Post di Lorenzo Feruglio, CEO e co-fondatore di AIKO* – 

L’industria aerospaziale sta vivendo un momento di estrema espansione, grazie alla cosiddetta New Space Economy. Secondo l’ESA ^[1], attualmente ci sono oltre 10.000 satelliti in orbita intorno alla Terra e tale numero è destinato ad aumentare nei prossimi anni: Euroconsult^[2] prevede che da qui al 2032 verranno lanciati in media 2.800 satelliti all’anno (pari a 8 al giorno) mentre se ne stimano, entro il 2050, oltre 30.000 in orbita. Da tale incremento deriverà una sempre maggiore complessità operativa e un conseguente aumento della domanda di automazione. In un contesto in così rapida evoluzione, l’intelligenza artificiale (IA) non è più un’opzione ma una necessità per garantire efficienza, sicurezza e sostenibilità alle missioni spaziali.

Perchè l’IA nelle missioni spaziali?

Applicata a questo settore, l’IA ha il potenziale per ridisegnare completamente il panorama delle missioni spaziali future: permette ai sistemi di prendere decisioni in tempo reale, senza il supporto diretto degli operatori umani, migliora la profittabilità dei dati e della missione, riduce i costi di monitoraggio, supporta gli operatori nella gestione quotidiana della missione alleggerendo i carichi di lavoro.

Per esempio, è in grado di trasformare il ciclo di vita dei satelliti in modo significativo: dal design, ottimizzabile grazie a modelli di simulazione intelligenti, all’operatività in orbita, con algoritmi capaci di analizzare le telemetrie in tempo reale per individuare e risolvere anomalie di sistema. Inoltre, consente una gestione avanzata delle risorse di bordo, come batterie e pannelli solari, ottimizzate in base agli obiettivi della missione, fino al mantenimento preciso dell’orbita, una sfida cruciale in uno Spazio sempre più “trafficato”.

Uno Spazio sempre più affollato e governato dall’IA (Designed by Freepik)

Le aziende aerospaziali sono quindi sempre più interessate a investire nell’implementazione di tecnologie di IA, destinate a trasformare profondamente il settore. Al tempo stesso, però, lo sviluppo di tali tecnologie rende necessario fare fronte alle sfide legate alla latenza delle comunicazioni terra-Spazio e all’affidabilità degli algoritmi di IA in ambienti estremi. Sono numerose, inoltre, le implicazioni etiche associate all’adozione dell’intelligenza artificiale nel settore spaziale: è importante sviluppare tecnologie responsabili e sicure, di cui sia l’essere umano a mantenere il controllo finale.

Sfide tecniche e metodologiche dell’IA nello Spazio

L’integrazione dell’intelligenza artificiale nello Spazio richiede innanzitutto il superamento di alcune sfide cruciali di natura tecnica: dall’affidabilità e robustezza degli algoritmi alla capacità di operare in ambienti estremi con potenza computazionale limitata, fino alla gestione della latenza nelle comunicazioni con la Terra. Oggi si stanno sviluppando alcune soluzioni in questo senso: ad esempio soluzioni di IA ottimizzate per funzionare direttamente a bordo satellite, disegnate per massimizzare le prestazioni sull’hardware di destinazione senza compromettere l’affidabilità. È il caso del sistema operativo di bordo progettato da AIKO, basato sull’intelligenza artificiale, che consente ai veicoli spaziali di reagire tempestivamente a eventi non pianificati o di attuare in tempo reale operazioni che non è possibile ottimizzare da terra (per esempio la ricarica delle batterie o l’acquisizione di immagini in missioni di Earth Observation) massimizzandole prestazioni e i risultati della missione.

Più capacità computazionale, ma anche piani di test, verifica e validazione 

Oggi, collettivamente, stiamo già vincendo una delle sfide sopra accennate: quella legata alla capacità computazionale. Infatti, grazie ai moderni processi di miniaturizzazione delle componenti elettroniche e all’apertura delle cosiddette aziende New Space, le capacità computazionali dei sistemi avionici dei satelliti stanno aumentando in modo considerevole. Occorre, inoltre, fare estrema attenzione agli aspetti di explainability dei modelli di IA: in senso più ampio, garantire soluzioni che forniscono informazioni ed evidenze chiare del processo che ha portato il modello a generare una certa risposta. Questo tipo di attenzione all’interazione fra l’operatore umano e l’applicativo software permette di abbattere in modo significativo la barriera di adozione delle tecnologie basate sull’IA.

Infine, è necessario assicurarsi che l’inserimento delle soluzioni di intelligenza artificiale all’interno dei complessi flussi di lavoro che caratterizzano le missioni spaziali avvenga in modo progressivo. Gli sviluppatori devono seguire rigorosi piani di test, verifica e validazione per garantire la robustezza e la correttezza delle soluzioni fornite al mercato. Inoltre, è necessario supportare gli operatori nell’adozione di questa nuova tecnologia, individuando insieme a loro i punti critici dei loro processi e integrando quindi soluzioni utili a risolvere specifiche problematiche.

IA per la Space Industry: occorre una visione a lungo termine

Trainato dalla crescente domanda di missioni autonome e soluzioni di monitoraggio intelligente, il settore dell’IA per la Space Industry è in rapida espansione e si prevede una crescita ancora più significativa nei prossimi anni. Una visione a lungo termine non può, quindi, limitarsi a dotare il mercato di singole soluzioni che potenziano l’autonomia, ma deve puntare a trasformare l’intera pipeline delle missioni spaziali. Ma non solo: per essere davvero efficiente una suite di questo tipo non deve solo essere compatibile con il sistema computazionale del satellite, ma dovrebbe interagire con soluzioni e tecnologie di terze parti, aiutando così gli operatori ad integrare in modo semplice i loro processi e sistemi.

IA e questioni etiche: la sicurezza dei dati e le decisioni

Infine, sebbene siano indubbi gli straordinari benefici che l’intelligenza artificiale apporta alla Space Industry, il suo impiego solleva anche delicate questioni etiche, come quella relativa alla sicurezza dei dati e all’affidabilità delle decisioni autonome. Ad esempio, i sistemi di IA possono essere esposti ad attacchi informatici miranti all’accesso non autorizzato alle informazioni sensibili contenute e gestite dal sistema (come il posizionamento di un dato satellite), e ad uso improprio delle stesse. È dunque di fondamentale importanza lo sviluppo di tecnologie affidabili,  che implementino le più appropriate misure di sicurezza, in piena rispondenza alle normative europee e internazionali.

In un mondo in cui l’intelligenza artificiale è al centro del dibattito globale e si afferma come tecnologia inevitabile e rivoluzionaria, il suo impatto sulla Space Industry rappresenta una delle sfide più ambiziose e delle opportunità più straordinarie del nostro tempo. Con il potenziale di ridefinire i confini dell’esplorazione e dell’innovazione, l’IA apre la strada a un futuro dello spazio sempre più autonomo e connesso. La vera sfida sarà integrarla in modo sicuro, trasparente e sostenibile, trasformando non solo le missioni, ma anche la nostra visione del cosmo e il nostro ruolo nell’universo.

NOTE

^[1] ESA

^[2] Euroconsult

*Lorenzo Feruglio ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria Aerospaziale presso il Politecnico di Torino, con una tesi sull’intelligenza artificiale per migliorare l’autonomia delle missioni spaziali di satelliti e ha oltre 8 anni di esperienza come sviluppatore in applicazioni di software e AI per satelliti, nonché precedenti esperienze lavorative in aziende leader nelle telecomunicazioni spaziali. Nel 2017 (insieme a Giorgio Albano) ha fondato AIKO, scaleup che sviluppa software deep tech, specializzata in tecnologie di intelligenza artificiale e automazione per applicazioni spaziali, con sede a Torino e Tolosa.