ASIMOV: UN "AUTOPILOTA SPAZIALE" PER LA SICUREZZA ORBITALE
Il crescente numero di satelliti e detriti in orbita terrestre rappresenta una delle principali sfide per la sostenibilità dello Spazio.
A marzo 2025 si contano oltre 13.000 satelliti attivi e circa 54.000 oggetti orbitanti superiori a 10 cm, tra cui stadi di razzi, satelliti non più operativi, parti e frammenti distaccatisi dai precedenti. Questo scenario di sovraffollamento comporta, da un lato, la necessità di regolamentare la risorsa “Spazio” utilizzata per fornire molti dei servizi di cui usufruiamo sulla Terra (e.g. localizzazione, comunicazione, scambio dati, monitoraggio e controllo del territorio e di strutture critiche), dall’altra di generare nuovi servizi, destinati a preservarla e proteggerla. Tra questi, gioca un ruolo chiave, acquisire la capacità di operare in prossimità di oggetti orbitanti, attivi o incontrollati, per poter espletare, in tutta sicurezza, operazioni di riconoscimento, cattura per rifornimento, manutenzione, dislocamento in zone meno affollate, disattivazione se pericolosi e, non da ultimo mettere in atto manovre di evasione per evitare impatti.
Per affrontare questa complessità, è in corso ASIMOV – Autonomous System for In-orbit Mapping and Observation of non-cooperative Vehicles, un progetto di ricerca e sviluppo finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana e coordinato dalla scaleup torinese AIKO, in collaborazione con il Politecnico di Milano, T4i e Tiny Bull Studios.
Il contributo del Politecnico di Milano
Il Politecnico di Milano riveste un ruolo centrale nello sviluppo delle tecnologie di guida e navigazione autonoma previste dal progetto. Il team di ASTRA lab del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali è responsabile della validazione degli algoritmi di navigazione autonoma che si basano su elaborazione di immagini acquisite durante il volo in prossimità di altri oggetti orbitanti.
«Il Politecnico contribuisce allo sviluppo degli algoritmi e svolge un ruolo strategico nella verifica delle tecniche di navigazione autonoma attraverso test hardware-in-the-loop», spiega la Prof.ssa Michèle Lavagna, docente di Meccanica del volo. «Nel laboratorio ARGOS, simuliamo le condizioni orbitali in ambiente controllato, coordinando bracci robotici, sensori ottici e modelli satellitari. Questo ci consente di acquisire immagini in tempo reale e di validare tecnologie cruciali per le future missioni di ispezione, manutenzione e rimozione di oggetti spaziali».
Un "autopilota spaziale" per la sicurezza orbitale
Il cuore del progetto ASIMOV è lo sviluppo di un sistema intelligente di Guida, Navigazione e Controllo (GNC) basato su algoritmi di intelligenza artificiale. Questo "autopilota spaziale" sarà in grado di avvicinarsi e mappare in autonomia oggetti non cooperativi – come satelliti guasti, detriti sconosciuti o attivi, impegnati in altre attività – senza il supporto diretto da Terra. Grazie all’integrazione di moduli di navigazione autonoma e algoritmi di Reinforcement Learning, il sistema potrà riconoscere e ricostruire la geometria e il moto degli oggetti target, pianificando manovre sicure e affidabili operando a distanza ridotta dagli stessi.
Un elemento distintivo di ASIMOV è la combinazione tra sviluppo software avanzato e test fisici in laboratorio. L’infrastruttura robotica ARGOS, potenziata per il progetto, rappresenta uno dei pochi ambienti di sperimentazione in Europa per la simulazione delle dinamiche orbitali e il collaudo dei sistemi autonomi in condizioni realistiche.
Verso una gestione sostenibile dello spazio
L’obiettivo finale del progetto ASIMOV è contribuire alla costruzione di un ecosistema spaziale più sicuro, affidabile e sostenibile. In un contesto in cui il numero di missioni spaziali è in continua crescita, la capacità di monitorare, ispezionare e – quando necessario – interagire con oggetti in orbita per manutenerli, spostarli, deattivarli o schivarli rappresenta una priorità strategica a livello internazionale.
Il coinvolgimento del Politecnico di Milano conferma il ruolo chiave della ricerca accademica nel promuovere soluzioni innovative per la realizzazione di servizi in orbita – il cosiddetto in orbit servicing. L’approccio interdisciplinare adottato dal consorzio ASIMOV testimonia l’importanza della collaborazione tra università, industria e agenzie spaziali per affrontare le sfide emergenti dell’ambiente orbitale.