NASA koristi AI za dizajn svemirskog hardvera

Lansiranja u svemir znatno su pojeftinila u posljednjih nekoliko desetljeća, ponajviše zahvaljujući privatnim sektoru, no i dalje je jako skupo dovesti neki objekt u orbitu. Primjerice, SpaceX nudi najjeftiniji prijevoz po cijeni većoj od 1.000 dolara po kilogramu, što znači da bi svemirskoj industriji bilo od velikog značaja smanjenje težine svih struktura koje se šalju u svemir.

NASA-in inženjer Ryan McClelland iz Goddard Space Flight Centra u Greenbeltu, već se više godina bavi tim područjem a sada dizajnira strukture korištenjem Autodeskovog Fusion360 CAD sofvera uz pomoć umjetne inteligencije.

Taj AI sustav omogućuje ljudskim dizajnerima da grubo izrade dizajn za neku komponentu, isprave sva kritična mjerenja, kažu softveru koja opterećenja i naprezanja treba izdržati i iz kojih smjerova, a zatim softver počne eksperimentirati kako bi se posao obavio s maksimalnom učinkovitošću.

Kako bi izradio te dijelove, stručnjak za računalno potpomognuti dizajn (CAD) počinje sa zahtjevima misije i ucrtava površine na kojima se dio povezuje s instrumentom ili svemirskom letjelicom, kao i sve vijke i priključke za elektroniku i drugi hardver. Dizajner će također možda morati blokirati određene puteve kako algoritam ne bi primjerice blokirao neku lasersku zraku ili optički senzor. Konačno, složenije konstrukcije mogu zahtijevati prostor za ruke tehničara za manevriranje radi sastavljanja i poravnanja.

"Nakon što su definirana sva zabranjena područja, umjetna inteligencija povezuje točke", rekao je McClelland, "stvarajući složene strukture strukture u samo sat ili dva. Algoritmima je potrebno ljudsko oko. Ljudska intuicija zna što izgleda dobro, ali prepušten sam sebi, algoritam ponekad može učiniti strukture pretankima."

Ove razvijene strukture štede do dvije trećine težine u usporedbi s tradicionalnim komponentama. "Možete izvršiti dizajn, analizu i izradu dijela prototipa i imati ga u rukama za samo tjedan dana", rekao je McClelland. "To može biti radikalno brzo u usporedbi s načinom na koji smo navikli raditi."

Dijelovi se također analiziraju korištenjem NASA-inog standardnog softvera za provjeru valjanosti i procesa kako bi se identificirale potencijalne točke kvara, rekao je McClelland.

McClellandove razvijene komponente usvojile su NASA-ine misije u različitim fazama dizajna i izgradnje, uključujući astrofizičke balonske zvjezdarnice, skenere Zemljine atmosfere, planetarne instrumente, monitore svemirskog vremena, svemirske teleskope, pa čak i misiju Mars Sample Return čiji je cilj prijevoz uzoraka s Marsa na Zemlju.

McClelland je dizajnirao skelu od titana za stražnji dio teleskopa EXCITE, gdje se IR prijemnik smješten unutar aluminijske kriogene komore povezuje s pločom od karbonskih vlakana koja podupire primarno zrcalo.

Dugotrajni NASA-in super-tlačni balon podići će misiju EXCITE veličine SUV-a u testnom letu planiranim već za jesen 2023. godine.