新型纳米卫星将在船上测试新颖的人工智能技术

经过两年多的研制，纳米卫星SONATE-2即将发射。预计将于 2024 年 3 月由火箭升空进入轨道。这颗卫星由德国巴伐利亚州维尔茨堡朱利叶斯·马克西米利安大学 (JMU) 的航空航天工程师 Hakan Kayal 教授领导的团队设计和建造。

约 20 年来，JMU 一直致力于开发小型卫星任务。SONATE-2 现在标志着另一个高峰。

该卫星将在近地空间测试新型人工智能(AI)硬件和软件技术。目标是在未来使用它自动检测行星或小行星上的异常情况。联邦经济部将为该项目提供 260 万欧元的资助。

在卫星上训练人工智能

哈坎·卡亚尔 (Hakan Kayal) 表示，类似的项目很少且相距甚远：“我们任务的独特之处在于人工智能是在船上接受训练的。通常情况下，这种训练是在地球上使用功能强大的计算机完成的。但这种策略并不符合 JMU 的计划。”教授心里有数。

卡亚尔举了一个例子：“让我们假设一颗小卫星将来要调查太阳系中的一颗新小行星。它无法在地面上接受针对这项任务的训练，因为调查的对象很大程度上是未知的。没有训练数据，因此测量和记录必须在地面上进行。”

对于远离地球的任务来说，先将这些数据发送到地球，然后通过远程控制训练人工智能将需要很长时间。由人工智能直接支持的更高水平的自主权将更加强大。这将导致小行星上有趣的物体和现象被更快地探测到。

SONATE-2 测试了许多其他技术

Kayal 的团队希望测试这些场景是否可以在 SONATE-2 上使用新开发的程序和方法原则上实现(最初是在地球轨道上)。机上的四个摄像头提供训练所需的图像：人工智能首先了解地球表面的传统几何图案等。这些知识可以帮助它自行发现异常情况。

SONATE-2 上还搭载了其他将在轨道上进行测试的小型卫星技术。其中包括与斯图加特大学合作开发的自动检测和记录闪电的系统以及电力推进系统。Kayal 表示：“就复杂性而言，SONATE-2 在纳米卫星中是无与伦比的。”

大学校园的任务控制中心

如果该项目继续按计划进行，SONATE-2 将于 2024 年 3 月由 SpaceX 火箭从西海岸发射进入轨道。最近几周，该卫星已经证明它可以承受太空的极端条件各种耐力测试期间的任务。例如，在发射模拟中，所有螺钉、焊接接头和胶合连接都承受了火箭发射的巨大机械应力。

SONATE-2 是所谓的 6U+ 立方体卫星模型。它的大小与鞋盒相当，质量约为 12 公斤。

发射后，与卫星的通信将从维尔茨堡进行。与之前的 SONATE 型号一样，这颗卫星将由 Hubland 园区的任务控制中心运营。该团队的目标是运营时间为一年。“然而，我们希望卫星能够工作更长时间，”卡亚尔说。

卫星项目为学生提供工作场地

六人团队致力于卫星和地面系统的开发;项目负责人是 Oleksii Balagurin 博士。此外，许多学生也参与其中，例如作为研究助理或作为最终论文的一部分。学生还可以继续从事卫星任务：在运行阶段，控制中心不断在 SONATE-2 上实施和测试新软件。

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