卫星搭载“华山”大模型实现自主决策运行模拟图

当太空中的航天器、空间碎片日益密集，卫星“刮蹭”事故风险正日益升高。此前，神舟二十号飞船返回舱舷窗就因被碎片击中出现裂纹，被迫推迟返航。

如何才能让卫星实现“智能驾驶”，及时避开空间“交通意外”？近日，西安中科天塔科技股份有限公司上海团队宣布，研制成功了中国首个面向大规模卫星星座的“太空智驾大脑”，并最快将于今年年底开展在轨验证——未来，它有望让卫星像自动驾驶汽车一样，具备自主感知、智能决策的能力。

轻量化改造，将大模型“搬”上天

随着全球商业航天快速发展，在轨航天器数量激增，传统依靠地面指挥逐一控制的模式，难以满足它们的避障需求。因此，航天器需要更高程度的自动化和智能化“大脑”，来化解空间碎片碰撞风险。

从2023年起，中科天塔在上海组建天塔算法团队，开始航天领域私域大模型“华山”的研发。这是我国首个专门面向航天应用的大模型，目前已接入管理超100颗在轨卫星——工程师只需通过自然语言下达指令，系统即可协助完成轨道计算、故障诊断、任务规划，甚至自动生成卫星控制代码，大幅提升卫星运行管理效率。而此次发布的“太空智驾大脑”就是以此为核心。

要让大模型进入太空，一大挑战在于卫星上的算力相当有限。中科天塔总经理曾伟刚介绍，地面成熟AI模型所需的算力规模，其功耗远超卫星平台承载能力。而且，太空环境中的强烈辐射、从-40℃至60℃的剧烈温度变化，也使大量地面方案难以直接移植。为此，团队开发了专用硬件平台、对大模型进行了轻量化改造，最终让卫星能够依托自身算力实现自主决策。

卫星搭载“华山”大模型实现自主决策运行模拟图

目前，“太空智驾大脑”的两款核心原型设备已完成研制，均能满足相关计算需求，其中一款功耗仅约30瓦。未来，团队计划将两类技术融合到单一芯片中，直接搭载于卫星，实现星上智能运行。

据悉，“太空智驾大脑”在轨验证成熟后将逐步推广应用，为我国大规模卫星星座建设和未来太空交通管理提供技术支撑。

产业链协同，为“太空智驾”铺路

不过，要让卫星真正实现“智驾”，仅有“大脑”还不够，还需要足够敏锐的“眼睛”。中国科学院西安光学精密机械研究所副所长邵晓鹏表示，未来卫星不仅要“看得见”，更要“看得懂”。

长期以来，航天光学系统面临高性能与低成本难兼顾、轻量化与高可靠性难平衡等挑战。同时，海量遥感数据受限于星地带宽，难以及时回传。以一颗亚米级遥感卫星为例，其日均可产生TB级原始数据，但实际下传量往往不足10%，且超70%宝贵带宽资源被云层、海洋和暗背景等无效信息占据。

为此，西安光机所研发了一款新型太空相机，目前已完成在轨验证。该相机融合了人工智能与先进光学技术，其成本有望降至现有产品的一半至五分之一，而重量和体积则可缩减至现有产品的三分之一。

能够实现如此大幅度提质增效，源于设计理念的范式变革。邵晓鹏解释，他们跳出传统范式，利用计算成像把部分物理加工问题转化为信息处理问题——在硬件端，不仅降低透镜加工难度，还可减少镜片数量；在软件端，利用AI算法补偿硬件误差，实现系统性能提升。最终，这台新型“智眼”让卫星不仅能拍清图像，还能“看懂”内容，剔除无效信息，优先提取关键数据下传。

此外，中科天塔还发布了新一代星载激光通信终端，依托其构建高速、安全、智能的卫星星座在轨管理，并与西安光机所及产业链伙伴共同推进以“天地一体、软硬一体”为目标的“太空智驾”布局。曾伟刚透露，近年来，上海松江区持续推动卫星互联网产业发展，中科天塔相关大模型和星载系统研发团队也已落地松江。