Spazio
Progressi Lunari – Robotica e IA per l’Esplorazione Autonoma
Robotica guidata dall’IA per l’esplorazione spaziale autonoma
Un giorno, l’esplorazione spaziale potrebbe utilizzare astronauti che vivono permanentemente sul posto, come immaginato dalle missioni Artemis per la Luna o da Elon Musk per Marte. Tuttavia, anche con la presenza umana, gran parte del lavoro nello spazio sarà svolto dai robot, se non altro perché sono molto più facili da sostituire rispetto agli astronauti umani e molto meno vulnerabili all’aria tossica o al vuoto, alle radiazioni, alle temperature estreme, ecc.
Idealmente, la maggior parte dei rover e dei robot dovrebbe essere in grado di gestirsi autonomamente per compiti semplici, con gli esseri umani sulla Terra o in loco coinvolti solo per aiutarli a risolvere problemi specifici o a determinare le loro missioni quotidiane.
Man mano che l’IA avanza rapidamente, incluso IA fisica, un concetto ora promosso dal leader dell’IA NVIDIA, questa visione da fantascienza potrebbe già essere una realtà.
Gli scienziati stanno compiendo i primi passi in questa direzione, sia nei progetti di ricerca sulla Terra sia con i rover esistenti su Marte, con due notizie relative a questo argomento negli ultimi giorni.
La prima è stata che la NASA ha impiegato l’assistenza IA per guidare il rover marziano Perseverance.
I ricercatori dell’Università di Malaga (Spagna), del German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI), della Sorbonne Université (Francia), così come le aziende private GMV Aerospace and Defence S.A, Magellium e Space Applications Services stanno impiegando robot nei tubi di lava terrestri che somigliano a strutture simili sulla Luna e su Marte1.
Navigazione autonoma assistita dall’IA del rover Perseverance
Il primo rover pianificato dall’IA della NASA su Marte
Il rover Perseverance della NASA ha raggiunto un nuovo traguardo scientifico completando le prime percorrenze su un altro mondo pianificate dall’intelligenza artificiale. Annunciato di recente, l’operazione è avvenuta l’8th dicembre e il 10th dicembre 2025.
La dimostrazione ha utilizzato l’IA generativa per creare punti di riferimento per Perseverance, un compito decisionale complesso tipicamente eseguito manualmente dai pianificatori umani del rover della missione.
Fonte: NASA
Questo potrebbe rivelarsi un punto di svolta per l’esplorazione marziana. L’estrema distanza tra la Terra e Marte (140 milioni di miglia / 225 milioni di chilometri) significa che il ritardo della luce provoca un ritardo del segnale, il che implica che ogni istruzione impiega 3-22 minuti (a seconda delle posizioni orbitali) per arrivare su Marte dalla Terra, e il feedback richiede lo stesso tempo.
Poiché gli scienziati della NASA sono molto cauti nel evitare che il progetto multimiliardario rimanga bloccato nella polvere o danneggiato da una roccia, ciò rende ogni movimento una lenta avanzata.
“Le rotte dei rover sono state pianificate ed eseguite da conducenti umani, che analizzano il terreno e i dati di stato per tracciare un percorso usando punti di riferimento, solitamente distanziati non più di 330 piedi (100 metri) per evitare potenziali pericoli.
Poi inviano i piani tramite la Deep Space Network della NASA al rover, che li esegue.”
Invece, Perseverance ha fatto qualcosa di nuovo durante i suoi 1.707 e 1.709 giorni sulla superficie marziana, lasciando che il rover decidesse dove andare usando l’IA.
Come ha funzionato
Ha utilizzato l’IA generativa per analizzare le immagini orbitali ad alta risoluzione provenienti dalla fotocamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA e i dati di pendenza del terreno da modelli digitali di elevazione.
Combinati con i dati delle esplorazioni precedenti, questi hanno permesso all’IA di identificare caratteristiche del terreno come roccia madre, affioramenti, campi di massi pericolosi, increspature di sabbia, ecc.
“Gli elementi fondamentali dell’IA generativa stanno mostrando grandi promesse nel semplificare i pilastri della navigazione autonoma per la guida fuori pianeta: percezione (vedere le rocce e le increspature), localizzazione (sapere dove siamo) e pianificazione e controllo (decidere ed eseguire il percorso più sicuro).”
Vandi Verma – Un robotico spaziale presso JPL e membro del team di ingegneria di Perseverance.
Il modello di IA utilizzato era Claude, fornito da Anthropic, che di recente è stato al centro dell’attenzione per potenzialmente sconvolgere l’intero settore SaaS e del software, causando un mini crollo del mercato azionario in questo settore.
Questo viaggio guidato dall’IA ha aiutato Perseverance a catturare immagini durante la sua guida autonoma di due ore e trenta minuti lungo il bordo del cratere Jezero.
L’IA può anche essere utile nell’elaborazione dei dati generati dalle sonde spaziali e nella riduzione del carico di lavoro degli operatori dei robot.
Senza dubbio questo sarà particolarmente utile quando gli astronauti reali saranno vicini al robot, poiché a quel punto l’IA potrebbe essere più capace.
“Stiamo avvicinandoci a un giorno in cui l’IA generativa e altri strumenti intelligenti aiuteranno i nostri rover di superficie a gestire percorsi su scala chilometrica riducendo al minimo il carico di lavoro degli operatori, e segnaleranno caratteristiche interessanti della superficie al nostro team scientifico setacciando enormi volumi di immagini del rover.”
Vandi Verma – Un robotico spaziale presso JPL e membro del team di ingegneria di Perseverance.
Inoltre, una presenza umana e un supporto logistico permetteranno agli operatori della NASA di correre più rischi, poiché un robot bloccato nella polvere potrebbe essere liberato manualmente, invece di causare una perdita catastrofica multimiliardaria e anni di ricerca congelati.
“Questa dimostrazione mostra quanto le nostre capacità siano progredite e amplia il modo in cui esploreremo altri mondi.
Le tecnologie autonome come questa possono aiutare le missioni a operare più efficientemente, rispondere a terreni difficili e aumentare il ritorno scientifico man mano che la distanza dalla Terra cresce.”
Jared Isaacman – Amministratore della NASA
Testare l’IA nei tubi di lava della Terra
Perché i tubi di lava
Mentre l’impiego dell’IA su Marte è una prima rivoluzionaria, i ricercatori della NASA sono comprensibilmente cauti nel rischiare una risorsa unica come Perseverance in un esperimento IA. Per esempio, per quanto efficiente sia l’IA, non prenderebbe mai il rischio di impiegare il robot oltre ciò che potrebbe essere riparato da un teleoperatore umano in caso qualcosa andasse storto.
Ecco perché sperimentare con terreni analoghi a quelli trovati nello spazio, ma con risorse terrestri disponibili nelle vicinanze, è altrettanto importante.
Il terreno più importante possibile sulla Luna e su Marte sono i tubi di lava, che formano caverne naturali che potrebbero costituire rifugi naturali per i primi astronauti per proteggerli dalle radiazioni cosmiche. E grazie alla minore gravità di questi corpi celesti, i tubi di lava lì tendono a essere più grandi di quanto possano mai essere sulla Terra.
I tubi di lava possono naturalmente avere punti crollati, creando buchi nel terreno che forniscono accesso diretto per l’esplorazione.
Tuttavia, nessun tubo di lava extraterrestre è mai stato esplorato, in gran parte a causa del fatto che il controllo diretto è ostacolato dalla roccia che blocca qualsiasi segnale radio.
Testare i robot
Il team di ricerca europeo ha utilizzato tre robot diversi che lavorano insieme per esplorare autonomamente questi estremi ambienti sotterranei.
Fonte: ResearchGate
Hanno effettuato il loro test nelle caverne vulcaniche/tubi di lava di Lanzarote (Isole Canarie).
Il sistema funziona in 4 fasi:
- I robot mappano cooperativamente l’area intorno all’ingresso del tunnel di lava (fase 1).
- Poi il cubo di carico sensorizzato viene lasciato cadere nella caverna per raccogliere misurazioni iniziali, fornendo ai robot un’idea di cosa aspettarsi (fase 2).
- Poi, un rover ricognitore scende in corda attraverso l’ingresso per raggiungere l’interno (fase 3).
- Infine, il team robotico esplora il tunnel in profondità e produce mappe 3D dettagliate del suo interno (fase 4).
Dai test analoghi sulla Terra alle missioni lunari e marziane
Negli ultimi anni, il Laboratorio di Robotica Spaziale dell’UMA ha collaborato strettamente con l’Agenzia Spaziale Europea, sviluppando algoritmi che aiutano i veicoli di esplorazione planetaria (rover) a pianificare percorsi e a operare in modo più autonomo.
Combinato con la prova di movimento guidato dall’IA di Perseverance, questo esperimento potrebbe costituire la base di una nuova missione spaziale, mirata a esplorare un tubo di lava per il suo potenziale di formare futuri habitat per i primi sforzi di colonizzazione sulla Luna e su Marte.
Ciò potrebbe anche avere importanti implicazioni nella ricerca di vita extraterrestre.
Investire nella robotica spaziale
Intuitive Machines
L’invio di sonde verso oggetti interstellari richiederà una forte competenza nella costruzione di grandi sonde spaziali e nel farle arrivare intatte al luogo giusto. Per ora, questo è stato principalmente dominio di istituzioni pubbliche come la NASA, l’ESA e le università associate.
Questo sta cambiando man mano che ci avviciniamo al punto in cui le aziende private potranno iniziare a inviare missioni automatizzate o con equipaggio per estrarre asteroidi, soprattutto oggetti vicini alla Terra.
Questo tipo di progetto sarà probabilmente il prossimo passo o sarà realizzato in parallelo al ritorno delle missioni con equipaggio sulla Luna, pianificate per i prossimi anni.
Fondata nel 2013 a Houston, Texas, Intuitive Machines è, per ora, un’azienda molto “orientata alla Luna”, come indicato dal suo ticker LUNR, ed è già stata selezionata per 4 missioni lunari della NASA, e impiega oltre 400 persone.
Fonte: Intuitive Machines
È stata la prima azienda commerciale a atterrare con successo e trasmettere dati scientifici dalla Luna. Ha inoltre effettuato il primo accensione del motore LOx/LCH4 (ossigeno liquido, metano liquido) nello spazio.
L’azienda sta lavorando su molti progetti che formeranno la base di un’infrastruttura lunare per l’esplorazione e l’insediamento.
Il primo è il “servizio di trasmissione dati”, con la tecnologia in fase di test, e con l’obiettivo finale di creare una costellazione di trasmissione dati lunare attorno all’orbita della Luna.
Fonte: Intuitive Machines
La seconda parte è “Infrastructure as a Service”. Dovrebbe includere un LTV capace di operazioni autonome, il servizio di telecomunicazione e i servizi di localizzazione GPS.
Fonte: Intuitive Machines
L’ultimo segmento è la consegna di materiale sulla superficie lunare. Finora, l’azienda ha consegnato carichi scientifici con il lander Nova-C, un lander alto 4,3 metri (14 piedi) in grado di consegnare 130 kg di carico sulla Luna.
Il prossimo passo sarà con il lander Nova-D, in grado di consegnare 1.500-2.500 kg di materiale sulla Luna. Questa capacità di carico e dimensione sarà quella necessaria per la consegna del Lunar Terrain Vehicle (LTV), così come del reattore nucleare Fission Surface Power da 40 kW previsto per alimentare la base lunare.
Fonte: Intuitive Machines
L’azienda ha ottenuto molti contratti preziosi con la NASA, ad esempio il contratto Near Space Network, con un valore potenziale massimo di 4,82 miliardi di dollari.
La decisione finale del contratto LTV da parte della NASA tra i 3 potenziali fornitori è prevista per la fine del 2025, e varrebbe fino a 4,6 miliardi di dollari.
Oltre alla NASA, l’azienda sta cercando di diversificare la sua base di clienti, essendo stata selezionata nell’aprile 2025 per una sovvenzione fino a 10 milioni di dollari dalla Texas Space Commission. Questo supporterà lo sviluppo di un veicolo di rientro terrestre e di un laboratorio di fabbricazione orbitale progettato per consentire la bioproduzione in microgravità.
Questo veicolo di rientro fornirà anche un’opzione di backup e ridurrà i rischi per le future missioni di ritorno di campioni lunari dell’azienda.
Un altro progetto è lo sviluppo di satelliti stealth nucleari a bassa potenza per un contratto del laboratorio di ricerca dell’Air Force JETSON.
Poiché l’azienda raggiunge un punto di flusso di cassa libero positivo nel primo trimestre del 2025, e con il contratto di telecomunicazione lunare, sta diventando molto più sicura per gli investitori, passando da una startup che brucia liquidità a un fornitore di servizi consolidato per la crescente economia spaziale.
E potrebbe costituire il blocco fondamentale per ulteriori esplorazioni dello spazio profondo e l’utilizzo delle risorse spaziali, soprattutto man mano che diventa un partner fidato della NASA al pari di SpaceX (presto quotata in borsa dopo la sua fusione con xAI) o Rocket Lab (RKLB -6,47%).
(Puoi leggere di più su Intuitive Machines nel nostro report di investimento dedicato all’azienda.)
- La robotica spaziale autonoma riduce il rischio della missione, i costi di latenza e il carico operativo.
- Le aziende che costruiscono sistemi di navigazione, comunicazioni e infrastrutture di superficie ottengono un vantaggio strategico duraturo.
- Le partnership con la NASA favoriscono sempre più fornitori di infrastrutture lunari scalabili e basati su servizi.
Riferimenti:
1. Raúl Domínguez et al., Esplorazione robotica cooperativa di una superficie planetaria di apertura celeste e di una caverna di lava. Science Robotics (2025). DOI:10.1126/scirobotics.adj9699 in italiano.
