Nutzen und Sicherheit der Raumfahrt per KI maximieren
ESA und DFKI starten gemeinsames Transferlab für die Interpretation der Daten von Weltraum-Missionen.
Um neue KI-Technologien und -Anwendungen für den Einsatz in der zivilen Raumfahrt zu entwickeln, gründen die Europäische Weltraumorganisation ESA und das Deutsche Forschungszentrum für künstliche Intelligenz DFKI ein gemeinsames Forschungslabor – das ESA_Lab@DFKI. Das am DFKI in Kaiserslautern angesiedelte Transferlab schafft einen Rahmen, in dem Wissenschaftler beider Organisationen unter anderem an KI-Systemen zur Interpretation komplexer, umfangreicher Daten aus der Erdbeobachtung oder zur Kollisionsvermeidung von Satelliten forschen.
Satelliten senden täglich große Datenmengen zurück zur Erde. Die Daten des Europäischen Copernicus-Programms etwa stehen Anwendern frei zur Verfügung. Diese Daten sind jedoch viel zu umfangreich, als dass sie von Menschen allein analysiert werden könnten. KI-Methoden können dabei helfen, aus den Rohdaten wertvolles Wissen zu generieren. Mit speziellen Methoden des maschinellen Lernens lassen sich beispielsweise Ausbreitungs- und Schadensprognosen für Umwelt- und Katastrophenschutz von durch Naturkatastrophen betroffenen Gebieten treffen. Kommerzielle Mehrwertdienste reichen von der finanziellen Risikoabschätzung solcher Ereignisse bis zur Überwachung industrieller Infrastrukturen auf der Erde. Ein weiteres Anwendungsszenario zielt auf die Versorgungssicherheit durch landwirtschaftlich Produkte: Wachstumszustände und Bodenqualitäten von Anbaugebieten lassen sich analysieren und so Ertragsprognosen treffen. Die herausragende Expertise der ESA in der satellitengestützten Erdbeobachtung ergänzt sich hierbei ideal mit der Erfahrung der DFKI-Wissenschaftler aus wegweisenden Projekten in der Landwirtschaft.
Ein weiteres potenzielles Einsatzgebiet für KI ist die Kollisionsvermeidung von Weltraumflugkörpern angesichts immer mehr Objekten in der Erdumlaufbahn. Denn die Raumfahrt steht mit dem verstärkten Einsatz von Mega-Konstellationen vor einem Paradigmenwechsel. Sind in der Vergangenheit eher einzelne, hochspezialisierte, große Satelliten betrieben worden, geht der Trend in der internationalen Raumfahrt heute zu Konstellationen von hunderten oder gar tausenden Kleinsatelliten. Das stellt die Betreiber von weltraumgestützter Infrastruktur vor neue Herausforderungen, denn mit der Anzahl an Satelliten steigt auch das Risiko von Kollisionen und der Entstehung von weiterem Weltraumschrott. KI-Methoden helfen bei der genauen Berechnung der Umlaufbahnen von aktiven und passiven Satelliten sowie von bekanntem Weltraumschrott. Somit lassen sich Kollisionen durch Ausweichmanöver verhindern.
Die Partnerschaft zwischen ESA und DFKI in Form des ESA_Lab@DFKI wird diese und andere grundlegende Technologieentwicklungen unterstützen und verspricht, die Bandbreite und den Umfang von Innovationen zu erweitern, die aus der akademischen Forschung in hochentwickelte industrielle Anwendungen transferiert werden.
DFKI / RK
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