Jak sztuczna inteligencja poprawia pracę satelitów w kosmosie
03 grudnia 2025 16:45Technologie satelitarne rozwijają się równolegle ze sztuczną inteligencją. Na orbicie działa tysiące satelitów, które zbierają ogromne ilości danych. Ludzie nie nadążają już przetwarzać tych informacji ręcznie, dlatego na pomoc przychodzi SI. Szybko „trawi” te dane i przekształca je w użyteczne informacje. Na przykład pokazuje, gdzie płoną lasy lub jaki będzie plon.
Według prognoz Światowego Forum Ekonomicznego, do 2035 roku gospodarka kosmiczna może wzrosnąć do 1,8 biliona dolarów. To prawie trzykrotnie więcej niż obecnie, a taki wzrost przewiduje się głównie dla usług kosmicznych: komunikacji, nawigacji, satelitarnych zdjęć Ziemi oraz monitoringu pogody i klimatu.
W tym materiale UA.NEWS opowie o tym, czego dziś osiągnęły technologie satelitarne we współpracy ze sztuczną inteligencją oraz jakie możliwości otwiera taka współpraca.
Kluczowe innowacje i przełomy
Przetwarzanie danych na pokładzie satelitów
Jednym z głównych przełomów jest to, że część pracy związanej z analizą danych odbywa się teraz na pokładzie satelity, a nie na Ziemi.
Na przykład w projekcie NASA JPL Dynamic Targeting satelita z SI sam decyduje, co fotografować. Analizuje obrazy, rozpoznaje, gdzie na przykład występuje pożar lasu czy wybuch wulkanu i bardzo szybko kieruje tam kamerę. Badacze przeprowadzili eksperyment, w którym ustalono, że analiza przez satelitę zajmuje około 90 sekund. Urządzenie wykrywa chmury, ocenia, gdzie mogą nastąpić zmiany, i natychmiast zmienia kierunek zdjęć. Dzięki temu powstaje mniej „pustych” ujęć i więcej przydatnych obrazów.
Podobne podejście testują obecnie także firmy prywatne. Amerykańska Planet Labs planuje instalować na swoich nowych satelitach Pelican wbudowane procesory NVIDIA Jetson, aby przetwarzać zdjęcia już w kosmosie. Zamiast przesyłać na Ziemię cały surowy obraz, SI na pokładzie natychmiast wyodrębni potrzebne fragmenty kadru – drogi, budynki, zmiany krajobrazu – i wyśle tylko najważniejsze informacje.
Chiny również podążają w tym kierunku. W 2025 roku uruchomiono tam pierwszą grupę 12 satelitów w ramach projektu „Trzy Ciała”. Te urządzenia są w praktyce „kosmicznymi komputerami”. Wyposażone są w wydajne procesory i rozbudowane modele SI (w każdym satelicie – sieć neuronowa z 8 miliardami parametrów), które mogą przetwarzać dane na orbicie. Dzięki niskiej temperaturze w kosmosie chipy są efektywnie chłodzone, a mniejsza ilość przesyłanych na Ziemię danych odciąża stacje naziemne. Satelity stają się w ten sposób bardziej autonomiczne i mniej zależne od centrów przetwarzania na powierzchni. Co więcej, w przyszłości projekt ma objąć około 2,8 tysiąca „kosmicznych komputerów”.
Analiza obrazów i monitoring
Sztuczna inteligencja stała się bardzo ważnym narzędziem do przetwarzania zdjęć satelitarnych Ziemi. Współczesne firmy, takie jak Planet Labs, BlackSky, ICEYE, Capella i inne, uruchamiają całe „stada” satelitów. Nieustannie fotografują one planetę, czasami korzystając nie z kamer, lecz z radarów. To miliony zdjęć, które człowiek fizycznie nie jest w stanie przejrzeć, dlatego główną pracę przejmuje sztuczna inteligencja.
Planet Labs posiada największą na świecie komercyjną flotę satelitów–„aparatów fotograficznych”, a SI pomaga firmie przetwarzać ogromny archiwum obrazów. Algorytmy wykrywają na zdjęciach zmiany, które wcześniej trudno było zauważyć: nowe drogi, zniszczone lub wybudowane budynki, wycięte lasy, zmiany w stanie pól itp.
Pozyskane dane wykorzystują firmy rolnicze do lepszego planowania siewów i zbiorów. Służby mundurowe używają ich, aby szybciej wykrywać i kontrolować pożary lasów. Ekolodzy korzystają z takich danych, aby monitorować stan środowiska.
Osobną kwestią są satelity radarowe (SAR). „Fotografują” one powierzchnię Ziemi za pomocą radarów, a nie optyki, dzięki czemu działają zarówno w nocy, jak i przez chmury. Startup Capella Space buduje sieć właśnie takich mini-satelitów. Ich zdjęcia są bardzo wyraźne, a SI automatycznie wykrywa na nich statki, mosty, budynki i inne istotne obiekty. Co więcej, system potrafi już rozróżniać typy jednostek pływających. Pomaga to strażnikom granicznym i celnikom lepiej kontrolować przestrzeń morską.
Kolejny ważny kierunek w dziedzinie „kosmicznej fotografii” to szybkie wykrywanie zagrożeń. Europejska Agencja Kosmiczna ESA wraz z firmami Deimos i Skylabs realizuje projekt Ciseres. Są to niewielkie „inteligentne” satelity, które nieustannie obserwują wybrane obszary Ziemi. Wbudowana SI filtruje nieistotne dane i przesyła ratownikom tylko kluczowe informacje – gdzie w ciągu kilku minut może wystąpić powódź, pożar lub osunięcie ziemi. Dzięki temu służby ratunkowe szybciej rozumieją, gdzie sytuacja jest najgorsza i dokąd wysłać ludzi i sprzęt w pierwszej kolejności.
Prognozowanie i analiza wydarzeń
Sztuczna inteligencja jest aktywnie wykorzystywana do przewidywania zjawisk kosmicznych i ziemskich. Na przykład Frontier Development Lab (wspólny program NASA i prywatnych firm zajmujących się SI) nauczył się przewidywać wybuchy aktywności słonecznej. Takie wybuchy wywołują burze magnetyczne i mogą zakłócać działanie satelitów.
Badacze FDL zgromadzili ogromne zbiory danych o wybuchach słonecznych, jonosferze i magnetosferze. Nauczono modele przewidywać niebezpieczne zdarzenia niemal na dobę wcześniej. Dzięki temu można wcześniej chronić systemy GPS i inne systemy komunikacyjne przed awariami.
Obecnie SI wbudowuje się także w modele pogody i klimatu. Satelity mierzą temperaturę oceanów, ilość wilgoci, poziom gazów cieplarnianych. Sieci neuronowe przetwarzają te dane i pomagają w szybkim prognozowaniu zjawisk atmosferycznych. Takie systemy są wciąż intensywnie testowane, ale już stosuje się je do wczesnego ostrzegania przed huraganami i suszami.
Podobne podejście działa w rolnictwie. Modele analizują dane spektralne z satelitów – czyli to, jak pola „odbijają” światło. Na podstawie tych wskaźników SI może przewidywać plony i wykrywać szkodniki na polach, jeszcze zanim problem zauważy człowiek.
Nawigacja i autonomiczność
Sztuczna inteligencja zmienia także systemy nawigacyjne. Na przykład system AutoNav na łaziku Perseverance, stworzony przez NASA, pozwala mu samodzielnie omijać kamienie i doły na Marsie. Nie wymaga to ciągłego sterowania z Ziemi.
W kosmosie podobne algorytmy pomagają satelitom samodzielnie korygować orbitę. Mogą wykonywać proste manewry bez udziału operatora. Ponadto agencje kosmiczne wykorzystują sztuczną inteligencję do różnych zadań: pomaga ona optymalizować komunikację, automatyzować rutynowe operacje i szybciej wykrywać usterki.
W nawigacji SI jest przydatna także do autonomicznych manewrów i planowania trajektorii. Zmniejsza to potrzebę stałej kontroli ze strony człowieka. Takie technologie działają już w wojskowych programach kosmicznych. Pomagają szybciej reagować na zmiany na orbicie i zmniejszają ryzyko kolizji z kosmicznymi odpadami.
Międzynarodowe programy i inicjatywy
Jak widać, sztuczna inteligencja w kosmosie to zjawisko wielowymiarowe.
W USA NASA aktywnie finansuje tematyczne programy. Oprócz wspomnianych projektów JPL i FDL, agencja co roku otrzymuje miliardy dolarów na badania kosmiczne, część których przeznacza na rozwój sztucznej inteligencji.
DARPA (Agencja Zaawansowanych Projektów Obronnych USA) we współpracy z prywatnymi firmami opracowuje systemy do monitorowania grup satelitarnych. Jednym z takich projektów jest Agatha. Analizuje on zachowanie satelitów, wykrywa podejrzane obiekty i ostrzega przed możliwymi awariami lub zagrożeniami.
W Europie kluczowym graczem jest ESA (Europejska Agencja Kosmiczna). Program Copernicus (obserwacja Ziemi) aktywnie wdraża sztuczną inteligencję do przetwarzania zdjęć satelitarnych z serii Sentinel. Algorytmy pozwalają szybko wyciągać wnioski dotyczące stanu środowiska.
Osobnym europejskim projektem jest Ciseres (Civil Security from Space). Łączy on ESA z prywatnymi firmami Deimos i Skylabs w celu szybkiego reagowania w sytuacjach awaryjnych przy wsparciu sztucznej inteligencji.
Ponadto europejskie korporacje obronne i kosmiczne (Airbus, Thales Alenia Space) już tworzą własne rozwiązania SI. Dobrym przykładem jest francuski startup Preligens, który wykorzystuje SI do analizy wywiadowczych zdjęć satelitarnych. W 2024 roku został przejęty przez koncern obronny Safran za około 220 mln euro.
Chiny również stawiają na „kosmos SI”. Oprócz „superkomputerowych” satelitów Three-Body, chińscy naukowcy uruchomili własny program kosmiczny obejmujący komunikację kwantową i sztuczną inteligencję.
Japonia rozwija również „kosmiczną SI”. Startup Tenchijin stworzył głęboką sieć do prognozowania zachmurzenia i wyboru najlepszych naziemnych stacji komunikacji satelitarnej. System będzie działał na pokładzie testowego satelity JAXA ETS-9 i już udowodnił swoją przydatność podczas tajfunów w pobliżu Guam. Co więcej, w 2022 roku Japońska Agencja Kosmiczna po raz pierwszy w historii zainwestowała w prywatny startup – właśnie w tę firmę.
Nie można pominąć wspólnych inicjatyw międzynarodowych. ONZ promuje łączenie danych satelitarnych i SI w celu monitorowania klimatu i zapobiegania katastrofom. W sektorze kosmicznym powstają też pomysły tworzenia wspólnych platform, gdzie dane satelitarne łączy się z otwartymi modelami SI. Przewiduje się, że takie systemy będą służyły globalnym potrzebom – od monitorowania emisji po zapewnienie bezpieczeństwa żywnościowego.
Inwestycje i liderzy rynku SI
Inwestycje w połączenie technologii kosmicznych i sztucznej inteligencji rosną szybko. Według szacunków firmy badawczej Technavio, w latach 2024–2029 rynek AI in Space Exploration może zwiększyć się o około 11,3 mld USD. Średni roczny wskaźnik wzrostu, według tych prognoz, wyniesie około 34%.
Największy udział w tym rynku obecnie ma Ameryka Północna, przede wszystkim USA, jednak aktywnie rozwijają się także Europa i Azja. Dobrym przykładem skali zainteresowania jest fundusz Space Capital: tylko w 2023 roku zainwestował w kosmiczne startupy około 17,9 mld USD. W następnym roku analitycy PitchBook i TechCrunch odnotowali nową falę ożywienia inwestycji w sektor kosmiczny.
Środki w tej branży pochodzą zarówno od państw, jak i prywatnych inwestorów. Budżety państwowe USA przeznaczają miliardy dolarów na programy NASA, DARPA i Sił Kosmicznych. SpaceX, Planet Labs, Air Space Intelligence oraz szereg młodszych firm finansowane są przez fundusze Andreessen Horowitz, Founders Fund, Lux Capital, Khosla Ventures i inne.
Tworzą się również wyraźne geograficzne centra rozwoju. W USA są to przede wszystkim Dolina Krzemowa i okolice: rejon Stevens Creek w Kalifornii, gdzie działają liczne startupy i biura NASA/JPL, Redwood City, siedziba Planet Labs, placówki SpaceX w Teksasie i Kalifornii. W Europie kluczowe huby kosmiczne to Tuluz we Francji, Darmstadt w Niemczech oraz Londyn w Wielkiej Brytanii. W Azji za centra innowacji kosmicznych uznaje się Pekin, Szanghaj i Tokio.
Czego można oczekiwać w przyszłości od współpracy satelitów i SI?
To połączenie staje się jednym z najbardziej dynamicznych kierunków w technologii wysokich osiągnięć. Obejmuje badania podstawowe, programy obronne oraz liczne usługi komercyjne. Tańsze starty rakiet i szybki rozwój sztucznej inteligencji czynią tę dziedzinę strategicznie ważną zarówno dla państw, jak i dla biznesu.
Oczekuje się, że w nadchodzących latach taka synergia stanie się standardem operacji kosmicznych. Umożliwi wcześniejsze wykrywanie ryzyk, efektywniejsze zarządzanie zasobami oraz otworzy nowe możliwości dla nauki i gospodarki.
Pozostaje nam obserwować ten rozwój i rejestrować zmiany zarówno w pamięci cyfrowej, jak i ludzkiej.
