Questionado sobre como descrever seu trabalho para um público leigo, Allan Shtofenmakher responde com uma pergunta inesperada: "Você já viu o filme 'Wall-E?'" Lembrando que a visão da Terra do espaço no filme da Disney-Pixar de 2008 era "marrom, empoeirada e cercada por toneladas e toneladas de lixo espacial", ele adverte: "Se não formos bons administradores do nosso ambiente espacial local, podemos acabar em uma situação como essa — onde não podemos levar nada para o espaço porque ele é muito desorganizado e sujo".

Shtofenmakher, um aluno de doutorado, trabalha no grupo de pesquisa Dynamics, Infrastructure Networks, and Mobility (DINaMo) do MIT sob a orientação de Hamsa Balakrishnan, o Professor William E. Leonhard de aeronáutica e astronáutica (AeroAstro) e reitor associado da Escola de Engenharia do MIT. “Muito do meu trabalho”, ele continua, “é tentar manter o espaço sustentável.” Quando satélites ou corpos de foguetes usados colidem uns com os outros, eles criam detritos espaciais se movendo em direções diferentes em velocidades muito altas. “Então eles criarão ainda mais lixo que pode colidir uns com os outros... e você acaba com um ambiente espacial completamente insustentável.”

Os interesses de pesquisa de Shtofenmakher residem na intersecção da consciência situacional espacial e controle de sistemas multiagentes, com foco no rastreamento de detritos orbitais usando sensores de satélite no espaço. Ele está experimentando técnicas como programação inteira mista e aprendizado de reforço multiagente para maximizar nossa consciência de — e capacidade de evitar — objetos desonestos orbitando a Terra a velocidades 10 vezes mais rápidas do que uma bala. "Meu objetivo é alavancar as câmeras nos milhares de satélites ativos em órbita da Terra para manter o espaço ao redor da Terra limpo e sustentável para gerações de exploradores espaciais que virão", diz ele.

Depois de obter um diploma de bacharel em engenharia aeroespacial pela University of California em Irvine, e um mestrado em aeronáutica e astronáutica pela Stanford University, Shtofenmakher trabalhou como engenheiro de sistemas de espaçonaves em vários programas de satélites pequenos. “Decidi retornar à pós-graduação para resolver alguns dos desafios associados a redes de satélites distribuídas”, ele diz, “e escolhi o MIT AeroAstro por sua riqueza de expertise em sistemas de satélites e sistemas multiagentes.”

“Muito do meu trabalho tinha sido mais amplo e geral em engenharia aeroespacial, e eu queria me tornar bom em algo. Esse algo era controles e otimização."

Quando Shtofenmakher estava se candidatando originalmente a programas de doutorado, ele diz: "Eu queria trabalhar com espaçonaves e hardware reais... no que são chamados de CubeSats, que são esses satélites realmente pequenos, construídos por estudantes, que podem ser enviados ao espaço por um preço baixo para fazer algo legal e inovador." Ele recebeu uma ligação de Balakrishnan, cuja pesquisa se concentrou principalmente em controle e otimização de tráfego aéreo, mas agora estava mudando para pesquisa espacial. Ao analisar sua inscrição para a pós-graduação, ela pensou que a experiência de Shtofenmakher seria útil em seu laboratório.

“A especialidade da Hamsa (entre outras coisas) é a otimização multiagente”, ele explica. “Se você tem uma frota de drones que estão tentando realizar simultaneamente um monte de tarefas diferentes, como você os distribui de forma a minimizar o combustível na frota?”

É um tipo diferente de controle e otimização, ele explica, do que controlar CubeSats individuais — mas ele está aprendendo habilidades e usando técnicas que lhe permitirão trabalhar em aplicações em terra (carros autônomos), no ar (redes de drones autônomos) e no espaço (sistemas de satélites distribuídos) quando terminar seu curso.   

Em seu segundo ano no MIT, Shtofenmakher recebeu uma bolsa de estudos dotada em homenagem ao falecido Arthur Gelb ScD '61, um empreendedor, filantropo e ex-membro da MIT Corporation. “Obter a bolsa Art Gelb”, ele diz, “significou que de repente eu tinha a flexibilidade de trabalhar exatamente no que eu queria trabalhar”. Sem o financiamento fornecido pela bolsa, ele ressalta, ele poderia ter passado 20 horas por semana trabalhando como assistente de pesquisa em um tópico não relacionado, em vez de dedicar seu tempo a perseguir seus próprios interesses de pesquisa.

Shtofenmakher lamenta nunca ter conhecido Gelb, que faleceu em 2023, porque sentiu que eles compartilhavam uma história em comum: ambos eram filhos de imigrantes que trabalhavam duro e valorizavam a educação. Tendo crescido na Califórnia, ele diz: “Meus pais trabalharam mais do que o tempo integral para que pudéssemos finalmente nos dar bem. Modelei minha ética de trabalho com base na deles para que eu pudesse ter uma boa educação, que é a coisa número um que eles queriam para mim.”

Ainda um trabalhador esforçado, Shtofenmakher agora também vê o valor do equilíbrio entre vida pessoal e profissional, atuando como copresidente do  departamento de Recursos para Aliviar Atrito e Estresse (dREFS) da AeroAstro, por meio do qual ele defende a saúde mental dos alunos de pós-graduação e os ajuda a estabelecer limites saudáveis com seus orientadores de pesquisa. Com o apoio do departamento, ele e os colegas converteram uma área de armazenamento no lounge dos alunos de pós-graduação da AeroAstro, que agora oferece sofás, uma TV de tela plana para assistir futebol e outros eventos, e um lugar, ele diz, "onde as pessoas podem simplesmente relaxar".

Também contribuindo para a qualidade de vida de Shtofenmakher no MIT estão velejar e andar de skate ao longo do Rio Charles e passar tempo com colegas estudantes. “Sei que posso simplesmente mandar uma mensagem para qualquer um deles, e podemos caminhar até o  Banana Lounge , ou ir até a mesa de pingue-pongue no porão, ou simplesmente pegar comida ou bebidas depois do trabalho.” Ele também desenvolveu um interesse em bartending, o que se alinha bem com a ciência. Mixologia, ele ri, “é o mais próximo que posso chegar da arte com meu cérebro duplo esquerdo.”