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魏奉思院士畅谈智能航天:中国有望率先打造“卫星大脑”开启新纪元

   时间:2026-06-06 23:01 作者:快讯

在深圳创新发展研究院举办的“院士报告厅”活动中,中国科学院院士、哈尔滨工业大学(深圳)空天科技学院院长魏奉思提出,中国航天领域需突破传统管控模式,率先构建“卫星大脑”体系以应对大航天时代的复杂挑战。他指出,当前全球低轨卫星数量正以惊人速度增长,未来数年将突破10万颗,而传统以地面为中心的管控模式已接近极限,亟需通过空间数字化、智能化转型实现突破。

作为国际“数字空间”概念的提出者,魏奉思系统分析了大航天时代面临的“六高”挑战:高动态时变的空间环境、高时效应对的决策需求、高精度控制的执行要求、高分辨识别的技术瓶颈、高覆盖时空的监测压力以及高数智应用的转型需求。他以2022年SpaceX星链卫星因太阳风暴导致12.7%坠毁率为例,强调缺乏智能化支撑体系将引发严重后果。针对美国尝试将地面人工智能大模型直接部署卫星的路径,他提出质疑:太空环境对能源、散热、算力的严苛限制,使得这种技术移植存在根本性障碍。

魏奉思团队提出以生物大脑为蓝本的“感知-认知-行为”技术路线。他通过日常手势反应类比解释:“当手被拍打时,大脑会瞬间完成环境感知、性质判断和动作决策,整个过程能耗极低且响应迅速。”这种仿生智能机制若应用于卫星,可使其自主感知空间环境变化、快速认知事件影响,并自主执行轨道调整等操作,无需依赖地面指令。例如遭遇大气密度突变时,卫星能实时调整姿态,显著降低坠毁风险。

该构想已进入实质性研发阶段。团队自2019年启动“三步走”战略:第一步完成地面实验室原理样机开发,验证星上数据处理、自主建模和决策可行性;第二步开展在轨实验,测试感知、认知、行为三大系统的协同运行能力;第三步通过空间站或真实卫星进行应用验证,形成商业化产品。2023年12月,“数字空间一号”实验计划获科技部立项支持,将针对我国低纬度地区开展关键技术验证。魏奉思特别强调:“我们已突破概念阶段,研发出可触摸的实体样机。”

在市场前景方面,魏奉思测算显示:若未来中国3万颗低轨卫星中有20%搭载卫星大脑,按每套数百万元计算,直接市场规模将达数百亿元。若涵盖算法开发、服务平台建设、数据运维等衍生领域,产业价值将呈指数级增长。更关键的是,卫星大脑可降低坠毁率、减少避碰机动次数,提升通信导航遥感效率,其创造的经济效益难以用具体数字衡量。他建议设立商业航天创新基金,构建覆盖高校、研究所、企业和应用单位的协同创新网络。

针对航天领域智能化路径选择,魏奉思对比了大脑智能与人工智能的适用性。他指出,人工智能依赖大数据、大模型、大能耗,适用于普惠性场景;而卫星、火箭等复杂物理系统需要小数据、小模型、低能耗、高确定性的智能解决方案。“汽车自动驾驶不能接受1%的碰撞概率,航天器同样需要绝对安全保障。”他认为,中国若能率先建立以卫星大脑为核心的数字空间体系,将具备自主应对地球空间、日地空间乃至太阳系空间各类挑战的能力,在智能航天领域占据战略制高点。这位空间天气领域开拓者最后呼吁:“这是属于中国航天人的历史机遇,需要各界携手共进。”

 
 
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