當太空中的航天器、空間碎片日益密集，衛星“刮蹭”事故風險正日益升高。如何才能讓衛星實現“智能駕駛”，及時避開空間“交通意外”？近日，西安中科天塔科技股份有限公司上海團隊宣布，研制成功了中國首個面向大規模衛星星座的“太空智駕大腦”，並最快將於今年年底開展在軌驗証——未來，它有望讓衛星像自動駕駛汽車一樣，具備自主感知、智能決策的能力。

輕量化改造，將大模型“搬”上天

隨著全球商業航天快速發展，在軌航天器數量激增，傳統依靠地面指揮逐一控制的模式，難以滿足它們的避障需求。因此，航天器需要更高程度的自動化和智能化“大腦”，來化解空間碎片碰撞風險。

從2023年起，中科天塔在上海組建天塔算法團隊，開始航天領域私域大模型“華山”的研發。這是我國首個專門面向航天應用的大模型，目前已接入管理超100顆在軌衛星——工程師隻需通過自然語言下達指令，系統即可協助完成軌道計算、故障診斷、任務規劃，甚至自動生成衛星控制代碼，大幅提升衛星運行管理效率。而此次發布的“太空智駕大腦”就是以此為核心。

要讓大模型進入太空，一大挑戰在於衛星上的算力相當有限。中科天塔總經理曾偉剛介紹，地面成熟AI模型所需的算力規模，其功耗遠超衛星平台承載能力。而且，太空環境中的強烈輻射、從-40℃至60℃的劇烈溫度變化，也使大量地面方案難以直接移植。為此，團隊開發了專用硬件平台、對大模型進行了輕量化改造，最終讓衛星能夠依托自身算力實現自主決策。

目前，“太空智駕大腦”的兩款核心原型設備已完成研制，均能滿足相關計算需求，其中一款功耗僅約30瓦。未來，團隊計劃將兩類技術融合到單一芯片中，直接搭載於衛星，實現星上智能運行。

據悉，“太空智駕大腦”在軌驗証成熟后將逐步推廣應用，為我國大規模衛星星座建設和未來太空交通管理提供技術支撐。

產業鏈協同，為“太空智駕”鋪路

不過，要讓衛星真正實現“智駕”，僅有“大腦”還不夠，還需要足夠敏銳的“眼睛”。中國科學院西安光學精密機械研究所副所長邵曉鵬表示，未來衛星不僅要“看得見”，更要“看得懂”。

長期以來，航天光學系統面臨高性能與低成本難兼顧、輕量化與高可靠性難平衡等挑戰。同時，海量遙感數據受限於星地帶寬，難以及時回傳。以一顆亞米級遙感衛星為例，其日均可產生TB級原始數據，但實際下傳量往往不足10%，且超70%寶貴帶寬資源被雲層、海洋和暗背景等無效信息佔據。

為此，西安光機所研發了一款新型太空相機，目前已完成在軌驗証。該相機融合了人工智能與先進光學技術，其成本有望降至現有產品的一半至五分之一，而重量和體積則可縮減至現有產品的三分之一。

能夠實現如此大幅度提質增效，源於設計理念的范式變革。邵曉鵬解釋，他們跳出傳統范式，利用計算成像把部分物理加工問題轉化為信息處理問題——在硬件端，不僅降低透鏡加工難度，還可減少鏡片數量﹔在軟件端，利用AI算法補償硬件誤差，實現系統性能提升。最終，這台新型“智眼”讓衛星不僅能拍清圖像，還能“看懂”內容，剔除無效信息，優先提取關鍵數據下傳。

此外，中科天塔還發布了新一代星載激光通信終端，依托其構建高速、安全、智能的衛星星座在軌管理，並與西安光機所及產業鏈伙伴共同推進以“天地一體、軟硬一體”為目標的“太空智駕”布局。曾偉剛透露，近年來，上海鬆江區持續推動衛星互聯網產業發展，中科天塔相關大模型和星載系統研發團隊也已落地鬆江。