IBM开源了太空情势传感(Space Situational Awareness,SSA)以及Kubesat项目,用户可以将这两容器化项目,部署到IBM Cloud上的Red Hat OpenShift上执行。IBM提到,他们希望通过开源这两个项目,使太空应用更加普及,对于太空技术有兴趣的开发者,也可以协助改善项目。
太空情势传感能够找出靠近地球的物体,事实上,目前已经有成千上万个人造太空物体绕着地球运行,随着私人火箭的发展,人造太空物体进入轨道的速度将大幅增加。人造太空物体的大小不一,从直径数厘米剥落的油漆,到国际空间站都有,IBM提到,虽然一小片油漆听起来不危险,但是当油漆片在太空中以每秒8公里的速度前进,撞上卫星或是其他交通工具,可能会发生灾难性的后果。
而IBM的太空团队发展太空情势传感技术,除了能够找出人造太空物体的位置之外,还能预测物体移动的轨道,虽然轨道可以利用物理模型预测,但IBM提到,这些模型需要物体本身与环境及其准确的资料,但是因为地表传感器获取的ASO资料很少,而且充满噪声,也不清楚太空天气和大气密度影响物体移动的行为,因此IBM决定使用机器学习方法,来改进轨道预测方法。
IBM的SSA项目,并非直接预测轨道,而是创建一个模型,学习侦测物理模型发生错误的情况,IBM提到,要是他们要利用机器学习来预测轨道,那他们就需要大量的资料来学习轨道的原理,但是物理模型已经具备部分轨道动力学的知识,因此IBM利用机器学习侦测物理模型的误差,来修正物理模型的预测结果。
另一个称为KubeSat的项目,则是一个认知自动化框架,是为立方卫星群设计,可以模拟和优化多卫星通信。立方卫星是一种小型卫星,大小约只有10立方厘米,在2013年以前,立方卫星多由学术单位发射,执行科学性研究与探索,而在2014年之后,大多数新部署的立方卫星用于商业或业余项目。
IBM提到,当前许多创业公司与研究团队,已经能够通过发射低成本卫星,达到支持软件或是执行特定任务的目的,而KubeSat能够让卫星产业更加普及,允许较小的运营商得以利用太空技术,发展过去无法实现的卫星产业。KubeSat通过利用低端太空动力学函数库Orekit,来模拟物体轨道,KubeSat可优化NATS消息平台上,卫星对卫星、卫星对地面接收站和卫星对地表传感器间的通信。
KubeSat可被用在特殊使用案例,构建增强学习模型,并且用作许多卫星群的底层软件,通过自动化这些卫星群间的协作和通信,使卫星群能够自主动态分群,而这种卫星模块化分群,则是各种卫星程序的运行关键。
IBM提到,这些是太空边缘运算的应用,卫星通过推理和资料过滤功能,以基本的方式处理资料,接下来云计算技术会进入到技术堆栈中,接收地面站汇总的原始卫星资料,并执行更进一步的处理。