C'è una frase emblematica per gli appassionatii di Star Trek nella sua versione originale: "Spazio, ultima frontiera". Il problema per noi oggi è che questa ultima frontiera si è fatta estremamente vicina. Lo Spazio non è più un luogo remoto da esplorare ma una sorta di cortile di casa da sfruttare economicamente, e il modo più veloce di farlo è mettere in orbita sempre più satelliti che forniscano un qualche servizio più o meno critico.

Così ecco che, secondo le cifre dell'Agenzia Spaziale Europea ESA, tra il 2020 e il 2025 il numero di oggetti tracciati in orbita è passato da 34 a 40 mila. Di cui solo 11 mila sono satelliti ancora attivi, il resto sono oggetti oltre il loro "fine vita" che prima o poi rientreranno in atmosfera disintegrandosi oppure precipiteranno - si spera in maniera del tutto controllata, peraltro - sino a terra. O più probabilmente in mare, magari nel mitico Point Nemo in cui decine di oggetti spaziali "pensionati" restano a inquinare l'Oceano.

Lo scenario peggiora se vi aggiungiamo i detriti spaziali non tracciabili, di cui solo una piccola parte è attivamente monitorata: si stima che in orbita ci siano oltre 1,2 milioni di frammenti più grandi di un centimetro e circa 130 milioni tra un millimetro e appunto un centimetro. Di fatto "proiettili" pericolosi per qualsiasi missione spaziale.

Ecco perché - spiega Aiko, scaleup torinese che sviluppa software basati su AI proprio per l'ambito della Space Economy - la Space Situational Awareness è diventata un settore di elevato interesse. In estrema sintesi, la SSA è monitorare e tracciare in tempo reale l’ambiente grazie a reti di sensori terrestri e spaziali, con lo specifico obiettivo di prevedere potenziali collisioni e guidare le manovre necessarie a proteggere le infrastrutture orbitali.

Per Aiko, SSA e Intelligenza Artificiale vanno a braccetto: integrare a bordo degli oggetti spaziali, come in primis i satelliti, funzioni di AI per la SSA li mette in grado di "pilotarsi" autonomamente quando si tratta di evitare detriti. Farlo da Terra è più difficile: non si hanno sempre tutte le informazioni necessarie e la latenza delle comunicazioni resta un grosso limite. "I satelliti di domani - spiega in questo senso Lorenzo Feruglio, CEO e Co-founder di Aiko - non saranno solo strumenti operativi, ma sistemi intelligenti in grado di gestire la propria orbita, prendendo decisioni autonome e collaborando tra loro".

Progetti mirati

Nell'ambito dei vari sviluppi che traguardano uno scenario del genere, Aiko sta partecipado a due progetti mirati, in collaborazione con altre organizzazioni italiane ed europee, tra cui ovviamente ESA.

Un primo progetto riguarda lo sviluppo di un software intelligente per la prevenzione delle collisioni nelle costellazioni di satelliti CubeSat. I CubeSat sono satelliti a forma - come lascia intendere la denominazione - di cubo e caratterizzati da piccole dimensioni (10 o 15 centimetri per lato) e peso contenuto (massimo 2 chilogrammi). Si tratta di satelliti "standard", nel senso che chiunque voglia produrne uno deve seguire specifiche abbastanza precise, pensate da zero in modo che realizzare i CubeSat sia relativamente economico e che i nano-satelliti siano facilmente lanciabili.

Aiko sta realizzando un software di bordo basato su Intelligenza Artificiale, in grado di prendere decisioni autonome per valutare in tempo reale il rischio di collisione e, se necessario, eseguire in autonomia manovre correttive. Il software lavora anche in sinergia con un sistema di monitoraggio da terra, in una architettura ibrida che cerca di prendere il meglio delle due componenti: la ricchezza di informazioni che può avere una piattaforma di controllo a terra e l’autonomia decisionale direttamente a bordo del satellite.

Il secondo progetto di cui Aiko fa parte - ne è anzi la capofila - è battezzato Shield e prevede lo sviluppo di un software di bordo in grado di monitorare costantemente lo stato di salute del satellite, individuare eventuali problemi (compreso il rischio di collisioni), decidere in modo autonomo come intervenire. Anche in questo caso il sistema è ibrido: le funzioni a bordo sono affiancate da algoritmi di AI che, da terra, analizzano come si evolve lo stato di salute di tutte le componenti del satellite, per ottimizzarne le operazioni.

Le funzioni che Aiko sta sviluppando per i due progetti descritti sono peraltro disponibili, fatte le debite differenze, sotto forma di piattaforme "pacchettizzate" che la società torinese offre direttamente. Ad esempio, Dynamic_DANA è una suite di algoritmi che possono essere implementati a bordo di un satellite per renderlo autonomo nell'evitare collisioni, ottimizzare la propria orbita, navigare verso un bersaglio designato, identificare e mappare oggetti non identificati.

Il modulo orbital_OLIVER tocca invece i temi del primo progetto descritto: raccoglie continuamente dati dai sensori e dai sistemi di bordo, usando algoritmi di AI per identificare tendenze e anomalie riguardo tanto il satellite in sé quanto i suoi payload. Combinando tutte queste informazioni ed elaborandole, riesce da un lato a ottimizzare la programmazione delle attività di missione, dall'altro di garantire l'affidabilità a lungo termine del veicolo spaziale.

Non c'è solo questo nell'offerta attuale di Aiko. Il suo approccio complessivo è infatti sviluppare una gamma di moduli complementari e integrabili, ciascuno dei quali affronta un aspetto specifico del ciclo di vita di una missione satellitare. L'obiettivo è realizzare, nelle parole di Lorenzo Feruglio, una "filiera tecnologica coerente" che faccia da base per un "ecosistema orbitale collaborativo, autonomo e sostenibile".