. «سیمون» قادر است فضانوردان را در اجام روند کار‌ها یاری کند، سوالات آن‌ها را پاسخ دهد یا حتی موسیقی پخش کند. مثال دیگر «ربونات» (Robonaut) نام دارد که یک ربات انسان‌نما است و می‌تواند در کنار یا به جای فضانوردان در مأموریت‌های خطرناک یا امور روزمره مشارکت داشته باشد.

طراحی و برنامه‌ریزی مأموریت‌های فضایی

هوش مصنوعی می‌تواند به طراحی و برنامه‌ریزی مأموریت‌های فضایی با کارایی بیشتر از طریق بهره‌گیری از حجم زیاد اطلاعات حاصل از مأموریت‌های گذشته و شبیه‌سازی‌ها کمک کند. این تکنولوژی قادر است پارامتر‌های مختلف مأموریت را، از جمله تاریخ پرتاب، مسیر، بار مفتول و بودجه بهینه‌سازی کند. به عنوان مثال، سازمان فضایی اروپا (ESA) یک سیستم هوش مصنوعی به نام «مِلیِس» (MELIES) را پیشنهاد داده است که با استفاده از الگوریتم‌های ژنتیک، تحلیلگران مأموریت را در طراحی مسیر‌های بین‌سیاره‌ای یاری نماید.

استقلال در عملیات فضاپیما

هوش مصنوعی (AI) به فضاپیما‌ها این امکان را می‌دهد که به صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت مداوم انسان یا ارتباط پیوسته با زمین عمل کنند. این خاصیت به ویژه در مأموریت‌های عمیق فضا، جایی که تأخیرات ارتباطی به چشم می‌خورند، بسیار مفید است. هوش مصنوعی در هدایت، پرهیز از موانع، سازگاری با محیط‌های پویا و پاسخ به وضعیت‌های اضطراری نقش بسیار مؤثری ایفا می‌کند. یک نمونه روشن این ویژگی در راور مریخ ۲۰۲۰ ناسا، به نام «هدایت نسبت به زمین» است. این سیستم تصاویر سطح مریخ را تجزیه و تحلیل کرده و موقعیت فرود را به صورت دینامیک با توجه به اطلاعات به‌دست‌آمده، تنظیم می‌کند.

تحلیل داده‌های فضایی

هوش مصنوعی قادر است به تحلیل حجم عظیمی از داده‌هایی که توسط مأموریت‌های فضایی جمع‌آوری می‌شود، از جمله تصاویر، سیگنال‌ها، طیف‌ها یا داده‌های اندازه‌گیری، کمک کند. هوش مصنوعی با سرعت و دقت بیشتری نسبت به انسان‌ها قادر به پردازش داده‌ها است و می‌تواند الگو‌هایی را کشف کند که ممکن است توسط انسان‌ها نادیده گرفته شود. به عنوان مثال، تلسکوپ فضایی کپلر ناسا از یک سیستم هوش مصنوعی مبتنی بر شبکه‌های عصبی برای کشف سیارات خارج از منظومه شمسی استفاده کرد؛ این سیستم با تشخیص سیگنال‌های عبوری آن‌ها، موفق به کشف سیارات خارج از منظومه شمسی شد.

بهبود ارتباطات بین فضاپیما و زمین

هوش مصنوعی می‌تواند به بهبود ارتباطات بین فضاپیما و زمین یا میان فضاپیما‌ها کمک کند. این تکنولوژی می‌تواند پهنای باند، فرکانس، قدرت یا مدولاسیون ارتباطی را بهینه‌سازی کند. همچنین، امنیت و قابلیت اعتبار ارتباطات را با شناسایی و اصلاح خطا‌ها یا تداخل‌ها بهبود بخشد. به عنوان مثال، در شبکه فضایی عمیق ناسا، از یک سیستم هوش مصنوعی به نام «شبکه فضایی عمیق» استفاده می‌شود که می‌تواند وضعیت و دسترسی آنتن‌های ارتباطی را نظارت کرده و به پیش‌بینی نیاز‌ها و وضعیت آینده آن‌ها بپردازد.

حل معضل زباله‌های فضایی

هوش مصنوعی می‌تواند به حل مشکل زباله‌های فضایی، یعنی اجسامی که دیگر کاربردی ندارند و در مدار زمین هستند و برای فضاپیما‌های فعال تهدید ایجاد می‌کنند، کمک کند. این فناوری می‌تواند با استفاده از داده‌های راداری یا اپتیکی، زباله‌های فضایی را رصد و ثبت کند. همچنین، می‌تواند در طراحی و کنترل مأموریت‌هایی برای حذف زباله‌های فضایی از مدار با استفاده از بازو‌ها یا شبکه‌های رباتیک بهبود بخشد. به عنوان مثال، در مأموریت حذف زباله‌های فضایی، هدف استفاده از یک سیستم هوش مصنوعی است که با بکارگیری از یک بازوی رباتیک، به صورت خودکار یک ماهواره کهنه را گرفتار کند.

کشف موجودات زنده در فضا

هوش مصنوعی می‌تواند با استفاده از نشانگر‌ها و نشانه‌های زیستی، که حضور ارگانیسم‌های زنده را نشان می‌دهند، در جستجوی نشانه‌های زندگی خارج از کره زمین کمک کند. این فناوری می‌تواند با تحلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی، سیارات یا قمر‌های مناسب برای سکونت را شناسایی کند. همچنین، با استفاده از تکنیک‌های اسپکتروسکوپی یا میکروسکوپی، هوش مصنوعی می‌تواند به کشف احتمالی اشکال حیاتی کمک کرده و به عنوان مثال، در مأموریت «دراگون فلای» (Dragonfly) ناسا، قرار است از یک سیستم هوش مصنوعی برای پرواز یک پهپاد مانند روتورکرافت بر روی ماه تایتان (زحل) استفاده شود تا نمونه‌هایی را برای شناسایی نشانه‌های شیمیایی پیش‌زندگی جمع‌آوری کند.