Künstliche Intelligenz (KI) boomt – auch in der Raumfahrt

16 Februar 2021

Künstliche Intelligenz (KI) erfährt seit einiger Zeit stetig wachsendes Interesse und erlebt einen regelrechten Boom. In der Raumfahrt wird KI auf vielfältige Weise eingesetzt. 

Aus gutem Grund, denn diese innovativen Algorithmen und Methoden, wie beispielsweise die des Maschinellem Lernens, bei denen anhand von Daten Wissen erlangt und angewendet wird, ermöglichen die Automatisierung verschiedenster Prozesse und liefern schnell präzise Ergebnisse. Immer häufiger wird in der Wissenschaft Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen in die Forschung eingebracht. Und das in den verschiedensten wissenschaftlichen Gebieten. Sei es das autonome Fahren, der sogenannte Roboterjournalismus oder der Einsatz von KI in der Personalarbeit.

KI-basiertes Fehlermanagement

Auch in der Raumfahrt findet KI vermehrt Anklang. Das Institut für Raumfahrttechnik und Weltraumnutzung (LRT 9.1) der Universität der Bundeswehr München rund um Prof. Roger Förstner forscht im Bereich KI für die Raumfahrt (AI4Space) unter anderem an KI-basiertem Fehlermanagement. Dadurch sollen mit Hilfe von Maschinellem Lernen Fehler an Bord eines Satelliten vorhergesagt und so frühzeitig eingegriffen werden können, noch bevor ein solcher Fehler schwerwiegende Fehlfunktionen auslöst.

Darüber hinaus ist ein weiterer Forschungsschwerpunkt die KI-basierte Analyse von Bilddaten zum sicheren Landen auf Planeten und Asteroiden. Auch im Bereich der Erdbeobachtung, zum Beispiel zur Erkennung von Waldbränden, ist besonders Maschinelles Lernen eine vielversprechende Methode zur effizienten Analyse von Bildern. Denn im Bereich der Bilderkennung und dem Auswerten von Daten sind KI-basierte Systeme bereits seit längerer Zeit im Einsatz und sind mittlerweile in ihren Fähigkeiten, in ihrer Präzision und in ihrer Geschwindigkeit dem Menschen voraus.

Kollisionen im All verhindern

Ein weiteres zukunftsweisendes Forschungsgebiet des Instituts ist die autonome Kollisionsvermeidung von Raumfahrzeugen. Hier soll der Einsatz von KI im Bereich der Kontrolle von großen Satellitenformationen, Erkennung möglicher Kollisionen im Orbit sowie zur Berechnung und sicheren Ausführung nötiger Ausweichmanöver erforscht werden. Da aufgrund der hohen Anzahl an Satelliten (Stichwort Mega-Konstellationen wie z.B. Starlink von SpaceX) eine intelligente Unterstützung für die Satellitenbetreiber notwendig ist, um langfristig die Sicherheit im Orbit sicherzustellen, stellt dieses Forschungsgebiet einen wichtigen Teil des Instituts für Raumfahrttechnik und Weltraumnutzung dar.

Forschungsschwerpunkt des Forschungszentrums SPACE

Satellitenmissionen bilden einen Schwerpunkt des Forschungszentrums SPACE ab. Dabei sind sowohl der Missionsentwurf als auch die Satellitentechnik zu beachten. Im Bereich der Satellitentechnik forscht das Team um Prof. Förstner deshalb unter anderem in folgenden Bereichen:

• Sicherer Formationsflug, Rendezvous und Docking: u.a. relevant für die Entwicklung von Strategien zur Entfernung von Weltraumschrott
• Autonomes Fehlermanagement: relevant für die Sicherstellung des Betriebs von Satelliten und Raumfahrzeugen durch eigenständige Fehlerbehebung ohne Wartung durch die Operateure am Boden

• Hochstabile Strukturen für optische und interferometrische Instrumente (Patent): relevant für die Verwendung von Messgeräten, die mit immer größerer Genauigkeit messen können, dafür jedoch eine stabile Umgebung an Bord benötigen, um präzise Ergebnisse liefern zu können
• Autonomes Landen in unbekanntem und schwierigem Gelände: relevant für punktgenaue Landungen und selbstständiges Retargeting, falls ursprünglicher Landeplatz sich als ungeeignet erweist.

Weitere Infos zum FZ SPACE gibt es hier: https://www.unibw.de/space

Zum Institut für Raumfahrttechnik und Weltraumnutzung (LRT 9.1) geht es hier: https://www.unibw.de/lrt9/lrt-9.1

^{Titelbild: © iStockphoto / buradaki}