IBM公司正在进入太空竞赛。该公司今天宣布了两个新的开源项目，这些项目旨在解决日益严重的“太空垃圾”问题，并帮助初创企业构建卫星星座应用。
根据IBM的说法，有成千上万的人造人为天体(ASO)在地球上旋转，到了今天，它们越来越多。这些物体可能很小，只有油漆斑点，它们以每秒约8000米的速度绕地球旋转。在这种速度下，即使最小的碎片与卫星碰撞也可能对卫星造成灾难性的损害，因此专家需要知道这些ASO的位置，以避免发生任何碰撞。
知道ASO在哪里的关键是所谓的“轨道预测”，它使用基于物理学的模型，这些模型依赖于有关ASO及其环境的极其准确的数据。
IBM工程师Naeem Altaf，Colin Alstad和Satya Sreenivas在博客中写道：“要获得成功，这些模型需要有关ASO及其环境的极其准确的数据。” “问题在于，我们从基于地面的传感器获得的有关ASO的位置数据很少而且很嘈杂，而且由于我们没有完全了解太空天气和大气密度等现象如何影响ASO而使情况更加复杂。”
为此，IBM宣布将开放其太空态势感知项目(如下)，该项目是它与德克萨斯大学奥斯汀分校的Moriba Jahat博士之间正在进行的一项合作，旨在利用机器学习模型改善轨道预测。利用机器学习来尝试预测基于物理的预测模型何时会出错的想法。
IBM根据美国战略司令部的数据为该任务建立了两个模型，这些数据包含特定时间点每个ASO的开普勒轨道元素。
第一个基于物理学的模型用于对地球引起的ASOs轨道中的扰动建模，而第二个机器学习模型已经过训练，可以预测第一个模型的预测中的错误。对于第二个模型，基线学习方法依赖于名为XGBoost的优化的分布式梯度提升库来构建回归树模型。
然后，使用USSTRATCOM数据作为基本事实，在基准物理模型的轨道预测上训练该模型，以预测其中的任何误差。IBM说，这使得可以调整物理模型以考虑到预期的误差，并使它们更加准确。
随着SSA项目提供更多的保护，“卫星群”有可能在未来变得越来越普遍。卫星群是指小型，模块化和低成本的卫星群，它们正在取代用于提供空基通信的传统的，更大的卫星。
卫星群的例子包括Amazon.com Inc.的Project Kuiper计划(该计划在低地球轨道上部署3,236颗互联网卫星以增强地球上服务不足或未服务的部分地区的连接)以及SpaceX Corp.由300颗卫星组成的Starlink星座。
IBM新开放源代码的 KubeSat项目是一个认知自治框架，可用于创建和控制这些卫星群，并支持它们执行特定任务所需的附加软件。IBM还说，它还可以模拟和优化多卫星通信。
该公司表示，它正在开源Kubesat，以使卫星群产业民主化。它说，它希望帮助较小的运营商，甚至初创公司利用太空技术。
“太空工业的创新可以从这个框架中受益，” Altaf，Alstad和Sreenivas说。“可以使用此框架构建针对特定用例的强化学习模型，将其作为许多卫星组织的基础软件。这些卫星群之间的协作和通信可以是自主的，从而允许群根据需要进行集成或分离。这种模块化的群体创建是我们软件的关键组成部分，从而使利用我们软件的卫星产生最大的影响。”
Constellation Research Inc.的分析师Holger Mueller告诉SiliconANGLE，空间是开源的一个很好的用例，因为空间是政府和私营企业在研究和商业应用方面都在竞争的领域。
Mueller说：“开源的透明和协作性质允许所有参与者做出贡献并检查代码。” “ IBM正在提供帮助，将做出两项关键贡献，这将有助于卫星协作通信并保护这些资产。这两种用例都需要数据共享并使用通用代码来真正为参与者带来价值。”