Trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình lại cách các cơ quan vũ trụ và nhà sản xuất hàng không vũ trụ tiếp cận việc chế tạo tên lửa, đưa ngành công nghiệp này vượt ra khỏi các phương pháp sản xuất truyền thống hướng tới các quy trình tự động hóa, dựa trên dữ liệu, điều này có thể thay đổi căn bản quá trình phát triển tàu vũ trụ.

Cơ quan Vũ trụ châu Âu  , phối hợp với nhà sản xuất hàng không vũ trụ Đức MT Aerospace, đã triển khai học máy trong ba quy trình sản xuất quan trọng:

Theo ESA, những sáng kiến ​​dựa trên trí tuệ nhân tạo này đã và đang chứng minh những lợi thế đáng kể trong việc xử lý vật liệu và nâng cao hiệu quả sản xuất.

MT Aerospace, một công ty hàng không vũ trụ quốc tế với hơn 500 nhân viên, đang áp dụng các kỹ thuật mới này vào quá trình xử lý vật liệu. Các lĩnh vực trọng tâm bao gồm tạo hình bằng phun bi, hàn ma sát khuấy và các phương pháp đặt sợi carbon – tất cả đều là các quy trình truyền thống nay được nâng cao nhờ trí tuệ nhân tạo.

Học máy đang định hình lại ngành gia công kim loại.

Tạo hình bằng phương pháp bắn bi là một lĩnh vực mà trí tuệ nhân tạo đang đạt được những bước tiến đáng kể. Quá trình này bao gồm việc bắn các viên bi nhỏ vào kim loại để uốn cong nó thành hình dạng mà không cần nung nóng, đảm bảo kim loại thành phẩm  vẫn giữ được độ bền và khả năng chống mỏi.

MT Aerospace sử dụng phương pháp này để tạo hình phần đầu hình vòm của các thùng nhiên liệu tên lửa Ariane 6.

Tính chất khó lường của các va chạm bi tốc độ cao từ trước đến nay đã khiến việc đạt được kết quả chính xác trở nên khó khăn. Tuy nhiên, hiện nay máy học đang được sử dụng để dự đoán sự biến dạng của kim loại, cung cấp phương pháp mà ESA mô tả là nhanh chóng và chính xác để đạt được hình dạng mong muốn với dung sai chỉ 2 mm.

Theo ESA, đây là lần đầu tiên công nghệ dự đoán như vậy được áp dụng vào quy trình sản xuất này.

Trí tuệ nhân tạo (AI) đẩy nhanh quá trình phân tích hàn.

Hàn ma sát khuấy, phương pháp đã thay thế hàn hồ quang truyền thống trong các ứng dụng không gian, là một lĩnh vực khác được hưởng lợi từ trí tuệ nhân tạo.

Kỹ thuật này làm nóng kim loại bằng cách xoay một chốt trên khu vực hàn với tốc độ cao, sử dụng ma sát để hàn các vật liệu lại với nhau tạo thành các cấu trúc chắc chắn hơn, ví dụ như các thùng nhiên liệu của Ariane 6.

Công nghệ học máy  hiện đang giúp thiết lập máy móc nhanh hơn, hỗ trợ các nỗ lực lập tài liệu và tự động kiểm tra hình dạng mối hàn cuối cùng. Theo ESA, việc đánh giá tự động các đường hàn đã giảm thời gian phân tích đến 95% so với các quy trình truyền thống.

"Trí tuệ nhân tạo, chẳng hạn như máy học, kết hợp với các công nghệ kỹ thuật số mới đang làm thay đổi quá trình sản xuất tên lửa phóng," Daniel Chipping, quản lý dự án của ESA về các hoạt động tập trung vào phần mềm và số hóa tại Chương trình Chuẩn bị Tên lửa Phóng Tương lai trong Vận tải Vũ trụ, cho biết.

Daniel nói thêm: "Từ việc tự động hóa các tác vụ phân tích phức tạp đến việc giảm thiểu các thao tác dừng-khởi động máy móc tốn thời gian, chúng tôi đang bắt đầu thấy được những lợi ích trên tất cả các loại vật liệu và quy trình tạo hình."

Phát hiện khuyết tật trong vật liệu composite

Nhựa gia cường sợi carbon cho phép tạo ra các hình dạng nhẹ hơn và bền hơn so với các vật liệu truyền thống.

Dự án Phoebus đang nghiên cứu việc sử dụng các thùng nhiên liệu bằng sợi carbon cho tên lửa Ariane 6, được chế tạo theo từng lớp để tối ưu hóa độ bền và trọng lượng.

MT Aerospace đang tích hợp công nghệ cảm biến laser mới, được hỗ trợ bởi các mô hình học máy, sẽ tự động phát hiện và phân loại các khuyết tật. Khả năng này có thể giúp duy trì hoạt động của dây chuyền sản xuất đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất tổng thể.

Công trình này xuất phát từ Chương trình Chuẩn bị Tên lửa Phóng Tương lai của ESA, chương trình đang nghiên cứu các ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xử lý vật liệu trên toàn ngành công nghiệp vũ trụ. Chương trình đang khám phá cách trí tuệ nhân tạo có thể phát triển các quy trình tốt hơn và các hình dạng hoàn toàn mới trong vật liệu cho các tên lửa và tàu vũ trụ trong tương lai.

MT Aerospace mang đến chuyên môn về sản xuất bồi đắp, gia công kim loại, nhựa gia cường sợi carbon và công nghệ hydro cho các dự án hợp tác này. Công ty phát triển, sản xuất và thử nghiệm các linh kiện cho các chương trình phóng phương tiện bay thương mại và phi công, máy bay, vệ tinh và các ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô và quốc phòng.