Reinforcement Learning in der Raumfahrt

Kinder beobachten den Start einer Rakete. KI-generiert.

https://phys.org/news/2025-11-ai-spacecraft-propulsion-efficient-nuclear.html

Every year, companies and space agencies launch hundreds of rockets into space—and that number is set to grow dramatically with ambitious missions to the moon, Mars and beyond. But these dreams hinge on one critical challenge: propulsion—the methods used to push rockets and spacecraft forward.

Woraus besteht eigentlich „Genie“? Ein sehr effizienter Weg, Raumschiffe anzutreiben, wäre mit einem nuklearen Antrieb. Aber man bekommt es noch nicht in den Griff, das stabil und zuverlässig zu konfigurieren. Aber auch ohne nuklearen Antrieb sind die Herausforderungen riesig, die komplexen Strömungsdynamiken zu beherrschen. Die Strömungsdynamiken in Raketentriebwerken sind notorisch schwer zu simulieren und noch schwerer zu steuern.

Die Ingenieure haben deshalb begonnen, KI zu erforschen, um damit Raketenantriebe zu optimieren, und das funktioniert offenbar so gut, dass man bald daran gehen will, mithilfe von KI sogar nukleare thermische Antriebe (NTP – Nuclear Thermal Propulsion) zu bauen. Die Effizienz wäre unschlagbar, aber die Instabilität des Plasmas und der Hitzeentwicklung waren bisher kaum kontrollierbar. Bisher.

Ingenieure setzen für NTP mit KI auf eine Methode, die in der Softwareentwicklung bestens bekannt ist: Reinforcement Learning (RL). Anstatt statische Regelwerke für die Steuerung zu schreiben, trainieren Forscher KI-Agenten in Simulationen. Die KI lernt durch Millionen von Iterationen („Trial and Error“ in Hyper-Speed), wie man den Treibstofffluss so moduliert, dass das Triebwerk nicht nur stabil läuft, sondern maximale Schubkraft liefert.

Das ist der klassische Use-Case für KI: Ein Problem mit zu vielen Variablen für menschliche Berechnungen in Echtzeit wird durch Mustererkennung gelöst.

Zum Vergleich, warum dies ein enorm wichtiger Schritt wäre: Die Reisezeit zum Mars bspw. würde sich von 7 – 9 Monaten auf 3 – 4 Monate verkürzen, was die Sicherheit der Besatzung erheblich erhöht. Eines der Hauptprobleme für eine menschliche Besatzung ist nämlich die enorme Menge an Strahlung, der man an Bord ausgesetzt wäre. (Im Weltall strahlt es ja überall wie verrückt, das Nukleartriebwerk fiele da kaum auf, übrigens). Und je kürzer die Flugzeit, umso niedriger die Strahlung, die Menschen an Bord abbekämen.

Jedenfalls, mit einem Mal erscheinen Elon Musks Aktivitäten in einem neuen Licht. Seine Raktentriebwerke kann er bald von seiner KI (Grok) optimieren lassen. Na sowas. Ich frage mich, ist das Bauchgefühl? Glück? Mustererkennung im Chaos? Woraus besteht „Genie“?

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