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魏奉思院士:打造“卫星大脑” 开启中国智能航天新纪元

   时间:2026-06-07 08:02 作者:格隆汇

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,中国航天领域需要突破智能化瓶颈,率先构建“卫星大脑”体系,以应对大航天时代日益复杂的空间挑战。他指出,当前航天任务呈现高密度、高动态、高风险特征,传统地面管控模式已接近极限,亟需通过空间数字化与智能化转型开辟新路径。

魏奉思以2022年SpaceX星链卫星集体坠毁事件为例,说明空间环境变化对航天器的致命影响。当时,一场强度中等的太阳风暴导致近地轨道大气密度骤增,49颗星链卫星因阻力过大未能进入预定轨道,最终坠入大气层烧毁。截至目前,星链计划累计损失率已达12.7%,暴露出传统航天器缺乏自主应对能力的缺陷。美国虽尝试将人工智能大模型直接部署至卫星,但魏奉思认为,太空环境对能源、散热、算力的严苛限制,使得这种技术路线存在根本性障碍。

他提出“仿生智能”解决方案:借鉴生物大脑“感知-认知-行为”的闭环机制,开发低能耗、高确定性的卫星智能系统。以人类触觉反应为例,当手掌被拍打时,大脑会在毫秒级时间内完成环境感知、原因判断和动作决策,整个过程能耗极低。卫星大脑需实现类似能力——实时监测空间环境参数与自身状态,快速识别变化性质及潜在影响,并自主执行轨道调整、姿态控制等操作,无需依赖地面指令传输。

魏奉思团队自2019年起推进“卫星大脑”研发,制定“三步走”战略:第一步完成地面实验室原理验证,重点突破星上数据处理、动态建模与自主决策技术;第二步开展在轨实验,验证感知、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平台进行应用测试,形成可商业化产品。2022年,该项目获科技部“工程科学与综合交叉”重点专项支持;2023年12月,团队正式提交“数字空间一号”实验卫星计划,拟针对我国低纬度地区开展关键技术验证。

在产业价值层面,魏奉思测算,若未来中国部署3万颗低轨卫星,其中20%搭载卫星大脑系统,按每套数百万元计算,市场规模将达数百亿元。若叠加算法优化、数据服务、运维平台等衍生业务,产业价值有望突破千亿。更关键的是,卫星大脑可显著降低坠毁风险与避碰机动频率,提升通信、导航、遥感任务效率。他设想构建全球数字航天服务平台,通过标准化接口为各国卫星提供智能支持,进一步放大经济效应。

针对智能技术路线选择,魏奉思强调,航天器等复杂物理系统需要“小数据、小模型、小能耗、高确定性”的智能方案。以自动驾驶为例,系统必须保证100%安全,而非接受1%的碰撞概率。大脑智能通过因果推理与物理模型结合,能在资源受限条件下实现可靠决策,这恰是人工智能大模型难以企及的优势。他呼吁产学研用各方协同创新,建议设立商业航天专项基金,构建覆盖高校、院所、企业的技术联盟,加速智能航天生态建设。

 
 
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