Es posible que IBM ya no tenga la relevancia que supo tener en la computación personal y corporativa. Sin embargo, sigue siendo líder en investigaciones sobre como aplicar la tecnología informática a usos científicos.

En este post vamos a hablar de dos proyectos de código abierto; Space Situational Awareness y Kubesat. Estos proyectos buscan mejorar la comunicación entre los satélites y ayudar a predecir la trayectoria de la basura espacial. Esto último es para evitar que choquen con los satélites y los dejen inactivos.

Al hacer estos dos proyectos de código abierto, la empresa busca dar a más gente acceso a la tecnología espacial y democratizar el acceso al espacio para todos.

Código abierto y espacio. Los dos proyectos de IBM

Space Situational Awareness (SSA)

Decenas de miles de objetos espaciales hechos por los seres humanos (ASOs) orbitan alrededor de la Tierra. A esto hay que sumarles los que se van a generar como resultado de la entrada de empresas privadas y otros países como Israel o India a la carrera espacial.

Los ASOs varían en tamaño desde motas de pintura de unos pocos centímetros de diámetro hasta la Estación Espacial Internacional. Un pequeño trozo de pintura puede no ser peligroso en nuestro planeta, pero cuando viaja a velocidades de unos 8.000 metros por segundo, una colisión con un satélite u otro vehículo tripulado puede causar un desastre.

El proyecto, desarrollado por el Equipo de Tecnología Espacial de IBM, permite determinar dónde están los ASO (establecimiento de la órbita) y dónde estarán en el futuro (predicción de la órbita). Los responsables contaron con el asesoramiento del Dr. Moriba Jah de la Universidad de Texas en Austin.

Los métodos más avanzados para la predicción de la órbita se basan en modelos físicos. Para tener éxito, estos modelos requieren datos extremadamente precisos sobre el ASO y su entorno.

El problema a resolver es que los datos de localización que se consiguen sobre la ubicación de los ASO mediante los sensores terrestres son poco frecuentes y con interferencias. Tampoco se sabe completamente cómo los fenómenos como el clima espacial y la densidad atmosférica afectan a los ASO.

El proyecto busca utilizar métodos de aprendizaje automático, no para predecir las órbitas sino para crear modelos que aprendan cuando los modelos físicos predicen incorrectamente la ubicación futura de un ASO. Si se intentara construir un modelo que predijera toda la dinámica orbital de un ASO se necesitaría muchos datos para aprender la mecánica orbital. Los modelos físicos conocen bastante de la dinámica orbital, así que sólo es necesario aprender cuando y por qué se equivocan.

KubeSat

Como una alternativa a los costosos satélites tradicionales, muchas pequeñas empresas y grupos de investigación planean  utilizar enjambres de satélites (grupos de satélites que trabajan juntos para realizar tareas específicas). Para que se pueda crear y controlar el enjambre se necesita una herramienta de software, así como un software adicional de apoyo para sus objetivos específicos.

KubeSat es un framework autónomo cognitivo diseñado para enjambres de satélites cúbicos que permite la simulación y optimización de las comunicaciones multisatélite.

El proyecto permite simular la mecánica orbital precisa para cada objeto a través de Orekit. Luego usa estos cálculos para poner restricciones a las comunicaciones entre los satélites, la estación terrestre y los sensores de tierra.

Por otra parte incorpora los servicios de mensajería de NATS; optimizando sus comunicaciones a través del aprendizaje de refuerzo.

Este framework sigue los principios de la inteligencia de enjambre como la conciencia, la autonomía, la solidaridad, la capacidad de expansión y la resistencia.

IBM espera que al hacer el proyecto de código abierto se pueda democratizar la industria de enjambres de satélites y permitir a los operadores más pequeños aprovechar la tecnología espacial.

Usándolo se pueden construir modelos de aprendizaje de refuerzo para casos de uso específicos.  La colaboración y las comunicaciones entre esos enjambres de satélites pueden ser autónomas, lo que permite a los enjambres integrarse o separarse según sea necesario.

También se abre el código de la aplicación Orekit, la biblioteca base de la mecánica orbital. Estas extensiones se utilizan para simular las comunicaciones entre los satélites, entre los satélites y las estaciones terrestres, y entre los sensores de los satélites y la tierra, a través de una plataforma de mensajes NATS.